Мой опыт исследования в области химии помог мне решить подобные задачи. В данной статье я хотел бы поделиться результатами своих исследований и объяснить, как я решал приведенные задачи.1) Для вычисления объема кислорода, необходимого для окисления 10 г кремния, нам нужно знать реакционное уравнение этого процесса.
Si O2 -> SiO2
Из уравнения видно, что каждый атом кремния соединяется с одной молекулой кислорода, чтобы образовать одну молекулу оксида кремния. Молярная масса кремния равна 28 г/моль, а молярная масса кислорода равна 32 г/моль.Сначала нам нужно вычислить молы кремния в 10 г. Для этого мы делим массу на молярную массу⁚
10 г / 28 г/моль 0,357 моль кремния
Затем нам нужно вычислить количество молекул кислорода, необходимых для окисления этого количества кремния. Молярное соотношение Si к O2 равно 1⁚1, поэтому количество молекул кислорода будет таким же, как и количество молекул кремния⁚
0,357 моль O2
Далее нужно преобразовать количество молекул кислорода в объем, используя уравнение состояния идеального газа⁚
V nRT/P
где V ⎻ объем газа, n ⸺ количество молекул газа, R ⸺ универсальная газовая постоянная, T ⎻ температура, P ⸺ давление
Учитывая, что стандартные условия составляют 1 атм и 298 К, а универсальная газовая постоянная равна 0,0821 л*атм/(моль*К), мы можем легко вычислить объем кислорода⁚
V 0,357 моль * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 298 К / 1 атм 9,33 л кислорода (н.у.)
Таким образом, для окисления 10 г кремния до оксида нам понадобится примерно 9٫33 литров кислорода (н.у.).2) Для определения выхода ортофосфорной кислоты от теоретически возможного нам нужно знать реакционное уравнение процесса растворения оксида фосфора и молярные массы соответствующих веществ.P4O10 6H2O -> 4H3PO4
Из уравнения видно, что каждая молекула оксида фосфора соединяется с 6 молекулами воды, образуя 4 молекулы ортофосфорной кислоты. Молярная масса P4O10 равна 284 г/моль, а молярная масса H3PO4 равна 98 г/моль.Сначала нам нужно вычислить молы оксида фосфора в 50 г. Для этого мы делим массу на молярную массу⁚
50 г / 284 г/моль 0,176 моль оксида фосфора
Затем нам нужно вычислить количество молекул ортофосфорной кислоты, которое мы можем получить из этого количества оксида фосфора. Молярное соотношение P4O10 к H3PO4 равно 1⁚4, поэтому количество молекул H3PO4 будет 4 раза больше, чем количество молекул P4O10⁚
0,176 моль * 4 0,704 моль H3PO4
Затем мы можем вычислить массу ортофосфорной кислоты, используя молярную массу⁚
0,704 моль * 98 г/моль 68,9 г ортофосфорной кислоты
Теперь мы можем определить выход ортофосфорной кислоты от теоретически возможного, разделив фактическую массу на теоретическую массу и умножив на 100%⁚
(40 г / 68,9 г) * 100% 58,0%
Таким образом, выход ортофосфорной кислоты от теоретически возможного составляет около 58%.3) Для представления схемы реакций NH3 – N2 – NO2 – HNO3 – Cu(NO3)2 с помощью уравнений реакций, нам нужно знать реакционные уравнения для каждого шага данной схемы.NH3 2O2 -> N2 3H2O (1)
2N2 5O2 -> 2NO2 (2)
3NO2 H2O -> 2HNO3 NO (3)
8HNO3 3Cu -> 3Cu(NO3)2 4H2O 2NO (4)
NH4OH -> NH3 H2O (5)
Согласно схеме, аммиак (NH3) окисляется до образования оксида азота (NO), и в конечном итоге превращается в нитрат меди(II) (Cu(NO3)2). Для этого мы начинаем с реакции (1), где аммиак окисляется до образования азота (N2) и воды (H2O). Затем азот (N2) продолжает реакцию, образуя оксид азота (NO2) в реакции (2). Далее оксид азота (NO2) реагирует с водой (H2O), образуя нитрик кислоту (HNO3) и оксид азота (NO) в реакции (3). И, наконец, в реакции (4), нитрик кислота (HNO3) реагирует с медью (Cu), образуя нитрат меди(II) (Cu(NO3)2), воду (H2O) и диоксид азота (NO). Таким образом, с помощью указанных реакционных уравнений мы можем представить данную схему в виде последовательности реакций.