По 1 вопросу: Значения энергии Гиббса для этих соединений: ΔG⁰(CH4) = -50,85 кДж/моль ΔG⁰(C2H4) =68,14 кДж/моль ΔG⁰(C2H2)= 209,21 кДж/моль Только для СН4 ΔG⁰<0, поэтому только его можно получить из простых веществ при стандартных условиях По 2 вопрос: ΔG⁰ = ΔH⁰ - ΔS⁰*T для этих углеводородов: ΔH⁰(CH4) = -74,85 кДж/моль; ΔS⁰(CH4) = 186,27 Дж/моль*K Значит с ростом Т, значение ΔS⁰*Tбудет увеличиваться и ΔG⁰ будет возрастать, значит при повышенных температурах синтез невозможен ΔH⁰(C2H4) =52,30 кДж/моль; ΔS⁰(C2H4) = 219,45 Дж/моль*K ΔH⁰(C2H2) = 226,75 кДж/моль; ΔS⁰(C2H2) = 200,82 Дж/моль*K Для С2Н4 и С2Н2 с ростом температуры растет значение ΔS⁰*T, что приведет к УМЕНЬШЕНИЮ показателей ΔG⁰. Вывод: С2Н4 и С2Н2можно получить при повышенной температуре
По 3 вопросу: Если процесс образования имеет ΔG⁰>0, то процесс разложения будет иметь ΔG⁰<0. Соответственно, если при образовании ΔG⁰(CH4) = -50,85 кДж/моль ΔG⁰(C2H4) =68,14 кДж/моль ΔG⁰(C2H2)= 209,21 кДж/моль , то при разложении ΔG⁰(CH4) = 50,85 кДж/моль ΔG⁰(C2H4) = - 68,14 кДж/моль ΔG⁰(C2H2)= - 209,21 кДж/моль Минимальное значение ΔG⁰ для С2Н2, значит он наиболее устойчив к разложению
Массовая доля углерода в молекуле: 12x 0.838 w(C) = = 83.8% = 12x + y 1
Отсюда 12х = (12х + у)*0,838 12х = 10,056х + 0,838у1,944х = 0,838у Плотность газа (d г/л) равна отношению массы газа m к его объему V, в частности, массы одного моль газа (M г/моль) к молярному объему (Vm = 22,4 л/моль):
m M (12x + y) г/моль d = = = = 2,61 г/л V Vm 22.4 л/моль
Отсюда 12х + у = 2,61*22,4 12х + у = 58,464
Объединяя оба уравнения, получаем систему: 12х + у = 58,464 1,944х = 0,838у
Выражаем у через х из первого уравнения: у = 58,464 - 12х
Подставляем выражения для у во второе уравнение 1,944х = 0,838*(58,464-12х) 1,944х = 48,993 - 10,056х 12х = 48,993 х = 4,08 х ≈ 4 Подставляем точное значение х у = 58,464 - 12х = 58,464 - 48,993 = 9,471 ≈ 9,5 Подставляем х округленное до целого значения (х=4) у = 58,464 - 12*4 = 58,464 - 48 = 10,464 ≈ 10,5 В качестве итогового значения у возьмем целое число, ближайшее к обеим оценкам (от 9,5 до 10,5). Это число 10 х = 4, у = 10 С₄H₁₀
Проверка M(С₄H₁₀) = 12*4 + 10 = 58 г/моль d = 58 г/ 22,4 л = 2,59 г/л (было дано 2,61) w(C) = 12*4 / (12*4 + 10) = 48/(48+10) = 48/58 = 0.83 = 83% (было дано 83.8%)
Итак .
На первом уровне - 2 электрона
На втором - 8 электронов .
На третьем - 10 электронов