Xreferat.com » Рефераты по химии » Термодинамические характеристики участков реакции

Термодинамические характеристики участков реакции

Размещено на аllbest/

Содержание


Задача №3

Задача №13

Задача №23

Задача №33

Задача №43

Задача №53

Задача №63

Задача №73

Задача №83

Задача №93

Рекомендуемая литература


Задача № 3


Дано: m (Zn) = 1,5 кг

V(Ha) = ?


Уравнение реакций:


Zn + 2HCl = ZnC + H2 б


По уравнению реакции количество водорода равно:


N(H2) = n(Zn)


Найти количество цинка

Термодинамические характеристики участков реакции

N =


N - количество вещества, моль

m – масса вещества, г

Термодинамические характеристики участков реакцииM – молярная масса, г/моль

N = 23 моль

N(H2) = 23 моль

Найдём объём водорода при нормальных условиях


V(H2) = N(H2)*Vм


V – объём, л

N – количество вещества

Vм – молярный объём, л/моль

При нормальных условиях молярный объем любого газа равен 22,4 л/моль.

V(H2) = 23 * 22,4 = 515,2 л

Ответ: V(H2) = 515,2 л


Задача № 13


Элемент № 24 – хром (Cr)

Положение в периодической системе: 4 период, 6 группа, побочная подгруппа.

Число протонов в ядре атома равно заряду ядра атома т.е. номеру элемента: Z = 24

Число нейтронов N равно:


N = A – Z,


где А - массовое число

N = 53 – 24 = 28

Электронная формула элемента для внешнего и продвинутого уровня:


+24Сr …3s2 3p6 4s1 3d5


Электронная графическая формула для внешнего и продвинутого уровня:

Для хрома характерен проскок электрона, для образования более устойчивой электронной конфигурации, электрон проскакивает на орбитале с более высокой скоростью.

Максимальное число валентных электронов 6 они находятся на 4s, 4p и 4d – орбиталях.

Хром – переходный элемент и относится к семейству d – элементов.

Возможные степени окисления +2, +3, +6.

Кислородные соединение хрома: Cr2O3, CrO3, CrO. Cr2O3 – оксид хрома (3) относительно к амфотерным оксидам.

Cr2O3 – нерастворимый в воде

В высокодисперсном состоянии растворяется в сильных кислотах с образованием солей хрома(3):


Cr2O3 + 6HCl а 2CrCl3 + 3H2O


При взаимодействии с щелочами, содой и кислыми солями даёт соединение Cr3+ растворимый в воде:


Cr2O3 + 2KOH а 2KCrO2 + H2O

Cr2O3 + Na2CO3 а 2NaCrO2 + CO2 б

Cr2O3 + 6 KHSO а Cr2(SO4)3 + 3H2O


В присутствии сильного окисления в щелочной среде Сr2O окисляется до хроматы:


Сr2O3 + 3KNO3 + 2Na2CO3 а 2Na2CrO4 + 3KNO2 + 2CO2


Сильные восстановители восстанавливают Cr2O3:


Сr2O3 + 3Al а Al2O3 + 2 Cr


CrO3 – кислотный оксид хрома (4), ангидрид хромовой и дихромовой кислот. При его растворении в воде образуется хромовая кислота (при недостатке СrO3):


CrO3 + H2O а H2Cr4O4


или дихромовая кислота (при избытке CrO3):


2CrO3 + H2O а H2Cl2O7


CrO3 реагирует со щелочами образует хроматы:


CrO3 + 2KOH а K2 CrO4 + H2O


В кислой среде ион CrO42- превращается в ион Cr2O72-. В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:


2CrO42- + 2Н+ а Cr2O72- + H2O (кислотная среда)

2CrO42- + 2Н+ Я Cr2O72- + H2O (щелочная среда)


При нагревании выше 2500 С CrO3 разлагается:


4CrO3 а 2Сr2O3 + 3O2 б


CrO3 – сильный окислитель (восстанавливается до Cr2O3). Окисляет йод, серу, фосфор, уголь:


4CrO3 + 3S а 2 Cr4O3 + SO2 б


CrO – оксид хрома (3), пирофорный(в тонкораздробленном состоянии воспламеняется на воздухе), чёрный порошок, растворяется в разбавленной соляной кислоте:


CrO + 2HCl а CrCl2 + H2O

CrO – сильный восстановитель, чрезвычайно неустойчив в присутствии влаги и кислорода:


4СrO + 3O2 а 2Cr2O3


Гидратные соединения: Сr(OH)2, Cr(OH)3, H2CrO4, HCr2O7

Cr(OH)2 – сильный восстановитель, переходит в соединение Сr3+ под действием кислорода воздуха:


4 Сr(OH)2 + O2 + 2H2O а 4Cr(OH)3


При прокаливании в отсутствие кислорода образуется оксид хрома (2) СrO. При прокаливании на воздухе превращается в Сr2O3.

