Cho phản ứng nhiệt nhôm sau: 2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s)

Bài 17.13 trang 47 SBT Hóa học 10: 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:

Giả thiết phản ứng xảy ra vừa đủ, hiệu suất 100%; nhiệt độ ban đầu là 25^oC; nhiệt lượng tỏa ra bị thất thoát ngoài môi trường là 50%. Tính nhiệt độ đạt được trong lò phản ứng nhiệt nhôm.

Trả lời

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:

${\Delta }_r{H}_{298}^o$ = ${\Delta }_f{H}_{298}^o$(Al₂O₃) + 2. ${\Delta }_f{H}_{298}^o$(Fe) – 2. ${\Delta }_f{H}_{298}^o$(Al) - ${\Delta }_f{H}_{298}^o$(Fe₂O₃)

= 1. (-16,37) + 2.0 – 2.0 – 1.(-5,14) = -21,51 (kJ)

Nhiệt dung của sản phẩm: C = 102.0,84 + 2.56.0,67 = 160,72 (J.K^-1).

Áp dụng công thức Q = m.C. ∆T

⇒ Nhiệt độ tăng lên: ∆T = $\frac{{\mathrm{21,51.10}}^3.50\%}{\mathrm{160,72}}=\mathrm{66,92}\left(K\right)$

Nhiệt độ đạt được = (25 + 273) + 66,92 = 365 (K)

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 10 sách Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác

Bài 15: Phản ứng oxi hóa - khử

Bài 16: Ôn tập chương 4

Bài 17: Biến thiên enthalpy trong các phản ứng hóa học

Bài 18: Ôn tập chương 5

Bài 19: Tốc độ phản ứng

Bài 20: Ôn tập chương 6