Mg co2 mgo c электронный баланс: Решить методом электронного баланса Mg+CO2= MgO + C

Содержание

CO2+Mg=MgO+C электронный баланс, окислитель и восстановит… -reshimne.ru

Новые вопросы

Ответы

Вот так надо сделать

Используя метод электронного баланса, определите коэффициенты в схемах химических реакций: а) Mg + CO2 — Univerkov

Используя метод электронного баланса, определите коэффициенты в схемах химических реакций:
а) Mg + CO2 ⟶ MgO + C;
б) S + KClO3 ⟶ KCl + SO2.

спросил 14 Июль от irina

1 Ответ

а) Mg + CO2 ⟶ MgO + C;
2Mg + CO2 = 2MgO + C
Схема окислительно-восстановительной реакции.
Mg0 + C+4O2 ⟶ Mg+2O + C0
Mg0 -2ē ⟶ Mg+2 |2|4|2 ― процесс окисления
C+4 +4ē ⟶ C0 |4| |1 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы магния и углерода. Находим наименьшее общее кратное для чисел 2 и 4. Это число 4, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 2 и 4, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов магния и углерода. Множители 2 и 1 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы этих элементов в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 1 (который обычно не пишем) перед формулой двух соединений углерода (CO2, C) и коэффициент 3 ― перед формулой двух соединений магния (Mg, MgO).

В приведённой реакции магний — восстановитель, а углекислый газ (за счёт атомов углерода в степени окисления +4) — окислитель.

б) S + KClO3 ⟶ KCl + SO2.
3S + 2KClO3 = 2KCl + 3SO2
Схема окислительно-восстановительной реакции.
S0 + KCl+5O3 ⟶ KCl-1 + S+4O2
S0 -4ē ⟶ S+4 |4|12|3 ― процесс окисления
Cl+5 +6ē ⟶ Cl- |6| |2 ― процесс восстановления
Проводим вертикальную черту и пишем за ней число электронов, которые отдали и присоединили атомы серы и хлора. Находим наименьшее общее кратное для чисел 4 и 6. Это число 12, которое записываем за второй вертикальной чертой посередине, и поделив его поочередно на 3 и 2, записываем результат за третьей чертой в строках, касающихся элементов серы и хлора. Множители 3 и 2 являются искомыми коэффициентами. Поскольку элементы изменили степень окисления полностью (в правой части схемы эти элементы ни в одном веществе не проявляют такую же степень окисления, как в исходном веществе) и одинаковыми являются индексы этих элементов в формуле исходного вещества и продукта реакции, поэтому ставим коэффициент 3 перед формулой двух соединений серы (S, SO2) и коэффициент 2 ― перед формулой двух соединений хлора (KClO3, KCl).

В приведённой реакции сера — восстановитель, а хлорат калия (за счёт атомов хлора в степени окисления +6) — окислитель.

ответил

14 Июль от anika

Реакция металлического магния с углекислым газом

Демонстрационная лаборатория: Реакция металлического магния с углекислым газом

Торговый центр безопасности для всех ваших потребностей лаборатории и безопасности

[Посмотреть демо] [Комментарии]

Введение

₂

₆

₁₂

₆

C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O _{2 6 CO ₂ О}

Можно сказать, что горение глюкозы является «термодинамически выгодным», «энергетически нисходящим» или «самопроизвольным», что означает, что энергии продуктов (углекислого газа и воды) ниже, чем у реагентов (глюкозы и кислорода). Химики обычно изображают такое поведение с помощью диаграммы свободной энергии, подобной той, что показана справа. При условии, что мы обеспечиваем энергию, превышающую энергию активации G, реакция будет продолжаться и выделять накопленную химическую энергию G, в данном случае в виде тепла.

Эта диаграмма также говорит нам кое-что, что мы, возможно, уже узнали. Если мы проведем реакцию в обратном направлении , нам придется преодолеть более высокое значение G и нам придется вложить энергию в реакцию , чтобы запустить ее (эндотермическая реакция).

Эта ситуация объясняет, почему двуокись углерода нельзя соединить с водой для получения топлива, если только мы не добавим энергию, такую как электрический ток или солнечный свет, как это делают растения при фотосинтезе.

Если мы хотим, чтобы углекислый газ участвовал в химической реакции без добавления внешней энергии, нам нужно найти реагент с высокой свободной энергией или продукт с еще более низкой свободной энергией, чтобы сделать реакцию благоприятной.

