Question

)Рассчитайте стандартную энергию Гиббса в реакции 2 Al +B2O3=2B +Al2O3 ◇H° обр. 0 -1254 0 -1676 кДж/моль ◇S° обр. 28,35 80,8 5,8 50,92 Дж/моль Возможно ли самопроизвольное протекание этой реакции при стандартных условиях? 2) На взаимодействии с углеродом массой 1,2 г был израсходован кислородом объемом 1,12 л (н.у.), образовавшийся оксид занял объем 2,24 л (н.у.) Установите формулу оксида. 3) При взаимодействии 250 г технического карбида кальция с водой выделилось 70 л ацетилена , измеренного при н.у. Определите содержание примесей в исходном веществе. 4) Допишите уравнения реакций и расставьте коэффициенты Bi( OH)3+K2SnO2 - > Bi +K2SnO3+H2O Cu +HNO3 конц-.>

Answer 1

1) Энергия Гиббса dG=dH-T*dS
dH = dH(продуктов) - dH (исходных данных)
dS = dS(продуктов) - dS (исходных данных)
Если про температуру ничего не сказано, берем 298 K - стандарт.
dH = ( 2*0 + (-1676)) - ( 2*0 + (-1254))= -422*10^3 Дж
dS = ( 2*5.8+50.92) - (2*28.35+80.8) = -74.98 Дж
dG = -422*10^3-298*(-74.98) = -400 кДж. Т.к dG < 0, то возможно самопроизвольное протекание реакции
4) 2 Bi(OH)3+3 K2SnO2 = 2 Bi+3 K2SnO3+3 H2O
Cu +4 HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Answer 2

Для решения данных задач, нам понадобится использовать законы химии, такие как закон Гесса, уравнения химических реакций и мольные массы элементов. Давайте рассмотрим каждую задачу по порядку:

1. Расчет стандартной энергии Гиббса: Стандартная энергия Гиббса связана с изменением свободной энергии в химической реакции и определяется следующим уравнением:

ΔG° = ΔH° - TΔS°

где: ΔG° - стандартная энергия Гиббса, ΔH° - стандартная энтальпия, ΔS° - стандартная энтропия, T - температура в Кельвинах (при стандартных условиях T = 298.15 К).

Для данной реакции: ΔH° обр. = 0 - (-1254) = 1254 кДж/моль ΔS° обр. = 50,92 - (2 * 28,35 + 80,8 + 5,8) = 50,92 - 143,3 = -92,38 Дж/моль

Теперь можем рассчитать ΔG°: ΔG° = 1254 - (298.15 * (-92,38 / 1000)) = 1254 + 27.68 ≈ 1282.68 кДж/моль

Ответ: Стандартная энергия Гиббса для реакции составляет около 1282.68 кДж/моль.

Чтобы определить, возможно ли самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях (т.е. при температуре 298.15 К), мы должны рассмотреть знак ΔG°:

Если ΔG° < 0, то реакция происходит самопроизвольно (спонтанно). Если ΔG° > 0, то реакция не происходит самопроизвольно (неспонтанно).

В данном случае ΔG° ≈ 1282.68 кДж/моль, что больше нуля, следовательно, реакция не происходит самопроизвольно при стандартных условиях.

2. Расчет формулы оксида: Дано, что углерод массой 1,2 г реагирует с кислородом объемом 1,12 л (н.у.) и образовавшийся оксид занимает объем 2,24 л (н.у.).

Из уравнения реакции можно увидеть, что мольное соотношение между углеродом и кислородом равно 1:1:

C + O2 -> CO2

Масса кислорода, соответствующего 1,2 г углерода, можно рассчитать по его мольной массе, которая равна 16 г/моль: Масса кислорода = 1,2 г * (1 моль O2 / 12 г) = 0,1 моль O2

Теперь рассмотрим объемы:

1 моль газа при н.у. занимает 22,71 л. Таким образом, 0,1 моль O2 занимает: Объем O2 = 0,1 моль * 22,71 л/моль = 2,271 л

Однако объем образовавшегося оксида составляет 2,24 л (н.у.).

Учитывая, что объемы газов пропорциональны их стехиометрическим коэффициентам в химическом уравнении, мы можем записать уравнение реакции с учетом объемов:

C + O2 -> CO2 1 : 2,271 -> 1 : 2,24

Теперь можем записать уравнение для оксида, заменяя углерод на B (бор) и кислород на O (оксид): B + O2 -> BO2 1 : 2,271 -> 1 : 2,24

Однако стехиометрический коэффициент должен быть целым числом, поэтому округлим его до ближайшего целого:

B2O3 + 3 O2 -> 2 BO2 1 : 2,271 -> 2 : 4,48

Теперь видно, что стехиометрическое соотношение между B2O3 и BO2 равно 1:2.

Ответ: Формула оксида - BO2.

3. Определение содержания примесей в исходном веществе: Из уравнения реакции, установленного выше:

B2O3 + 3 O2 -> 2 BO2

Мольное соотношение между B2O3 и BO2 составляет 1:2. Это значит, что каждые 2 моля BO2 требуют 1 моль B2O3.

Масса B2O3 рассчитывается по количеству выделившегося ацетилена (C2H2), так как взаимодействие карбида кальция с водой приводит к образованию ацетилена и гидроксида кальция:

CaC2 + 2 H2O -> C2H2 + Ca(OH)2

Масса ацетилена, образовавшегося из 250 г технического