2. Используя справочные данные по ΔfH0(298k) и s0(298к) веществ определить равновесное парциальное давление со при температуре 1000 к для реакции:

Fe₃O_4(к) + 4C_(к) = 3Fe_(к) + 4CO_(г).

Дано: Уравнение реакции, Т = 1000К - ?

РЕШЕНИЕ: Fe3O4(к) + 4C(к) = 3Fe(к) + 4CO(г). р

-2,3RTlgK_p = Δ_rH⁰(298K) – TΔ_rS⁰(298K)

Значения Δ_fH⁰(298K) и S⁰(298K) веществ берем из табл.

	Fe3O4(к)+	4C(к) =	3Fe(к) +	4CO(г)
ΔfH0(298K),кДж/моль	-1117,1	0	0	4(-110,5)
S0(298K), Дж/моль·К	146,2	4·5,7	3·27,15	4·197,5

Δ_rH⁰(298K)=[4Δ_fH⁰(298K,CO_(г))+3Δ_fH⁰(298K, Fe_(к))]-

-[Δ_fH⁰(298K,Fe₃O_4(к))+ 4Δ_fH⁰(298K,C_(к))]

Δ_rH⁰(298K) = 4(-110,5) – (-1117,1) = 675,1 кДж.

Δ_rS⁰(298K) = [4 S⁰(298K, CO_(г)) + 3S⁰(298K, Fe_(к))] –

-[S⁰(298K, Fe₃O_4(к))+ 4S⁰(298K, C_(к))]

Δ_rS⁰(298K) = [4·197,5 + 3∙27,15] – [146,2 + 4·5,7] = 702,45 Дж/К

K_p =

K_p = = 26,9

р_CO = атм.

Ответ: р_CO = 2,3 атм.

3. При растворении 6 г сплава меди, железа и алюминия в хлороводородной кислоте выделилось 3 л водорода (н.У.) и получено 1,86 г нерастворившегося осадка. Определить состав сплава (%мас.).

Дано: mспл = 6 г Cu, Fe, Al V = 3 л mн.о.=1,86 г %ωFe - ? %ωAl - ? %ωCu - ?

РЕШЕНИЕ:

ω_ме = ∙ 100%

В хлороводородной кислоте растворяются железо и алюминий согласно следующим уравнениям реакций:

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂ (17.4)

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂ (17.5)

Медь в этих условиях не растворяется, следовательно:

m_н.о. = m_Cu = 1,86 г

m_Fe+Al = m_спл – m_Cu= 6 – 1,86 = 4,14 г

Пусть х – масса железа в сплаве, г;

Fe - H₂ (реакция 17.4)

56 г Fe - 22,4 л Н₂

m г Fe - V

V = , л

Тогда (4,14 – х) - масса алюминия в сплаве, г;

2 Al → 3H₂ (реакция 17.5)

2∙27 г Al - 3·22,4 л Н₂

(4,14 – х) г Al - V

V = , л

Суммарный объем выделившегося водорода:

V + V = + = 3 л

m = 2,56 г

Следовательно m_Fe = 2,56 г, m_Al = 4,14 – 2,56 = 1,58 г

ω_Fe = ω_Al =

ω_Cu =

Ответ: состав сплава: ω_Fe = 43%мас., ω_Al = 26%мас., ω_Cu = 31%мас.

130