Реакция, которую мы здесь продемонстрируем, включает чрезвычайно экзотермическую (с выделением тепла) и термодинамически благоприятную реакцию металлического магния (Mg) с диоксидом углерода:

2 Mg(s) + CO ₂ 2 MgO(s) + C( с)

Эта реакция приводит к температуре выше 2000 градусов по Цельсию. Если во время реакции присутствует какой-либо кислород, магний будет реагировать с ним с образованием оксида магния, MgO, а диоксид углерода не будет реагировать. Поэтому нам нужно найти способ исключить кислород. У нас есть отличный способ сделать это, как вы увидите через мгновение.

[Введение] [Комментарии]

Демонстрация

Примечания по технике безопасности :

В этой демонстрации используется сжигание магния, и она не подходит для некоторых аудиторий и мест (например, для начальных школ). Горящие демонстрации магния привели к травмам, и демонстратор лекций должен убедиться, что их аудитория должным образом защищена с помощью расстояния, взрывозащитного экрана, экспериментальных модификаций и других средств, подходящих для места, выбранного демонстратором. Эту демонстрацию можно проводить только в помещении при наличии достаточной вентиляции; имейте в виду, что образуется дым MgO, который может вызывать раздражение дыхательных путей и/или вызывать дымовую сигнализацию. При выполнении этой демонстрации для публики один или несколько тестовых прогонов должны быть выполнены без зрителей, чтобы убедиться, что все разумные соображения безопасности соблюдены должным образом. Читатель принимает на себя все риски, связанные с выполнением этой демонстрации, и признает, что этот документ не может предвидеть все возможные обстоятельства и не гарантирует, что процедуры, изложенные в нем, не связаны с риском или опасностью.

Демонстрация начинается с твердого блока сухого льда (замороженного углекислого газа). Напомним, что углекислый газ возгоняется при температуре -78 градусов по Цельсию, поэтому для подготовки этой демонстрации необходимо использовать соответствующие криогенные перчатки.

Первый шаг — разрезать блок пополам. Лучший способ сделать это аккуратно — сделать тонкий спил, а затем воспользоваться широким каменным зубилом. В качестве альтернативы, распилите все это пополам. При использовании метода долота это занимает около двух минут.
	Следующим шагом в каждой детали делаем полусферические углубления диаметром примерно 6-8 см. Вы можете попробовать сделать это шпателем, ледорубом и т. д., но это займет много времени. Если вы используете электрическую дрель и большую кольцевую пилу, процесс займет всего около минуты для каждой полости.
Важное примечание по безопасности : Когда две половины блока подходят друг к другу «слишком хорошо», это может препятствовать отводу выделяющихся газов и привести к «отрыжке», которая потенциально может выбросить горящий материал. Поэтому важно обеспечить вентиляцию полости. Самый простой способ сделать это — взять ручную пилу и сделать два перпендикулярных надреза глубиной от 1/4 до 1/2 дюйма на лицевых сторонах блоков, которые будут соединяться друг с другом. Когда блоки собраны, это дает четыре горизонтальных вентиляционных отверстия толщиной примерно с карандаш. Еще одним преимуществом вентиляционных отверстий является то, что выходящие пары выглядят более эффектно, когда они выбрасываются наружу.
Затем мы помещаем немного магниевой стружки в отверстие, которое мы сделали для нижней части. Показанные здесь витки потускнели, но работали нормально (магниевый порошок не рекомендуется использовать, так как он может слишком быстро сгореть и взорваться). Типичная демонстрация использует от 6 до 8 граммов стружки для большого лекционного зала. Мы делали до 25 граммов за раз, но в результате реакции образуется довольно значительный туман, содержащий MgO. Будьте осторожны, сделайте небольшой пробный запуск, чтобы увидеть, позволяют ли размер вашей комнаты, вентиляция, аудитория, детекторы дыма и т. д. запустить эту демонстрацию в помещении. 25 г определенно испытывает удачу для демонстрации в помещении.
	Чтобы преодолеть активационный барьер, нам нужно добавить немного тепла. Самый быстрый и простой способ сделать это — зажечь магний пропановой горелкой. Поместите защитный экран между блоком и вашей аудиторией , а затем подожгите магний. Как только он загорится, быстро поместите вторую половину блока сверху. Убедитесь, что вы сориентировали верхнюю часть заранее, чтобы верхняя часть подходила правильно. ( Важно: предусмотрите вентиляционные отверстия, о которых говорилось выше!). Выключите свет в комнате, если делаете это в помещении.
Нажмите на изображение справа, чтобы просмотреть видеоролик QuickTime с демонстрацией (вы можете загрузить его для своей платформы, если он еще не установлен на вашем компьютере). Размер файла 654 Кб. Фактическая продолжительность демонстрации больше показанных здесь 29 секунд; мы удалили некоторые кадры в середине. Камера компенсирует невероятную яркость этой демонстрации (обратите внимание, как фон исчезает, как только начинается реакция). Он настолько яркий, что вашу аудиторию следует предупредить, чтобы она не смотрела прямо на блок в период наибольшей интенсивности!
	После того, как реакция утихнет, у нас останется кусок материала, который выглядит вот так. Он покрыт конденсатом водяного льда (помните, что температура блока -78 градусов по Цельсию), так что давайте зачерпнем остаток в чашу весов и осмотрим его.
Теперь, когда водяной лед растаял и мы разбили остаток, мы можем видеть, что материал состоит из белого твердого вещества и черного твердого вещества. Черное твердое вещество — это углерод, который мы надеялись получить, и нет, он не содержит C9.0018 60 . Белый материал — это оксид магния.

