Дано термохимическое уравнение: 3Fe+202=Fe203+1118кДж Сколько граммов железа и сколько литров кислорода (н.у.) вступило в реакцию, если в результате нее выделилось 447,2 кДж…

Для решения этой задачи мы будем использовать термохимическое уравнение и принцип стехиометрии.

Дано:

• Уравнение реакции: \(3 \text{Fe} + 3 \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3 + 1118 \, \text{кДж}\)
• Выделилось теплоты: \(447,2 \, \text{кДж}\)

Шаг 1: Вычисление молей железа и кислорода

Сначала определим, сколько энергии выделяется на 1 моль реакции.

Из уравнения видно, что при полном сгорании 3 моль железа (Fe) и 3 моль кислорода (O₂) выделяется 1118 кДж. Таким образом, 1118 кДж соответствует 3 молям Fe + 3 молям O₂.

Теперь найдем, сколько кДж выделяется на 1 моль: \[ \text{Энергия на 1 моль} = \frac{1118 \, \text{кДж}}{1 \, \text{реакция}} = 1118 \, \text{кДж} \] Так как в реакции участвует 3 моль Fe и 3 моль O₂, будем считать, что 1118 кДж — это полное выделение для всей реакции.

Далее, найдем, сколько моль железа и кислорода задействовано при выделении 447,2 кДж: \[ \text{Часть выделившейся теплоты} = \frac{447,2 \, \text{кДж}}{1118 \, \text{кДж}} \approx 0,4 \text{ реакции} \] Это означает, что мы имеем 0.4 * 3 моль реакции для Fe и O₂.

Шаг 2: Подсчет молей железа и кислорода

Теперь посчитаем количество молей каждого реагента, которое реагировало:

• Для Fe: \[ 3 \, \text{моль} \times 0,4 = 1,2 \, \text{моль} \, \text{Fe} \]
• Для O₂: \[ 3 \, \text{моль} \times 0,4 = 1,2 \, \text{моль} \, \text{O}_2 \]

Шаг 3: Перевод молей в граммы и литры

Теперь переведем моли в граммы для Fe и литры для O₂.

• Для железа (\( \text{Fe} \)): Молярная масса Fe ≈ 56 г/моль. \[ 1,2 \, \text{моль} \times 56 \, \text{г/моль} = 67,2 \, \text{г} \]

• Для кислорода (\( \text{O}_2 \)): Молярная масса O₂ ≈ 32 г/моль и 1 моль газа занимает 22,4 л (н.у.). \[ 1,2 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 26,88 \, \text{л} \]

Ответ

В результате реакции выполнились следующие реакции:

• Вступило в реакцию 67,2 грамма железа и 26,88 литров кислорода.

Таким образом, мы нашли количество реагентов, которые вступили в реакцию при выделении 447,2 кДж тепла.