Оглавление
|
Часть 1
Задача № 2
Из раствора хлорной меди вытеснили 1,6 г Cu(II) трехвалентным металлом массой 0,45 г. Установите мольную массу этого металла и определите, сколько потребуется литров О2 (н.у.) на окисление 270 г этого металла.
Решение
Согласно закону эквивалентов, вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам, массы (объемы) реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам (объемам), т.е.
m(Me) MЭ(Me)
——— = ———
m(Cu) MЭ(Cu)
MЭ(Cu(II)) = 64/2 = 32 г/моль
MЭ(Cu)·m(Me) 32·0,45
MЭ(Me) = —————— = ———— = 9 г/моль
m(Cu) 1,6
Поскольку, согласно условию, металл трехвалентный, то
M(Me) = 3MЭ(Me) = 27 г/моль.
Этот металл – алюминий.
Согласно закону эквивалентов,
m(Al) MЭ(Al) m(Al)∙ VЭ(O2)
——— = ——— ; V(O2) = ——————
V(O2) VЭ(O2) MЭ(Al)
Эквивалентный объем (VЭ) - это объем, занимаемый при данных условиях 1 эквивалентом газообразного вещества. При нормальных условиях эквивалентный объем VоЭ находят исходя из мольного объема газов, равного 22,4 л:
22,4∙8
VоЭ (O2) = ——— = 5,6 л;
32
270∙5,6
Vо(O2) = ——— = 168 л.
9
Ответ: М(Ме) = 27 г/моль; V(О2) = 168 л.
Задача № 103
Вычислите энергию активации (Еа) и температурный коэффициент (γ) реакции, если при 285 К она протекает за 60 с, а при 298 К за 30 с. От чего зависят их численные значения? Какой физический смысл этих величин?
Решение
Энергия активации Еа – это минимальная энергия, которую необходимо сообщить частицам, чтобы их взаимодействие было эффективным. Численное значение Еа зависит от природы реагирующих веществ и присутствия катализатора.
Температурный коэффициент показывает, во сколько раз возрастает скорость реакции при повышении температуры на 100. Численное значение зависит от природы веществ и для каждой отдельной реакции является постоянной величиной.
Согласно условию задачи, при повышении температуры с 285 К до 298 К скорость реакции возрастает в 2 раза (т.к. время протекания реакции сокращается вдвое – с 60 до 30 с.). Для нахождения значения Еа используем уравнение Аррениуса:
υТ2 Еа T2 – T1
lg —— = —— · ———;
υТ1 2,3R T1T2
2,3∙8,314∙285∙298∙lg2
Еа = —————————— = 37603 Дж = 37,6 кДж.
13
Температурный коэффициент рассчитываем, исходя из уравнения:
γ1,3 = 2; γ = 1,7.
Ответ: Еа = 37,6 кДж; γ = 1,7.