Giải bài 17.13 trang 47 SBT Hóa học 10 Kết nối tri thức
Cho phản ứng nhiệt nhôm sau:
2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s)
Biết nhiệt tạo thành, nhiệt dung của các chất (nhiệt lượng cần cung cấp để 1 kg chất đó tăng lên 1 độ) được cho trong bảng sau:
|
Chất |
\({\Delta _f}H_{298}^0\) (kJ/mol) |
C (J/g.K) |
Chất |
\({\Delta _f}H_{298}^0\) (kJ/mol) |
C (J/g.K) |
|
Al |
0 |
|
Al2O3 |
-16,37 |
0,84 |
|
Fe2O3 |
-5,14 |
|
Fe |
0 |
0,67 |
Giả thiết phản ứng xảy ra vừa đủ, hiệu suất 100%, nhiệt độ ban đầu là 25 °C, nhiệt lượng toả ra bị thất thoát ra ngoài môi trường là 50%. Tính nhiệt độ đạt được trong lò phản ứng nhiệt nhôm.
Hướng dẫn giải chi tiết bài 17.13
Phương pháp giải:
- Tính biến thiên enthalpy của phản ứng: \({\Delta _r}H_{298}^0 = \sum {{\Delta _r}H_{298}^0(sp)} - \sum {{\Delta _r}H_{298}^0(cd)} \)
Trong đó: \(\sum {{\Delta _r}H_{298}^0(sp)} \) và \(\sum {{\Delta _r}H_{298}^0(cd)} \) là tổng enthalpy tạo thành ở điều kiện chuẩn của sản phẩm và chất đầu của phản ứng
- Tính nhiệt dung của sản phẩm
- Tính nhiệt độ tăng lên -> Nhiệt độ đạt được
Lời giải chi tiết:
Xét phản ứng giữa 2 mol Al với 1 mol Fe2O3 tạo ra 1 mol Al2O3 và 2 mol Fe
Biến thiên enthalpy của phản ứng:
\({\Delta _f}H_{298}^o = {\Delta _f}H_{298}^o(A{l_2}{O_3}) + 2{\Delta _f}H_{298}^o(Fe) - 2{\Delta _f}H_{298}^o(Al) - {\Delta _f}H_{298}^o(F{e_2}{O_3})\)
= 102. (-16,37) + 2.0 - 2.0 - 160.(-5,14) = - 847,34 (kJ).
Nhiệt dung của sản phẩm: \(C = 102.0,84 + 2.56.0,67 = 160,72(J.{K^{ - 1}})\)
Nhiệt độ tăng lên: ∆T = \(\frac{{847,{{34.10}^3}.50\% }}{{160,72}} = 2636\) (K)
Nhiệt độ đạt được = (25 + 273) + 2636 = 2934 (K)
-- Mod Hóa Học 10 HỌC247
Chưa có câu hỏi nào. Em hãy trở thành người đầu tiên đặt câu hỏi.
