Рассчитайте количество теплоты, которое выделяется при прокаливании без доступа воздуха 20,67 г эквимолярной смеси алюминия, йода и йодида алюминия, если теплота образования йодида алюминия равна 302,9 кДж/моль. Определите качественный и количественный состав (в мольных долях) образовавшейся после прокаливания смеси.

Обозначим количество вещества каждого компонента в исходной эквимолярной смеси за \( n \). Молярные массы: \( M(\text{Al}) = 27 \, \text{г/моль} \), \( M(\text{I}_2) = 254 \, \text{г/моль} \), \( M(\text{AlI}_3) = 408 \, \text{г/моль} \).

Масса смеси: \( n(27 + 254 + 408) = 689n = 20,67 \, \text{г} \), откуда \( n = 0,03 \, \text{моль} \).

При прокаливании алюминий реагирует с йодом: \( 2\text{Al} + 3\text{I}_2 \rightarrow 2\text{AlI}_3 \).

Исходные количества: \( \text{Al} \) — 0,03 моль, \( \text{I}_2 \) — 0,03 моль. По уравнению на 0,03 моль \( \text{I}_2 \) требуется 0,02 моль \( \text{Al} \). Йод в недостатке, он прореагирует полностью.

После реакции: \( \text{Al} \) осталось \( 0,03 - 0,02 = 0,01 \, \text{моль} \); \( \text{I}_2 \) — 0 моль; \( \text{AlI}_3 \) образовалось 0,02 моль, всего \( 0,03 + 0,02 = 0,05 \, \text{моль} \).

Теплота образования \( \text{AlI}_3 \) равна 302,9 кДж/моль. Выделившаяся теплота: \( Q = 0,02 \, \text{моль} \times 302,9 \, \text{кДж/моль} = 6,058 \, \text{кДж} \).

Состав конечной смеси: общее количество вещества \( 0,01 + 0,05 = 0,06 \, \text{моль} \). Мольные доли: \( x_{\text{Al}} = 0,01 / 0,06 = 1/6 \approx 0,167 \) (16,7 %), \( x_{\text{AlI}_3} = 0,05 / 0,06 = 5/6 \approx 0,833 \) (83,3 %).

Качественный состав: алюминий и йодид алюминия.

0 0 Пожаловаться