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 теплоты?
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.