Cr(OH)3 – нерастворимый в воде гидроксид хрома (3), обладает амфотерными свойствами Cr(OH)3 растворяется как в кислотах, так и в щелочах:


2Cr(OH)3 + 3H2SO4 а Cr2(SO4)3 + 6H2O

Cr(OH)3 + KOH а K[Cr(OH)4]


При прокаливании Сr(OH)3 получают оксид Сr2O3:


2 Сr(OH)3 а Cr2O3 + 3H2O


2H2CrO4 – хромовая кислота, кислота средне силы.

H2Cr2O7 – дихромовая кислота, более сильная


Задача № 23


Дано:

T = 298 K

∆ 1 H0 = 298 - ?, ∆ 1 S0 = 298 - ?, ∆ 1 G0 = 298 - ?


CaCO4 = CaO + CO2


Стандартные термодинамические характеристики участков реакции:


кДж

Термодинамические характеристики участков реакции∆ 1H0298, моль

Дж

Термодинамические характеристики участков реакции∆ 1S0298, моль*К

кДж

Термодинамические характеристики участков реакции∆ 1G0298, моль

CaCO4

CaO

CO2

-1207

-635,5

-393,5

88,7

39,7

213,7

-1127,7

-604,2

-394,4


∆ 1H0298 – тепловой эффект реакции при стандартной температуре.

∆ 1S0298 – изменение энтропии реакции при стандартной температуре.

∆ 1G0298 – химическое средство (изменение энергии Гиббса) при стандартной температуре.

∆ 1H0298 – стандартная энтальпия образования вещества при T = 298

∆ 1S0298 – стандартное изменение энтропии образования вещества при T = 298

∆ 1G0298 – стандартное изменение энергии Гиббса образования вещества при T = 298


∆ 1H0298 = ∑∆ 1H0298 (продуктов реакции) – ∑∆ 1H0298 (исходных веществ)

∆ 1H0298 = (∆ 1H0298 (CaO) + ∆ 1H0298 (CO2)) - ∆ 1H0298 (CaCO3)


∆ 1H0298 = (-635,5 + (-393,5)) – (-1207) = -1029 + 1207 = 178 кДж

Вывод: в ходе реакции поглотилось 178 кДж тепла, так как ∆ 1H0298 > 0

∆ 1S0298 = ∑∆ 1S0298 (продуктов реакции) – ∑∆ 1S0298 (исходных веществ)

∆ 1S0298 = (∆ 1S0298 (CaO) + ∆ 1S0298 (CO2)) - ∆ 1S0298 (CaCO3)


∆ 1S0298 = (39,7 + 213,7) - 88,7 = 164 Дж/К

Вывод: молекулярный беспорядок в системе увеличивается, так как ∆ 1S0298 > 0


∆ 1G0298 = ∑∆ 1H0298 (продуктов реакции) – ∑∆ 1H0298 (исходных веществ)

∆ 1G0298 = (∆ 1H0298 (CaO) + ∆ 1H0298 (CO2)) - ∆ 1H0298 (CaCO3)


∆ 1G0298 = (-604,2 + (-394,4)) – (-1127,7) = 129,1 кДж

Вывод: самопроизвольное протекание реакции невозможно, так как ∆ 1G0298 > 0


Задача № 33


Термодинамические характеристики участков реакцииДано: г = 3 Т1 = 1200 С , Т2 = 800 С

Термодинамические характеристики участков реакции


V1 – скорость реакции

г – температурный коэффициент скорости реакции Вант-Гоффа

Термодинамические характеристики участков реакцииТ – температура

Термодинамические характеристики участков реакции3 = 34 = 81

Ответ: скорость химической уменьшается в 81 раз


Задача № 43


Дано: m р-ра 1 = 300 г

m р-ра 2 = 400 г

щ1 = 25 %

щ2 = 40 %

щ3 = ?


