УРОВЕНЬ А

1. Можно ли восстановить оксид хрома (III) до металла при стандартных условиях:

а) цинком;

б) кремнием.

Ответ подтвердить расчетом Δ_rG^o(298K) по Δ_fG^o(298K,B).

Дано: Cr₂O₃; Zn; Si

РЕШЕНИЕ: а) Составляем уравнение реакции и рассчитываем изменение стандартной энергии Гиббса Δ_rG⁰(298K) реакции, используя I следствие из закона Гесса. Значения стандартных энергий Гиббса образования веществ Δ_fG⁰(298K,B) берем из таблицы cтандартных термодинамических величин.

Cr - ?

Cr₂O_3(к) + 3Zn_(к) = 2Сr_(к) + 3ZnO_(к) (15.1)

Δ_fG⁰(298K) -1058,97 0 0 3(-320,7)

кДж/моль

Δ_rG⁰(298K, 15.1) = [3Δ_fG⁰(298K, ZnO_(к)) + 2Δ_fG⁰(298K, Сr_(к))] –

- [Δ_fG⁰(298K, Cr₂O_3(к)) + 3Δ_fG⁰(298K, Zn_(к))] = 3(-320,7) -

-(-1058,97) = 96,87 кДж

Так как Δ_rG⁰(298K, 1) > 0, то при стандартных условиях реакция невозможна.

б) Аналогично:

2Cr₂O_3(к) + 3Si_(к)= 4Сr_(к) + 3SiО_2(к) (15.2)

Δ_fG⁰(298K) 2(-1058,97) 0 0 3(-856,7)

кДж/моль

Δ_rG⁰(298K, 15.2) = [3Δ_fG⁰(298K, SiO_2(к)) + 4Δ_fG⁰(298K, Cr_(к))] -

-[2Δ_fG⁰(298K, Cr₂O_3(к)) + 3Δ_fG⁰(298K, Si_(к))] = 3(-856,7) –

-2(-1058,97) = -452,16 кДж

Так как Δ_rG⁰(298K, 2) < 0, то самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях возможно.

Ответ: При стандартных условиях возможно восстановление хрома из оксида хрома (III) кремнием.

2. Определить рН раствора, при котором установилось равновесие: 2CrO+ 2H⁺ <=> Cr₂O+ H₂O Равновесные концентрации ионов Cr₂Oи CrOсоответственно равны 4,5 моль/л и 0,001 моль/л. Константа равновесия К_с = 1,1·10¹⁸.