2025-11-24
Сколько теплоты выделяется при прокаливании 58 г эквимолярной смеси кальция, графита и карбида кальция, если теплота образования карбида кальция равна 62.7 кДж/моль? Приведите уравнение взаимодействия карбида кальция с концентрированной азотной кислотой.
Решение:
Пусть $v(Ca) = v(C) = v(CaC_{2}) = x$ моль; тогда масса смеси составляет:
$m = x \cdot 40 + x \cdot 12 + x \cdot 64 = 58 \text{ г},$
откуда $x = 0.5$ моль.
При прокаливании смеси происходит реакция:
$Ca + 2C \xrightarrow{t^{\circ}} CaC_{2}.$
По уравнению реакции графит в недостатке, поэтому из 0.5 моль графита образуется 0.25 моль $CaC_{2}$, отсюда количество теплоты:
$Q = 0.25 \text{ моль} \cdot 62.7 \text{ кДж/моль} = 15.7 \text{ кДж}.$
Уравнение окисления карбида кальция концентрированной азотной кислотой:
$CaC_{2} + 12HNO_{3 \text{ (конц)}} \rightarrow Ca(NO_{3})_{2} + 10NO_{2}\uparrow + 2CO_{2}\uparrow + 6H_{2}O.$
Ответ: 15.7 кДж.