Массовая доля вещества в растворе равна:

щ = * 100 %

щ1 = 25 % щ = массовая доля, %

mв-ва – масса вещества

mр-ра – масса раствора

Массу вещества в первм и во втором растворе найти можно по формуле:

Термодинамические характеристики участков реакции

Термодинамические характеристики участков реакцииm в-ва 1 =

Термодинамические характеристики участков реакции

Термодинамические характеристики участков реакцииm в-ва 2 =


Термодинамические характеристики участков реакции

Термодинамические характеристики участков реакцииm в-ва 1 = = 75 г

Термодинамические характеристики участков реакции

Термодинамические характеристики участков реакцииm в-ва 2 = = 160 г

Масса вещества в растворе после смещения:


m р-ра 3 = m р-ра 1 + m р-ра 2


m р-ра 3 = 75 + 160 = 235 г

Масса полученного раствора равна:


m р-ра 3 = m р-ра 1 + m р-ра 2


m р-ра 3 = 300 + 400 = 700 г

Массовая доля вещества в полученном растворе равна:

Термодинамические характеристики участков реакции

Термодинамические характеристики участков реакциищ3 = * 100 %

Термодинамические характеристики участков реакции

Термодинамические характеристики участков реакциищ3 = * 100 % = 33,6 %

Ответ: щ3 = 33,6 %


Задача № 53


HF + KOH = KF + H2O


HF, H2O – слабые электролиты

KOH, KF – сильные электролиты, диссоциируют на ионы в растворе

HF + OH = F + H2O – уравнение в сокращённой ионно-молекулярной форме


Задача № 63


Термодинамические характеристики участков реакцииТермодинамические характеристики участков реакцииFe2(SO4)3 2Fe3+ + 3SO42- (уравнение диссоциации)


Гидролиз по катиону:


Термодинамические характеристики участков реакцииТермодинамические характеристики участков реакцииFe3+ H+OH- FeOH2+ + H+ (уравнение 1 стадии гидролиза в сокращённой форме)


В гидролизе применяют участие ионы железа (3).

рН < 7, кислая среда


Задача № 73


Cu + H2SO4 (конц.) а CuSO4 + 2H2O + SO2

Термодинамические характеристики участков реакцииТермодинамические характеристики участков реакцииТермодинамические характеристики участков реакцииCu0 – 2e а Cu+2 1 окислительные

Термодинамические характеристики участков реакцииS+6 + 2e а S+4 1 восстановительные


окислитель - Н2SO4

восстановитель - Сu


Задача № 83


AAg

AgNO3

0,1 M

KNO3

AgNO3

0,01 M

Ag

Для расчёта потенциала электродов используют уравнение Нернcта:

Термодинамические характеристики участков реакции

Еок/вос = Еок/вос + = lgC


Еок/вос - электродный потенциал, В

Е0ок/вос – стандартный электродный потенциал , В

n – число электронов принимающих участие в процессе

С – концентрация ионов металла в растворе, М

ок – окислительная форма

иос – восстановительная форма


Е0Ag+/Ag = 0,80 B

Термодинамические характеристики участков реакции

ЕAg+/Ag = 0,80 + lg 0,1 = 0,741 B

Термодинамические характеристики участков реакцииЕAg+/Ag = 0,80 + lg 0,01 = 0,682 B

ЭДС гальванического элемента разности электродных потенциалов катода и анода.

Катодом будит служить электрод с более положительным электродным потенциалом, а анодом – электрод с более отрицательным потенциалом.


ЭДС = Е (катода) – Е (анода) = 0,741 – 0,682 = 0,059 В


Термодинамические характеристики участков реакцииТермодинамические характеристики участков реакцииУравнение реакций на катоде: Ag+ + e а Ag0 на аноде: Ag+ + e а Ag+


Задача № 93


K3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (3) калия

Центральный атом: Fe

Лиганды: CN-

Координальное число: 6

Ионы внешней среды: К+

Заряд центрального атома: 3+

Заряд комплексного иона: 3-

Уравнение первичной диссоциации:


Термодинамические характеристики участков реакцииТермодинамические характеристики участков реакцииK3[Fe(CN)6] 3К+ + [Fe(CN)6]3-


Уравнение полной вторичной диссоциации:


Термодинамические характеристики участков реакцииТермодинамические характеристики участков реакции[Fe(CN)6]3- Fe3+ + 6CN-


Выражение для константы неустойчивости:

Термодинамические характеристики участков реакции

Кн =


[ ] – равновесные концентрацииводород хром реакция гидролиз

Источники


Н.Л. Глинка «Задачи и упражнения по общей химии»

Н.В. Коровин. Общая химия. М., Высшая школа

Размещено на аllbest

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: