.В процессе получения олова в промышленности используется реакция угля с оксидом олова (II) C + SnO = Sn + CO. Теплота, необходимая для осуществления процесса, обеспечивается…
.В процессе получения олова в промышленности используется реакция угля с оксидом олова (II) C + SnO = Sn + CO. Теплота, необходимая для осуществления процесса, обеспечивается горением углерода. Если энтальпии образования оксида олова (II), угарного и углекислого газов равны: –286, –11 и –394 кДж/моль соответственно, то для получения 1785 кг олова потребуется ___кг углерода. (Потерями углерода на побочные процессы пренебречь; ответ привести с точностью до целого значения; Ar(Sn) = 119).
Давайте подробно разберём эту задачу и найдём, сколько килограммов углерода потребуется для получения 1785 кг олова (Sn).
Шаг 1. Записание уравнения реакции:
\[ \text{C} + \text{SnO} \rightarrow \text{Sn} + \text{CO} \]
Это реакция окисления углерода до СО при восстановлении SnO до металлического олова.
Шаг 2. Определение теплового эффекта реакции (ΔH)
Нам даны энтальпии образования веществ:
- ΔH{}°(SnO) = -286 кДж/моль
- ΔH{}°(CO) = -394 кДж/моль
- ΔH{}°(O₂) = 0 (элементы в стандартных состояниях)
Для реакции необходимо найти её теплоту (ΔH_{реакции}) с помощью формулы:
\[ \Delta H_{реакции} = \sum \Delta H_{продуктов} - \sum \Delta H_\\{входящих веществ} \]
Продукты: Sn (металл) — энергия образования для металла равна 0, так как он в стандартном состоянии.
Итак,
\[ \Delta H_{реакции} = \left[ \Delta H^\circ (\text{Sn}) + \Delta H^\circ (\text{CO}) \right] - \left[ \Delta H^\circ (\text{SnO}) + \Delta H^\circ (\text{C}) \right] \]
Элементы: C (углерод в egette в виде графита или алмаза) — тоже в стандартном состоянии, ΔH°(C) = 0. Тогда:
\[ \Delta H_{реакции} = [0 + (-394)] - [-286 + 0] = -394 - (-286) = -394 + 286 = -108\, \text{kJ} \text{ на моль реакции} \]
Ответ: тепловая Harry реакции равна \(-108\) кДж за 1 моль реакции.
Шаг 3. Вычисление молей олова в 1785 кг
Масса олова: 1785 кг = 1 785 000 г.
Молярная масса:
\[ \text{Ar(Sn)} = 119,\quad M(\text{Sn}) = 119\, \text{г/моль} \]
Число молей:
\[ n(\text{Sn}) = \frac{1\,785\,000}{119} \approx 15\,000\, \text{молей} \]
(точнее:
\[ \frac{1\,785\,000}{119} \approx 15\,000.84 \]
округлим до 15 001 моль, чтобы не терять точность).
Шаг 4. Вычисление количества углерода, необходимого для получения этого количества олова
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Sn требуется 1 моль C (углерода).
Следовательно,
\[ \text{Моль C} = \text{Моль Sn} \approx 15\,001\, \text{моль} \]
Масса углерода:
\[ m(\text{C}) = n(\text{C}) \times M(\text{C}) = 15\,001 \times 12\, \text{г/моль} = 180\,012\, \text{г} \]
или в килограммах:
\[ 180\,012\, \text{г} = 180.012\, \text{кг} \]
Ответ: для получения 1785 кг олова потребуется примерно 180 кг углерода.
Подытожим:
Ответ: 180 кг углерода.