[Введение] [Посмотреть демо]

До и после демонстрации блок сухого льда практически не изменился. Фактически, вы можете запускать эту демонстрацию с одним и тем же блоком не менее дюжины раз! В связи с этим возникает вопрос: «Если реакция такая интенсивная и температура 2000+ градусов по Цельсию, почему она не плавит блок?»
Это большая вопрос, поэтому давайте рассмотрим его немного подробнее. Сначала посчитаем, сколько углекислого газа потребуется для реакции. Если мы используем 16 г Mg с молекулярной массой 24 г/моль, то мы имеем (16 г)/(24 г/моль) = 0,66 моль Mg. Согласно нашей уравновешенной реакции выше, нам нужна половина этого количества молей CO ₂ = 0,33 моль. Учитывая молекулярную массу 44 для CO ₂ , то есть (0,33 моль) (44 г / моль) = 14,67 грамма, примерно пол-унции.
«Ах!» ты говоришь. «А как насчет всего ТЕПЛА? Разве это не плавит CO ₂ ?» Хороший вопрос. Давайте подсчитаем, сколько тепловой энергии выделяется в этой реакции. Если мы посмотрим на стандартные значения энтальпий состояний для продуктов и реагентов, мы обнаружим, что они равны:
Component H _f ^o
Mg 0 kJ/mol
CO ₂ (g) -393.5 kJ/mol
MgO (s) -601,8 кДж/моль
С (с) 0 кДж/моль
Mg и C равны нулю, потому что по определению H _f ^o элементов в их стандартных состояниях равно нулю.
H для этой реакции представляет собой сумму H _f ^o продуктов — сумму H _f ^o реагентов (умножая каждый на их стехиометрический коэффициент в сбалансированной реакции уравнение), то есть:
Н ^o _RXN = (2 моль) (H _F ^O _MGO) + (1 моль) (H _F ^O _C) — (2 моль) (H _{F _F F} F F F F F F . ^o _Mg ) — (1 моль)(H _f ^o _CO2 )
H ^o _rxn = (2 моль)(-601,8 кДж/моль) + (1 моль)(0) — (2 моль)(0) — (1 моль)(-393,5 кДж/моль)
H ^o _rxn =-810,1 кДж
Это довольно большое изменение свободной энергии. Для сравнения, сжигание газа метана составляет -818 кДж/моль. Мы видим, что термодинамической движущей силой этой реакции является а) высокая стабильность (низкая свободная энергия) образующегося MgO и б) стехиометрия реакции, при которой образуются два моля этого очень стабильного вещества.
Теперь давайте предположим, что вся энергия ушла на тепло, хотя мы знаем, что большая ее часть ушла на создание света. Если мы израсходуем в этой реакции 0,33 моля углекислого газа, то высвободится (0,33)(810,1 кДж) = 267 кДж энергии, которую мы можем затратить на плавление блока углекислого газа.
Теплота испарения углекислого газа 571 кДж/кг. Если бы мы использовали все наши 267 кДж, чтобы а) испарить углекислый газ б) не поднять температуру газа выше -78 градусов (и то, и другое — очень щедрые предположения; вспомните, сколько света мы получили), то самое большое число , которое мы могли бы испарить, составляет (267 кДж)/(571 кДж/кг) = 0,47 кг или примерно один фунт. Блок весит приблизительно 40 фунтов, так что это не является огромным изменением массы.
Еще один распространенный вопрос: «Почему уголь не горит?» Ответ на этот вопрос прост. Когда верхний блок помещается над горящим Mg, небольшое количество кислорода в полости быстро расходуется. Горящий Mg испаряет большое количество углекислого газа, вытесняя любой оставшийся кислород и создавая положительное внешнее давление, которое предотвращает диффузию воздуха обратно в полость.
Обратите внимание, что было бы очень плохой идеей тушить горящий магниевый пожар углекислотным огнетушителем! Возгорание легковоспламеняющихся металлов требует специальных огнетушителей. Если вам интересно узнать больше, см. эту страницу об огнетушителях.

