Câu hỏi/bài tập:
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 |
Advertisements (Quảng cáo) 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.
- 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
- Có \({\Delta _r}H_{298}^0 = {\Delta _f}H_{298}^0(A{l_2}{O_3}) + 2.{\Delta _f}H_{298}^0(Fe) - 2.{\Delta _f}H_{298}^0(Al) - {\Delta _f}H_{298}^0(F{e_2}{O_3})\)
-> \({\Delta _r}H_{298}^0 = ( - 16,37) + 2.0 - 2.0 - ( - 5,14) = - 11,23kJ\)
- Nhiệt dung của sản phẩm là: C = 0,84 + 0,67.2 = 2,18 J/g.K
- Nhiệt độ tăng lên của phản ứng là: \(\Delta T = \frac{{11,{{23.10}^3}.50\% }}{{2,18}} = 2575,69(K)\)K
-> Nhiệt độ đạt được sau phản ứng = 25 + 273 + 2575,69 = 2873,69 K