Рассчитайте, предварительно расставив коэффициенты, значение стандартной энтальпии реакция Fe2O3(k)+Mg-Fe(k) +MgO(k). Укажите, экзо или эндотермические является этот процесс
Для расчета стандартной энтальпии реакции Fe₂O₃(k) + Mg → Fe(k) + MgO(k) необходимо сначала расставить коэффициенты, чтобы уравнение сохранило баланс.
Исходное уравнение можно записать следующим образом:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3(k) + \text{Mg}(s) \rightarrow 2\text{Fe}(s) + \text{MgO}(k) \]
Теперь расставим коэффициенты:
- На левой стороне у нас 2 атома железа (Fe) в Fe₂O₃, поэтому после реакции мы получаем 2 атома железа.
- У нас 3 атома кислорода (O) в Fe₂O₃, что соответствует одной молекуле MgO, которая также содержит 1 атом кислорода, поэтому коэффициенты 1 для MgO и 1 для Mg иллюстрируют их комбинированное количество.
Итак, уравнение будет выглядеть так:
\[ \text{Fe}_2\text{O}_3(k) + 3\text{Mg}(s) \rightarrow 2\text{Fe}(s) + 3\text{MgO}(k) \]
Теперь, чтобы определить, является ли реакция экзотермической или эндотермической, необходимо посмотреть на изменение энтальпии.
В этой реакции магний восстанавливает железо из оксида железа (III), и, как правило, реакции восстановления металлов являются экзотермическими, так как освобождают тепло.
Для окончательного расчета стандартной энтальпии реакции, используйте таблицу стандартных энтальпий образования (ΔH°) для каждого из реагентов и продуктов:
- Для Fe₂O₃(k): ΔH° = -824 кДж/моль
- Для Mg(s): ΔH° = 0 (в стандартном состоянии)
- Для Fe(k): ΔH° = 0 (в стандартном состоянии)
- Для MgO(k): ΔH° = -601 кДж/моль
Теперь подставляем значения в формулу для расчета изменения энтальпии реакции (ΔH):
\[ ΔH = \sum ΔH_f^{продукты} - \sum ΔH_f^{реагенты} \]
\[ ΔH = [2(0) + 3(-601)] - [-824 + 3(0)] \]
\[ ΔH = [0 - 1803] - [-824] \]
\[ ΔH = -1803 + 824 = -979 \text{ кДж} \]
Поскольку ΔH < 0, реакция является экзотермической, что значит, она выделяет тепло в ходе протекания.
