Для составления термохимического уравнения реакции между железом и серой, сначала определим химическое уравнение реакции. Железо (Fe) и сера (S) реагируют, образуя сульфид железа (II), согласно следующему уравнению:
[ \text{Fe} + \text{S} \rightarrow \text{FeS} ]
Далее нам нужно определить количество вещества (в молях) каждого реагента. Это можно сделать, используя массу железа, данную в задаче, и его молярную массу. Молярная масса железа (Fe) составляет примерно 55,845 г/моль.
Масса железа (m) = 4,2 г
Количество вещества железа ((n)) можно найти по формуле:
[ n = \frac{m}{M} ]
где ( M ) — молярная масса.
[ n(\text{Fe}) = \frac{4,2 \text{ г}}{55,845 \text{ г/моль}} \approx 0,0752 \text{ моль} ]
Теперь рассмотрим количество теплоты, выделившейся при реакции. Нам известно, что выделилось 7,15 кДж теплоты. Чтобы составить термохимическое уравнение, нужно выразить это количество теплоты в пересчете на 1 моль реагента.
Рассчитаем тепловой эффект реакции для 1 моля железа. Для этого используем отношение:
[ \Delta H = \frac{Q}{n} ]
где ( Q ) — общее количество выделившейся теплоты, ( n ) — количество вещества.
[ \Delta H = \frac{7,15 \text{ кДж}}{0,0752 \text{ моль}} \approx 95,1 \text{ кДж/моль} ]
Термохимическое уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
[ \text{Fe} + \text{S} \rightarrow \text{FeS} + 95,1 \text{ кДж} ]
Это уравнение показывает, что при реакции 1 моля железа с 1 молем серы с образованием 1 моля сульфида железа выделяется 95,1 кДж теплоты.