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.