M – молярная масса, г/мольN = 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- 2CrCl3 + 3H2O
При взаимодействии с щелочами, содой и кислыми солями даёт соединение Cr3+ растворимый в воде:
Cr2O3 + 2KOH - 2KCrO2 + H2O
Cr2O3 + Na2CO3 - 2NaCrO2 + CO2 -
Cr2O3 + 6 KHSO-Cr2(SO4)3 + 3H2O
В присутствии сильного окисления в щелочной среде Сr2O окисляется до хроматы:
Сr2O3 + 3KNO3 + 2Na2CO3- 2Na2CrO4 + 3KNO2 + 2CO2
Сильные восстановители восстанавливают Cr2O3:
Сr2O3 + 3Al-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-H2Cr4O4
или дихромовая кислота (при избытке CrO3):
2CrO3 + H2O-H2Cl2O7
CrO3 реагирует со щелочами образует хроматы:
CrO3 + 2KOH-K2CrO4 + H2O
В кислой среде ион CrO42- превращается в ион Cr2O72-. В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:
2CrO42- + 2Н+-Cr2O72- + H2O (кислотная среда)
2CrO42- + 2Н+-Cr2O72- + H2O (щелочная среда)
При нагревании выше 2500 С CrO3 разлагается:
4CrO3- 2Сr2O3 + 3O2-
CrO3 – сильный окислитель (восстанавливается до Cr2O3). Окисляет йод, серу, фосфор, уголь:
4CrO3 + 3S- 2 Cr4O3 + SO2-
CrO – оксид хрома (3), пирофорный(в тонкораздробленном состоянии воспламеняется на воздухе), чёрный порошок, растворяется в разбавленной соляной кислоте:
CrO + 2HCl-CrCl2 + H2O
CrO – сильный восстановитель, чрезвычайно неустойчив в присутствии влаги и кислорода:
4СrO + 3O2- 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 - 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 - Cr2(SO4)3 + 6H2O
Cr(OH)3 + KOH - K[Cr(OH)4]
При прокаливании Сr(OH)3 получают оксид Сr2O3:
2 Сr(OH)3-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:
∆ 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
Дано: г = 3 Т1 = 1200 С , Т2 = 800 С
V1 – скорость реакции
г – температурный коэффициент скорости реакции Вант-Гоффа
Т – температура 
3 = 34 = 81Ответ: скорость химической уменьшается в 81 раз
Задача № 43
Дано: mр-ра 1 = 300 г
mр-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:
mв-ва 1 =
mв-ва 2 =
mв-ва 1 = = 75 г
mв-ва 2 = = 160 гМасса вещества в растворе после смещения:
mр-ра 3 = mр-ра 1 + mр-ра 2
mр-ра 3 = 75 + 160 = 235 г
Масса полученного раствора равна:
mр-ра 3 = mр-ра 1 + mр-ра 2
mр-ра 3 = 300 + 400 = 700 г
Массовая доля вещества в полученном растворе равна:
щ3 = * 100 %
щ3 = * 100 % = 33,6 %Ответ: щ3 = 33,6 %
∆ 1H0298, моль
∆ 1S0298, моль*К