Школьный этап · 9 класс

Задание № 12

2023/24 · группа 4 · страница 29

Условие

Общее условие: Для сваривания различных металлических частей (например, трамвайных рельсов) нередко используется термитная смесь. Одним из наиболее распространенных вариантов такой смеси является железный термит, состоящий из стехиометрической смеси оксида железа (III) и порошка алюминия. Количество теплоты, теплоемкость и изменение температуры связаны между собой соотношениями Q = C ∙ Δt, где Q — количество теплоты, сообщенной системе, С — ее общая теплоемкость, Δt — изменение температуры системы. Условие: Определите количество теплоты, выделяющееся при воспламенении 20.0 г такой смеси, если энтальпии образования оксида железа (III) и оксида алюминия составляют –822 и –1670 кДж/моль, соответственно. Ответ выразите в килоджоулях, округлите до целых.
Условие: До какой температуры раскаляются продукты реакции, если их начальная температура составляет 20 оC. Теплоемкости веществ приведены в таблице. Температурной зависимостью теплоемкости можно пренебречь. Al Fe Al2O3 Fe2O3 С, Дж/(моль К) 55 66 142 103.8
Условие: Оцените, температуру, достигаемую продуктами реакции, если взять не 20.0 г, а 10.0 г термитной смеси. Ответ выразите в кельвинах, округлите до целых.
Иллюстрация 1 со страницы 29 сборника
Стр. 29 · нажмите, чтобы увеличить

Самопроверка

Ответы и оценивание
Ответ: засчитывается в диапазоне [77; 81] Точное совпадение ответа — 2 балла
Ответ: засчитывается в диапазоне [3200; 3500] Точное совпадение ответа — 3 балла
Ответ: засчитывается в диапазоне [3200; 3500] Точное совпадение ответа — 1 балл Максимальный балл за задание — 6 баллов
Иллюстрация 1 со страницы 29 сборника
Стр. 29 · нажмите, чтобы увеличить
Иллюстрация 2 со страницы 30 сборника
Стр. 30 · нажмите, чтобы увеличить
Иллюстрация 3 со страницы 30 сборника
Стр. 30 · нажмите, чтобы увеличить
Решение и пояснение
Решение. Определим изменение энтальпии в реакции 2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe Оно составит: ΔH = ΔfH(Al2O3) – ΔfH(Fe2O3) = ‒1670 + 822 = ‒848 кДж, что соответствует тепловому эффекту 848 кДж. Данный тепловой эффект сопровождает реакцию с участием 2 ∙ 27 + (2 ∙ 56 + 3 ∙ 16) = 214 г смеси. Тогда тепловой эффект реакции для 20 г смеси составит 20 ∙ 848/214 = 79.3 кДж. Теплоемкость продуктов реакции составит: С = 142 + 2 ∙ 66 = 274 Дж/К ∙ моль. Температура достигнет: 848 000 / 274 + 273 = 3367.89 оС.

Открыть страницу оригинала в PDF ↗