Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O
1. Находим массу оксида железа без примесей:
100 - 25 = 75 %
m(Fe2O3) = 640000 x 75 / 100 = 480000 г
2. Находим количество вещества оксида железа, зная его массу:
n(Fe2O3) = m / M = 480000 / 160 = 3000 моль
3. Из уравнения реакции видно, что n(Fe2O3) / n(H2) = 1 / 3, значит
n(H2) = n(Fe2O3) x 3 = 3000 x 3 = 9000 моль
4. Зная количество вещества водорода, находим его объем:
V(H2) = n x Vm = 9000 x 22.4 = 201600 л = 201.6 м³
5. По уравнению видно, что n(Fe2O3) / n(H2O) = 1 / 3, значит
n(H2O) = 9000 моль = 9 кмоль
теплота пойдет на совершение работы и увеличение внутренней энергии
q = a +δu
a = p * δv = m/µ * r * δt
при изобарном увеличении объема v в 3 раза, температура увеличивается в 3 раза
δt = 3 t₀ - t₀ = 2 t₀
m/µ = 2 по условию (это число молей), тогда a = 4 * r * t₀
для одноатомного газа δu = 3/2 * m/µ * r * δt = 3/2 * 2 * r * 2 * t₀ = 6 * r * t₀
q = a +δu = 4 * r * t₀ + 6 * r * t₀ = 10 * r * t₀
r - универсальная газовая постоянная.