Процессы получения водяного пара и генераторного газа

Задача 957. 

Исходя из ΔН° образования СО₂, СО и водяного пара, доказать, что процесс получения генераторного газа экзотермичен, а процесс получения водяного газа эндотермичен.

Решение:

ΔН°(СО) = -110,6 кДж/моль; ΔН°(Н2О) = — 241,98 кДж/моль.

а) Генераторный газ получают путём сжигания угля в специальных газогенераторных печах по реакции:

или 

С + 1/2O₂ = CO.

Находим ΔН°а), используя следствие из закона Гесса:

ΔН°_а) = ΔН° (СО) = -110,6 кДж.

Так как ΔН°_а) < 0, то процесс получения генераторного газа экзотермичен.

б) При получении водяного газа протекает реакция:

С(к) + Н₂О(г) = СО(г) + Н₂(г)

Находим ΔН°_б):

ΔН°_б)  =ΔН° (СО) — ΔН° (Н₂О) = -110,6 – (-241,98) = 131,38 кДж.

Так как ΔН°_б)  > 0, то процесс получения водяного газа эндотермичен.

При расчетах ΔН°  учитывали, что энтальпии образования простых веществ условно приняты равными нулю.

Задача 958. 
Карбид кальция получают по схеме СаО + С → СаС₂ + СО. Вычислить массу СаО, необходимую для получения 6,4 т СаС₂. Какой объем СО при этом образуется (условия нормальные)?
Решение:
М(СаО) = 56 г/моль;  M(CaC₂) = 64 г/моль; VM = 22.4 л/моль .

Уравнение реакции имеет вид:

Рассчитаем массу СаО, необходимую для получения 6,4 т СаС₂ из пропорции:

56 : 64 = х : 6400;  х = (6400 ^. 56)/64 = 5600 кг.

Теперь рассчитаем объём СО:

64 : 22,4 = 6400 : у;  у =  (6400 . 22,4)/64 = 2240 м³.

Ответ: 5,6 т; 2240 м³.

Задача 959.
 Указать состав и свойства синильной кислоты. Почему соли этой кислоты необходимо хранить в плотно закрытых сосудах? Ответ пояснить уравнениями реакций.
Решение:
Циановодород НСN – бесцветная жидкость. В водных растворах проявляет свойства слабой кислоты:

НСN↔ Н⁺ + СN^–

Нейтрализацией синильной кислоты основанием образуется хорошо растворимые в воде соли синильной кислоты – цианиды:

НСN +КОН ↔ КСN + Н₂О

Цианиды щелочных и щелочно-земельных металлов диссоциируют в водных растворах с отщеплением цианид-ионов СN^–. Цианиды – сильнейшие яды, токсичность которых основана на очень быстром ингибировании цитохромоксидазы (фермент, переносящий электроны на О₂) и прекращении клеточного дыхания. Цианиды щелочных и щелочно-земельных металлов гидролизуются в водных растворах по аниону СN^– с образованием слабого электролита – НСN (СN^– + Н₂О ↔ НСN + ОН^–, который, обладая высокой летучестью, может попадать в дыхательные пути и вызывать отравление организма. Поэтому кристаллы и растворы цианидов необходимо хранить в плотно закрытых сосудах.