Тут следует отметить два момента. Первый состоит в том, что глина обладает очень низкой теплопроводностью и жидкость в глиняной посуде долго сохраняет первоначальную температуру, особенно если кувшин закрыть сверху. Но не это самое интересное. Гораздо забавнее эффект охлаждения жидкости, который наблюдается при нагреве кувшина солнцем. Как это работает? Глина материал пористый и все эти мелкие поры заполняются тонкими прослойками воды. При нагреве стенок нагревается в первую очередь вода в этих порах и начинает быстрее испаряться. Но испарение возможно только при поглощении энергии, которую в виде тепла этот процесс отнимает не только от теплых стенок кувшина, но и от жидкости в кувшине, потому что для испарения 1 грамма воды энергии требуется в несколько раз больше, чем для его нагрева. В результате вода в кувшине охлаждается.
Для решения данной задачи, нам нужно использовать химические уравнения реакции и рассчитать количество веществ с помощью закона сохранения массы.
Перед тем, как перейти к решению, давайте разберемся в данном химическом уравнении:
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2 + O2
Из данного уравнения видим, что на каждые 2 моля Cu(NO3)2 мы получаем 2 моля CuO, 4 моля NO2 и 1 моль O2.
Теперь перейдем к решению задачи.
1. Найдем количество вещества Cu(NO3)2:
Для начала, нам необходимо найти количество единиц вещества, то есть моль, с помощью формулы:
n = m/M
где:
n - количество единиц вещества (моль)
m - масса вещества (грамм)
M - молярная масса вещества (г/моль)
Известно, что в результате реакции поглотилось 630 кДж теплоты. Поскольку реакция является экзотермической, то наличие высвобождения тепла означает, что вещества участвующие в реакции поглощают теплоту. Поэтому, для решения задачи, мы можем рассмотреть данный процесс как обратный.
У нас имеются два варианта:
а) исходная реакция, в которой значения поглощения теплоты составляет 420 кДж.
б) обратная реакция - создание исходных веществ из конечных, в которой поглощено 630 кДж теплоты.
В обоих случаях использование закона Гесса позволяет нам делать выводы относительно изменения энергии в разных реакциях. В нашем случае, как показано в химических уравнениях реакций, теплота поглощается при превращении 2Cu(NO3)2 в 2CuO + 4NO2 + O2. Следовательно, энергия, необходимая для этой реакции, равна 420 кДж.
Теперь мы можем воспользоваться формулой связи энергии реакции и количества вещества:
Q = n * ΔH
где:
Q - теплота (в данном случае 630 кДж)
n - количество вещества (моль)
ΔH - энергия реакции
Для расчета количества вещества Cu(NO3)2 у нас есть формула:
n = Q / ΔH
Подставим значения и рассчитаем количество вещества Cu(NO3)2:
n = 630 кДж / 420 кДж = 1.5 моль
2. Теперь найдем количество вещества CuO, NO2 и O2 с помощью коэффициентов реакции.
Из химического уравнения видим, что на каждые 2 моль Cu(NO3)2 мы получаем 2 моля CuO, 4 моля NO2 и 1 моль O2.
Таким образом, количество вещества CuO тоже составит 1.5 моль, количество вещества NO2 - 1.5 моля * 4 = 6 моль, и количество вещества O2 - 1.5 моль.
3. Рассчитаем массу CuO.
Для этого воспользуемся формулой:
m = n * M
где:
m - масса (грамм)
n - количество вещества (моль)
M - молярная масса (г/моль)
Молярная масса CuO равна 79.55 г/моль.
Подставим значения и найдем массу CuO:
m = 1.5 моль * 79.55 г/моль = 119.32 г
Таким образом, масса оксида меди (II) составляет 119.32 г.
4. Рассчитаем объем диоксида азота (NO2).
Для этого воспользуемся формулой:
V = n * Vm
где:
V - объем (литры)
n - количество вещества (моль)
Vm - молярный объем (литров/моль)
Молярный объем равен 22.41 л/моль.
Подставим значения и найдем объем NO2:
V = 6 моль * 22.41 л/моль = 134.46 л
Таким образом, объем диоксида азота (NO2) составляет 134.46 л.
5. Итак, в результате реакции образуется 119.32 г оксида меди (II) и 134.46 л диоксида азота (NO2).
Надеюсь, ответ понятен и подробен для вас. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задать их.
Вопрос: "С водорода из оксида нельзя получить: K, Cu, Zn, Sn, Mg."
Ответ: Правильно, с водорода из оксида нельзя получить элементы K (калий), Cu (медь), Zn (цинк), Sn (олово) и Mg (магний). Это связано с химической активностью данных элементов.
Обоснование: В данном вопросе речь идет о процессе получения элементов из их оксидов, используя водород в качестве обратимого восстановителя. Оксиды веществ состоят из элемента и кислорода. В данном случае оксидные соединения металлов указывают на наличие кислорода и соответствующего металла.
Для получения металлов из их оксидов с помощью водорода, реакция должна быть экзотермической и снижаться энергия Гиббса. К таким металлам, как K, Cu, Zn, Sn и Mg, водород обладает недостаточной химической активностью для восстановления их из соединений. То есть, водород не сможет эффективно реагировать с оксидами данных металлов.
Шаги решения:
1. Калий (K): Калий является очень активным металлом и, следовательно, не может быть восстановлен из своего оксида с помощью водорода.
2. Медь (Cu): Медь тоже является довольно низкоактивным металлом и не может быть восстановлена водородом из своего оксида.
3. Цинк (Zn): Цинк также недостаточно реактивен для восстановления из своего оксида с помощью водорода.
4. Олово (Sn): Олово также высокоактивный металл и не может быть восстановлено водородом из своего оксида.
5. Магний (Mg): Магний является среднеактивным металлом, но все же не может быть восстановлен из своего оксида с помощью водорода.
Итак, с помощью водорода нельзя получить калий, медь, цинк, олово и магний из их соответствующих оксидов. Эти металлы слишком неактивны для реакции с водородом в данном контексте.
