Уравнение реакции:

SiO2(s) + 2H2(g) -> Si(s) + 2H2O(g)

По уравнению реакции видно, что при образовании 1 моль SiO2 выделяется 2 моля H2.

Найдем количество вещества SiO2:

n(SiO2) = m/M = 30 г / 60 g/mol = 0.5 моль

Из расчетов видно, что для реакции требуется 2 моль H2 на 1 моль SiO2. Так как H2 избыточен, реагентом ограничивающим является SiO2.

Теплота реакции, выделенная или поглощенная, может быть найдена с использованием теплового эффекта реакции:

ΔH = (ΔHf Si(s) + 2 ΔHf H2O(g)) - (ΔHf SiO2(s) + 2 ΔHf H2(g))

ΔH = (0 + 2(-241.82 kJ/mol)) - (-911.18 kJ/mol + 2 0 kJ/mol)
ΔH = -483.64 kJ/mol

Так как 1 моль SiO2 соответствует -483.64 кДж/моль, то для 0.5 моль SiO2:

ΔH = -483.64 кДж/моль * 0.5 моль = -241.82 кДж

Следовательно, при взаимодействии 30 г SiO2 с избытком H2 будет выделено 241.82 кДж теплоты.