Решение Задачи 11-5 (автор: Каргов С. И.)

1. Пусть p_A, p_B и p_C – парциальные давления веществ, x_A, x_B, x_C – их равновесные мольные доли, p – общее давление в равновесной газовой смеси. Тогда

.

Аналогично

,

.

2. Для расчёта состава равновесной смеси в указанной системе необходимы две константы равновесия. Третья константа не является независимой, а представляет собой комбинацию двух других. Например, .

 

3. Сумма равновесных мольных долей всех изомеров равна единице:

x_A + x_B + x_C = 1.

 

Подставляем x_B = x_A·K₁ и x_C = x_A·K₂ и получаем

 

x_A + x_A·K₁ + x_C = x_A·K₂ = 1.

Отсюда

,

,

.

4. Пустьизначально в системе было a моль изомера A.Тогда к моменту достижения равновесия образовалось 0.28a моль изомера B, 0.56a моль изомера C и осталось a − 0.28a − 0.56a = 0.16a моль изомера A. Общее число молей в системе равно a моль.

Равновесные мольные доли изомеров равны:

= 0.16,

= 0.28,

= 0.56.

Константы равновесия равны:

,

,

(или ).

5. Запишем реакции образования изомерных пентанов:

5 C + 6 H₂ = н-C₅H₁₂ ∆ _fG°(н-C₅H₁₂) = 141 кДж/моль.

5 C + 6 H₂ = изо-C₅H₁₂ ∆ _fG°(изо-C₅H₁₂) = 138 кДж/моль.

5 C + 6 H₂ = нео-C₅H₁₂ ∆ _fG°(нео-C₅H₁₂) = 145 кДж/моль.

Реакция н-C₅H₁₂⇄ изо-C₅H₁₂ (то есть A ⇄ B) получается вычитанием первой реакции из второй.

Следовательно, = 138 − 141 = − 3 кДж/моль и .

Аналогично, реакция н-C₅H₁₂⇄ нео-C₅H₁₂ (то есть A ⇄ C) получается вычитанием первой реакции из третьей.

Следовательно, = 145 − 141 = 4 кДж/моль и .

Тогда .

,

,

(или x_C = 1− x_A − x_B = 0.137).

Система оценивания:

1.	За каждое правильное выражение константы по 1 баллу	3 балла
2.	За правильный ответ с объяснением 2 балла, без объяснения 0 баллов	2 балла
3.	За каждую правильно выведенную формулу 1.5 балла	4.5 балла
4.	За каждое правильное значение константы по 1 баллу	3 балла
5.	За каждое правильное значение константы по 2 балла За правильный расчёт каждой мольной доли (даже с неправильно найденными значениями констант) по 0.5 балла	6 баллов 1.5 балла
	ИТОГО:	20 баллов

 

Девятый класс

(Саморукова О. Л.)

