Có những phản ứng hóa học không cần lò nung hay dòng điện, nhưng chỉ bằng năng lượng hóa học đã có thể tạo ra kim loại nóng chảy ở nhiệt độ lên tới vài nghìn °C; phản ứng nhiệt nhôm là một ví dụ tiêu biểu. Kim loại Fe tạo ra ở trạng thái nóng chảy, dùng để hàn đường ray xe lửa. Phản ứng hóa học xảy ra như sau: 2Al + Fe2O3 → 2Fe + Al2O3.
Cho biết
(Al2O3) = -1675,7 kJ/mol;
(Fe2O3) = -824,2 kJ/mol. Một mối hàn cần nhiệt lượng thực tế là 426 kJ để làm nóng chảy iron và lấp đầy khe hở. Giả thiết hiệu suất sử dụng nhiệt của quá trình hàn chỉ đạt 80% (20% nhiệt tỏa ra bị thất thoát). Khối lượng hỗn hợp tecmit (Al và Fe2O3 trộn đúng tỉ lệ phản ứng) tối thiểu cần dùng để thực hiện mối hàn trên là bao nhiêu gam? (Làm tròn kết quả đến hàng đơn vị).
Câu trả lời tốt nhất
= -1675,7 – (-824,2) = -851,5 kJ
Để có nhiệt lượng 426 kJ với hiệu suất 80% cần:
mAl = 426.2.27/(851,5.80%) = 33,7698 gam
mFe2O3 = 426.160/(851,5.80%) = 101,3095 gam
—> Tổng mAl + mFe2O3 = 135 gam
