При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа ЕеS.

Вычислим теплоту образования сульфида железа EeS из пропорции:

6,3 г / (-11,31 кДж) = 55,845г / х;

х = (-11,31 * 55,845) / 6,3 = -100,26 кДж/моль.

Ответ: -100,26 кДж/моль.

58. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fe₃O₄, протекающая по уравнению:

Fe₃ O₄ (к) + СО (г) = ЗFеО (к) + СO2 (г); ∆Н = +34,55 кДж.

Решение:

Уравнение реакции имеет вид:

Fe₃O₄ (к) + СО (г) =ЗFеО (к) + СO₂ (г); ∆Н = +34,55 кДж.

Значения ∆ находим из соотношений:

∆ = -

Значения находим из специальных таблиц, получим:

∆ = 3S⁰ (FeО) + S⁰ (СО₂) – [S⁰ (Fe₃O₄) + S⁰ (СО)];
∆ = [3(54,0) + (213,65) – (146,4 +197,91) = +31,34 Дж/моль ^. К.

Найдём температуру, при которой ∆G = 0:

0 = ∆H⁰ - T ∆S⁰;

∆H⁰ = T ∆S⁰;

Т = ∆H⁰ / ∆S⁰ = 34,55 / 0,3134 = 1102,4 К.

Следовательно, при температуре 1102,4 K начнется реакция восстановления Fe₃O₄. Иногда эту температуру называют температурой начала реакции.

Ответ: 1102,4 К.

79. Почему при изменении давления смещается равновесие системы
N₂ + 3Н₂ ↔ 2NH₃ и, не смещается равновесие системы N₂ + O₂D 2NO? Ответ мотивируйте на основании расчета скорости и обратной реакций в этих системах до и после изменения давления. Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

Решение:

а) Уравнение реакции:

N₂ + 3Н₂ ↔ 2NH₃.

Из уравнения реакции следует, что реакция протекает с уменьшением объёма в системе (из 4 моль газообразных веществ образуется 2 моль газообразного вещества). Поэтому при изменении давления в системе будут наблюдаться смещение равновесия. Если повысить давление в данной системе, то, согласно принципу Ле Шателье, равновесие сместится вправо, в сторону уменьшения объёма. При смещении равновесия в системе вправо скорость прямой реакции будет больше скорости обратной реакции:

пр > обр или пр = k[N₂] [H₂]₃ > обр = k[NH₃]₂.

Если же давление в системе уменьшить, то равновесие системы сместится влево, в сторону увеличения объёма, то при смещении равновесия влево скорость прямой реакции будет меньше, чем скорость прямой:

νʹпр < νʹ обр или (νʹпр = k[N₂] [H₂]₃)< (νʹобр = k[NH₃]₂).

б) Уравнение реакции:

N2 + O2 ↔ 2NO..

Из уравнения реакции следует, что при протекание реакции не сопровождается изменением объёма, реакция протекает без изменения числа молей газообразных веществ. Поэтому изменение давления в системе не приведёт к смещению равновесия, поэтому скорости прямой и обратной реакции будут равны:

νʹпр = νʹобр = или (νʹпр k[N₂] [О₂]) = (νʹобр = k[NО]₂).

99. Из 700 г 60%-ной серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна массовая доля оставшегося раствора?

Решение:

Находим массу серной кислоты в растворе:

m(H₂SO₄) = (700 ^. 60)/100 = 420 г.

Находим массу раствора после выпаривания:

m(ра-ра) = 700 – 200 = 500 г.

Находим массовую долю оставшегося раствора из формулы:

;

m(B) – масса растворённого вещества m(смеси); m(Ра-ра) – масса раствора, которая составляет сумму масс растворителя и растворённого вещества [m(ра-ра) = m(ра-ля) + m(В); - массовая доля растворённого вещества в процентах.

Ответ: 84%.

116. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Zn²⁺ + Н₂S = ZnS↓ + 2H⁺

б) НСО₃^- + H⁺ = Н₂O + СО₂

в) Аg⁺ + Сl^- = АgС1

Решение:

В левых частях данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов, следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов. Например:

а) ZnCl₂ + Н₂S = ZnS + 2HCl;
б) KНСО₃ + HCl = KCl + Н₂O + СО₂;
в) АgNO₃ + NaСl = АgСl + NaNO₃.

140. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) РН₃ и НВг; б) K₂Cr₂O₇ и Н₃PO₃; в) HNO₃ и Н₂S? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

АsH₃ + НNO₃ ® Н₃AsO₄ + NO₂ + Н₂O

Решение:

а) Степень окисления в РH₃ n(Р) = -3 (низшая), в HBr n(Br) = -1 (низшая). Так как и фосфор, и бром находятся в своей низшей степени окисления, то оба вещества проявляют только восстановительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут;

б) в K₂Cr₂O₇ n (Сr) = +6 (высшая); в Н₃PO₃ n (Р) = +5 (высшая). Так как и хром, и фосфор находятся в своей высшей степени окисления, то оба вещества проявляют только окислительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут;

в) в HNO₃ n (N) = +5 (высшая); в H₂S n (S) = -2 (низшая). Следовательно, взаимодействие этих веществ возможно, причём HNO₃ является окислителем, а H₂S – восстановителем.

г) АsH₃ + НNO₃ ⇔ Н₃AsO₄ + NO₂ + Н₂O

Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание уравнения реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов. Коэффициенты определяют методом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Вычисляем, как изменяют степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в электронных уравнениях. Коэффициенты для восстановителя и окислителя идентичны для продуктов окисления и восстановления.. Коэффициент перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором.
Уравнения электронного баланса:

Восстановитель		процесс окисления
Окислитель		процесс восстановления

Ионно-молекулярное уравнение:

As^3- + 8N⁵⁺ = As⁵⁺ + 8N⁴⁺

Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которые присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов восемь. Разделив это число на 1, получаем коэффициент 8 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 8 на 8 получаем коэффициент 1 для восстановителя и продукта его окисления. Молекулярное уравнение реакции:

АsH₃ + 8НNO₃ ⇔ Н₃AsO₄ + 8NO₂ + 4Н₂O