Component	H _f ^o
Mg	0 kJ/mol
CO ₂ (g)	-393.5 kJ/mol
MgO (s)	-601,8 кДж/моль
С (с)	0 кДж/моль

[Верх страницы] [Домашняя страница демонстрационной лаборатории]

Эта страница в последний раз обновлялась Friday, March 27, 2015 и защищена авторскими правами 2001 Роба Тореки. Все права защищены. Спасибо покойному Терри Тодду за помощь в подготовке демонстрации к съемкам. Ты скучал, друг.

Видео с вопросами: Понимание термохимического уравнения

Стенограмма видео

Химическое уравнение разложения карбоната магния выглядит следующим образом. Твердый MgCO3 плюс 117 килоджоулей реагируют с образованием твердого MgO плюс газообразный CO2. Основываясь на этом химическом уравнении, какое из следующих утверждений верно? (A) При разложении одной молекулы MgCO3 выделяется 117 килоджоулей энергии. (B) Для разложения одного моля MgCO3 требуется 117 килоджоулей энергии. (C) 117 килоджоулей энергии необходимо для разложения 42 граммов MgCO3. (D) 117 килоджоулей энергии необходимо для разложения одной молекулы MgCO3. Или (Е) 117 килоджоулей энергии высвобождается при разложении одного моля MgCO3.

Вопрос говорит нам, что реакция предназначена для разложения карбоната магния. Поскольку MgCO3 является единственным исходным материалом, это должен быть карбонат магния. Карбонат магния разлагается на MgO, который представляет собой оксид магния, и CO2, углекислый газ. Хотя имеется только один исходный материал, значение энергии, 117 килоджоулей, также находится в левой части химического уравнения. Это означает, что для протекания реакции необходимо 117 килоджоулей энергии.

Все варианты (B), (C) и (D) утверждают, что энергия необходима для реакции, тогда как варианты (A) и (E) утверждают, что энергия высвобождается при разложении. Это неправда. Таким образом, ни вариант (А), ни вариант (Д) не могут быть ответом на этот вопрос.

Это уравнение можно прочесть так: при 117 килоджоулях энергии один моль карбоната магния разлагается с образованием одного моля оксида магния и одного моля углекислого газа. Если мы посмотрим на возможные варианты ответа, которые у нас остались, вариант (B), 117 килоджоулей энергии, необходимых для разложения одного моля карбоната магния, кажется правильным утверждением. Но для подтверждения давайте проверим варианты (C) и (D).

Вариант (C) утверждает, что для разложения 42 граммов карбоната магния требуется 117 килоджоулей энергии. Химическое уравнение не говорит нам о массе карбоната магния, а только о количестве молей, которое равно единице. Мы можем рассчитать количество граммов в одном моле карбоната магния, используя атомные массы магния, углерода и кислорода. Нам нужно умножить атомную массу магния, которая составляет 24,3 грамма, на число эквивалентов магния в карбонате магния, которое равно единице. Нам нужно будет сделать то же самое для углерода и кислорода и сложить все значения. Это дает значение 84,3 грамма. Это означает, что один моль карбоната магния эквивалентен 84,3 граммам. Это не эквивалентно 42 граммам. Так что вариант (С) не является ответом на этот вопрос.

Вариант (D): 117 килоджоулей энергии необходимо для разложения одной молекулы карбоната магния. Мы уже установили, что это один моль, а не одна молекула. Но как вариант тоже не особо имеет смысл, так как карбонат магния — ионное соединение. Ионные соединения имеют большие повторяющиеся структуры решетки. Таким образом, у вас не может быть молекулы ионного соединения. Следовательно, вариант (D) не может быть ответом на этот вопрос.

Итак, ответ на вопрос «Основываясь на этом химическом уравнении, какое из следующих утверждений верно?» это б). Для разложения одного моля карбоната магния требуется 117 килоджоулей энергии.