Так как вариантов обнаружения соединений может быть много, то здесь мы разберём один из вариантов, который показывает взаимодействие каждого из веществ со всеми другими веществами и позволяет правильно заполнить таблицу. Предположим, что в пробирках вещества находятся под следующими номерами: 1 – NH₃∙ H₂O, 2 – KI, 3 – Pb(NO₃)₂, 4 – BaCl₂, 5 – Na₂SO₄, 6 – AgNO₃, 7 – Na₂CO₃. В шесть чистых пробирок отбираем глазной пипеткой по 10 – 15 капель раствора из пробирок 2 – 7. Чистые пробирки пронумерованы аналогично пробиркам с веществами. В каждую из этих пробирок будем по каплям добавлять раствор из первой пробирки и наблюдать эффекты реакций. В пробирках №3 и №6 будут выпадать осадки. В пробирке №3 – осадок белого цвета, нерастворимый в избытке реактива. В пробирке №6 – осадок белый, буреющий на воздухе и растворяющийся в избытке реактива. На основании имеющегося набора анализируемых соединений, делаем вывод, что буреть может только AgOH, переходящий в Ag₂O и растворяющийся в избытке NH₃∙ H₂O. Осадок, находящийся в другой пробирке, может быть только Pb(OH)_2, который не растворяется в избытке аммиака; Ba(OH)₂ аммиаком не осаждается. Делаем вывод, что в пробирке №1 – NH₃∙ H₂O, в пробирке №6 – AgNO₃, в пробирке №3 – Pb(NO₃)₂. Для более полного подтверждения сделанных выводов и определения других веществ в шесть чистых пробирок переносим по 10 – 15 капель растворов из пробирок №1, 3 – 7. В каждую из них добавляем по каплям раствор из пробирки №2. Наблюдаем выпадение жёлтых осадков в пробирках №3 и №6. Осадок в пробирке №3 имеет игольчатую форму и растворяется в избытке реактива и горячей воде. Из всех соединений только ионы Pb²⁺ и Ag⁺ дают жёлтые осадки с KI. Таким образом мы подтвердили, что в пробирках №3 и №6 находятся – Pb(NO₃)₂ и AgNO₃ и доказали, что в пробирке №2 – KI. В шесть чистых пробирок переносим по 10 – 15 капель растворов из пробирок №1, 2, 3 и 5, 6, 7. В каждую из них добавляем по каплям раствор из пробирки №4. В пробирках №3, 5, 6, 7 выпадают белые осадки. Вещества в пробирках №3 и 6 определены. Из оставшихся веществ в пробирках №5 и 7 могут быть только Na₂SO₄ и Na₂CO₃. В пробирке № 4 может быть только BaCl₂, так как осадок, образующийся в пробирке № 3 при добавлении к нему раствора из пробирки № 4, растворяется при нагревании и выпадает вновь при охлаждении раствора. Такими свойствами обладает только соль PbCl₂. Мы доказали, что в пробирке № 4 – BaCl₂. В шесть чистых пробирок переносим по 10 – 15 капель растворов из пробирок №1 – 4 и 6, 7. В каждую из них добавляем по каплям раствор из пробирки №5. Наблюдаем выпадение белых осадков в пробирках № 3, 4 и 6. Так как в пробирке № 6 осадок белого цвета, то это значит, что в пробирке № 5 – Na₂SO₄, а не Na₂CO₃ (так как Ag₂CO₃ имеет жёлтую окраску). Подтвердим наши предположения дальнейшим экспериментом. В шесть чистых пробирок переносим по 10 – 15 капель растворов из пробирок №1 – 5 и 7. В каждую из них добавляем по каплям раствор из пробирки № 6. Наблюдаем выпадение осадков во всех пробирках, кроме пробирки № 3. В пробирках № 2 и 7 осадки жёлтого цвета, в остальных пробирках осадки имеют белый цвет. Так как мы доказали, что в пробирке № 2 – KI, то в пробирке № 7 – Na₂CO₃. Таким образом, мы обнаружили соединения во всех пробирках.

Вариант решения в виде таблицы:

	NH3∙ H2O	KI	Pb(NO3)2	BaCl2	Na2SO4	AgNO3	Na2CO3
NH3∙ H2O		–	↓ белый, нераств. в изб.	–	–	↓ Ag2O бурый, раств. в изб. NH3∙ H2O	–
KI			↓ жёлтый, раств. в изб. KI и горячей воде	–	–	↓ жёлтый	–
Pb(NO3)2				↓ белый, раств. при нагревании	↓ белый	–	↓ белый
BaCl2					↓ белый	↓ белый, раств. в изб. NH3∙ H2O	↓ белый
Na2SO4						↓ белый	–
AgNO3							↓ жёлтый
Na2CO3

Уравнения реакций:

1. Pb(NO₃)₂ + 2NH₃∙ H₂O = Pb(OH)₂↓ + 2NH₄NO₃

2. 2AgNO₃ + 2NH₃∙ H₂O (недост.) = Ag₂O↓ + 2NH₄NO₃ + H₂O

3. AgNO₃ + 2NH₃∙ H₂O (изб.) = [Ag(NH₃)₂]NO₃ + 2H₂O

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Цель и задачи духовно-нравственного развития и воспитания обучающихся.
2. II. РАЗРЕШЕНИЕ НА ПРОИЗВОДСТВО ОГНЕВЫХ РАБОТ
3. II. ЦЕЛИ, ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЗАДАЧИ ПРОФСОЮЗА
4. III. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ, ОЖИДАЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ
5. III. Цель, задачи развития территориального общественного самоуправления «Жуковский Актив»
6. IV. ОЧЕРЕДНЫЕ ЗАДАЧИ ПАРТИЙНОЙ ПРОПАГАНДЫ, АГИТАЦИИ И ОРГАНИЗАЦИИ
7. V. МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЗАДАЧИ ШВЕЙЦАРСКИХ СОЦИАЛ-ДЕМОКРАТОВ
8. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ СИТУАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ № 1
9. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ СИТУАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ № 4
10. АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ СИТУАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ № 9
11. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОЗДАНИЯ ГПС И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
12. Антропогенетика как наука. Её предмет, методы, задачи.