Пользуясь табличными значениями H0сгор., определить тепловой эффект реакции
6 С(графит) +3 H2(г) = C6H6(ж).
Экзо- или эндотермическая это реакция?
У нас протекает реакция:
6 С(графит) +3 H2(г) = C6H6(ж).
Найдем изменение энтальпии для реакции, используя следствие из закона Гесса:
Следствие 2 из закона Гесса: тепловой эффект реакции (стандартная энтальпия химической реакции ΔН0298) равен разности между суммой стандартных энтальпий образования продуктов реакции и суммой стандартных энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических количеств всех веществ и их агрегатных состояний.
ΔН0298 = ∑(n прод.∙Δ Н0298 прод.) – ∑(n исх.в-в ∙ΔfН0298 исх.в-в)
Запишем закон Гесса для нашей реакции:
ΔН0298 = ΔН0C6H6
Возьмем данные:
ΔН0(C6H6 (ж) )= 49,03 кДж/моль
Для простых веществ изменение энтальпии реакции равно нулю
ΔН0H2= 0 кДж/моль – простое вещество
ΔН0(C (к, графит) )= 0 кДж/моль
Рассчитаем изменение энтальпии реакции:
ΔН0298 = ΔН0(C6H6 (ж) ) = 49,03 кДж/моль
Тепловой выход реакции составляет:
Q = -49,03 кДж
Термохимическое уравнение реакции имеет вид:
6 С(графит) +3 H2(г) = C6H6(ж). – 49,03 кДж
Процесс эндотермический, ΔH>0
40. На основании табличных значений G0обр реагентов определить возможность самопроизвольного протекания реакции при стандартных условиях. Укажите знак S0х.р. Ответ обоснуйте.
о) FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + CO2(г),
FeO + CO = Fe + CO2
Согласно закону Гесса уравнение для изменения энергии Гиббса имеет вид:
ΔGреак = ΔGCO2 – ΔGFeO - ΔGCO
ΔG0(FeO (кр.) )= -244 кДж/моль
ΔG0(CO (г) )= -137,14 кДж/моль
ΔG0(CO2 (г) )= -394,38 кДж/моль
ΔGреак = ΔGCO2 – ΔGFeO - ΔGCO = -394.38+244+137.14 = -13,24 кДж
ΔGреак < 0 реакция может протекать в стандартных условиях.
ΔSх.р. > 0 – изменение энтропии реакции незначительно увеличивается, так как из одного моля двухатомного газа образуется 1 моль газа, но трехатомной молекулы. Энтропия газа всегда больше чем твердого вещества, поэтому изменения в твердых веществах можно не учитывать.
111. Определить растворимость в моль/л и г/л следующих труднорастворимых соединений:
№№ п/п Соединение ПР
14 CaF2 4,010-11
Используем произведение растворимости для фторида кальция из справочника:ПРCaF2 = 4*10-11
CaF2 = Ca2+ + 2F-
ПР = [Ca2+] *[F-]2
Обозначим молярную концентрацию соли через х, она равна молярной концентрации ионов кальция:
ПР = х*(2х)2
ПР = 4х3 = 4*10-11
х = 2,15*10-4 моль/л
Молярная масса фторида кальция равна:
M = 40 + 19*2=78 г/моль
Тогда 2,15*10-4*78 = 0,0168 г/л
или 16,8 мг/л
Ответ: S = 0,0168 г/л, С = 2,15*10-4 моль/л
4. Написать катодный и анодный процессы, уравнение токообразующей реакции и вычислить ЭДС гальванического элемента. Указать полярность электродов.
50. Pt| Sn+4 (0,1 моль/л ),Sn+2 (0,1 моль/л ) || Hg+2 (1 моль/л )|Hg
Дано:
[Hg2+] = 1 моль/л
[Sn4+] = 0.1 моль/л
[Sn2+] = 0.1 моль/л
Найти:
Е - ?
Нужно полное решение этой работы?
Решение
Схема гальванического элемента:
К (катод) (+): Hg | Hg+2||Sn+4,Sn+2 |Pt А (анод) (-)
На катоде протекает восстановление металла:
(+) Катод: Hg2+ + 2e- → HgEo = +0.854 В
На аноде протекает окисление металла:
(-) Анод: Sn2+ - 2e- → Sn4+ Eo = +0.150 В
Токобразующая реакция:
Hg2+ + Sn2+ = Sn4+ + Hg
Электроны идут по внешней цепи от олова к ртути, соответственно направления тока обратное: от ртути к олову.
Рассчитаем ЭДС гальванического элемента, используя уравнение Нернста:
E=E0+2.3RTzFlg[Ox][Red]
где
E — электродный потенциал, В,
E0 — стандартный электродный потенциал, измеряется в вольтах;
R — универсальная газовая постоянная, равная 8.31 Дж/(моль·K);
T — абсолютная температура, K;
F — постоянная Фарадея, равная 96500 Кл·моль−1;
z — число электронов, участвующих в процессе;
[Ox] – концентрация окисленной формы моль/л
[Red] – концентрация восстановленной формы моль/л
Анода:
E(Sn2+/Sn4+) = E0(Sn2+/Sn4+) + 2.3*R*Tz*F lg[Sn4+]/[Sn2+] = 0.150 + 2.3*8.31*2982*96500 lg[0,1/0.1] = 0.150 В
Катода:
E(Hg/Hg2+) = E0(Hg/Hg2+) + 2.3*R*Tz*F lg[Hg2+] = 0.854+ 2.3*8.31*2982*96500 lg[1] = 0.854 + 0.03* lg[1] = 0.854 В
ЭДС элемента равен:
Е = Ек-Еа = 0,854 – 0.150 = 0,704 В
Ответ: Е = 0,704 В
28
Свинцовую и цинковую пластины опустили в раствор нитрата серебра
. Составьте уравнения реакций, происходящих на этих пластинах. Какие процессы будут проходить на пластинах, если наружные концы их соединить проводником?
Решение задачи
Запишем уравнения химических реакций, происходящих на пластинах. Потенциал серебра больше потенциала свинца и цинка, поэтому металлы будут вытеснять серебро из растворов.
Pb2+ + 2e- → PbEo = -0.126 В
Ag+ + e- → AgEo = +0.799 В
Zn2+ + 2e- → ZnEo = -0.763 В
Свинцовая пластина:
Pb + 2AgNO3 = Pb(NO3)2 + 2Ag↓
Pb0 – 2e– → Pb2+
Ag+ + e– → Ag+
Цинковая пластина:
Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)2 + 2Ag↓
Zn0 – 2e– → Zn2+
Ag+ + e– → Ag0
Если наружные концы пластин соединить проводником, образуется гальванический элемент.
Составим схему гальванического элемента:
Zn │Zn(NO3)2 ║ AgNO3 │Pb
Сравним стандартные электродные потенциалы цинка (Zn) и свинца (Pb):
Zn2+ + 2e- → ZnEo = -0.763 В
Pb2+ + 2e- → PbEo = -0.126 В
Цинк (Zn) – металл, имеющий более отрицательное значение стандартного электродного потенциала и поэтому является более сильным восстановителем
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
