Для составления термохимического уравнения реакции сгорания алюминия в кислороде сначала нужно написать уравнение химической реакции между алюминием (Al) и кислородом (O₂). Алюминий при сгорании в кислороде образует оксид алюминия (Al₂O₃). Уравнение этой реакции будет выглядеть следующим образом:
[ 4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3 ]
Теперь нам нужно учесть количество выделившейся энергии. Из условия задачи известно, что при реакции 18 г алюминия выделяется 547 кДж теплоты. Найдем молярную массу алюминия: она составляет примерно 27 г/моль. Таким образом, количество молей алюминия в 18 г:
[ n = \frac{масса}{молярная\ масса} = \frac{18\ г}{27\ г/моль} = 0.67\ моль ]
Согласно стехиометрии уравнения, 4 моль алюминия реагируют с 3 моль кислорода и образуют 2 моль оксида алюминия. Учитывая это, мы можем рассчитать количество теплоты, выделяемое на 1 моль алюминия:
[ Q_{\text{на 1 моль Al}} = \frac{547\ кДж}{0.67\ моль} \approx 816\ кДж/моль ]
Теперь распространим эту энергию на 4 моль алюминия, так как это соотношение элементов в уравнении реакции:
[ Q_{\text{на 4 моль Al}} = 816\ кДж/моль \times 4\ моль = 3264\ кДж ]
Таким образом, термохимическое уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
[ 4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3 + 3264\ кДж ]
Это уравнение показывает, что при реакции 4 моль алюминия с 3 моль кислорода выделяется 3264 кДж теплоты.