Материал: 5201

35

3. Суммируем полуреакции в полное уравнение, находим коэффициенты при окислители, восстановителе и других реагирующих веществах.

5HClO3 + 6P = 6H3PO4 + 5HCl

Обучающая задача 2

Используя ионно-электронный метод, расставить коэффициенты в реакции, схема которой приведена ниже:

H2S + KMnO4 + H2SO4 S + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Решение:

1. Находим окислитель и восстановитель, определяем, какие ионы существуют

H2S S0 + 2H+; MnO 4 Mn+2

2. Записываем полуреакции окисления и восстановления, определяем число отданных восстановителем и принятых окислителем электронов, находим дополнительным множители. Чтобы сбалансировать заряды записываем в полуреакции восстановления ионы водорода Н+, которые связывают кислород с образованием воды

5. Записываем уравнения в ионно-молекулярной и молекулярной формах

5H2S + 2MnO 4 + 6H+ + 2K+ + 3SO 42 = 5S + 2Mn+2 + 8H2O + 2K+ + 3SO 42

5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Задания для самоподготовки:

Расставить коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях, используя метод электронного баланса или ионно-электронный метод, указать окислитель и восстановитель; определить тип окислительно-восстановительной реакции.

37

26.Составьте схему электролиза расплава хлорида магния и вычислите объем хлора, выделившегося при н.у. из соли масса 19,0 г.

27.При электролизе расплава хлорида калия выделилось 22,4 л хлора (н.у.). Какое количество соли подверглось электролизу

28.Какие вещества выделяются на электродах при электролизе раствора соли AgNO3. Составьте схему электролиза.

29.Вычислите объем газа, выделившийся при электролизе раствора сульфата меди (II), если при этом на катоде образовалась 16,0 г меди.

30.Какое вещество будет содержаться в растворе по окончании электролиза раствора KCl?

31.Вычислите массу серебра, выделившуюся при пропускании через раствор нитрата серебра тока в 8 А в течении 15 мин.

7. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Первый закон термодинамики

U = U2 – U1 = Q – A,

где U – изменение внутренней энергии системы при переходе ее из состояния 1 в состояние 2; Q – теплота, полученная системой при переходе; А – работа, совершенная системой.

Энтальпия

H = U + PV,

где Р – давление; V – объем.

Тепловой эффект химической реакции (при постоянном давлении) или изме-

нение энтальпии – количество теплоты выделившееся или поглощенное системой при протекании в ней химической реакции (Q = -∆H).

Закон Гесса: тепловой эффект химической реакции не зависит от пути протекания реакции, а определяется только состоянием исходных веществ и продуктом реакции.

Следствие Закона Гесса: тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования продуктов реакции и сумм теплот образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов

aA + bB → cC + dD

Ho c Ho обрС d Ho обрD (a Ho обрA b Ho обрВ) ,

где ∆H 0обр – изменение энтальпии при стандартных условиях.

Стандартное состояние – состояние вещества при давлении 101 кПа (1 атм, 760 мм. рт. ст.) и T = 298 К (25 0С).

39

вычислите количество выделившейся теплоты при образовании 6,4 г метанола?

5. По термохимическому уравнению реакции

С2Н4 + Н2О С2Н5ОН + 46 кДж вычислите объем взятого этилена (н.у.), если известно, что выделенная в

этом процессе теплота составила 184 кДж.

6. Термохимическое уравнение реакции горения фосфора:

4Р + 5О2 = 2Р2О5 + 3 010 кДж.

Сколько теплоты выделится при сгорании 62 г фосфора?

7. По термохимическому уравнению реакции горения этилена

С2Н4 + 3О2 = 2СО2 + 2Н2О + 1 400 кДж рассчитайте, сколько выделится теплоты, если в реакцию вступило 5,6 л

этилена (н.у.).

8. По термохимическому уравнению реакции горения ацетилена

2С2Н2 + 5О2 = 4СО2 + 2Н2О + 2 610 кДж рассчитайте, сколько выделится теплоты, если в реакцию вступило:

а) 1 моль ацетилена; б) 5,2 г ацетилена; в) 67,2 л ацетилена (н.у.). 9. По термохимическому уравнению реакции горения спирта

С2Н2ОН + 3О2 = 2СО2 + 3Н2О + 1 374 кДж вычислите, сколько выделится теплоты и какое количество вещества кисло-

рода вступило в реакцию, если сгорело 3 моль спирта.

10. По термохимическому уравнению реакции горения метана

СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О + 803 кДж рассчитайте, какое количество теплоты выделится при сгорании 5 м3 метана

(н.у.) и какое количество вещества кислорода потребуется на это горение. 11. По термохимическому уравнению

2Н2О = 2Н2 + О2 – 571 кДж рассчитайте количество теплоты, поглощенной при образовании 2,24 л во-

дорода (н.у.).

12.При сжигании 2 моль фосфора выделяется 1 504 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение реакции горения фосфора.

13.Возобновление кислорода в атмосферу осуществляется реакцией фотосинтеза:

6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2 – 2 815,8 кДж.

Рассчитайте количество вещества оксида углерода (IV) и количество поглощенной теплоты при образовании 7,2 кг глюкозы.

14. По термохимическому уравнению горения водорода

2Н2 + О2 = 2Н2О + 484 кДж рассчитайте объем водорода (н.у.) и количество вещества воды, если в ре-

зультате реакции выделилось 24,2 кДж теплоты. 15. Используя термохимическое уравнение реакции

CuO + H2 = Cu + H2O + 80 кДж,

рассчитайте количество теплоты, выделяющейся при восстановлении: а) 5 моль оксида меди (II); б) 1,6 г оксида меди (II).