Вычислите, какая масса фосфор(v) оксида взаимодействует с водой , если в результате этого взаимодействия образуется ортофосфорная кислота массой 9, 8 г.

P2O5+3H2O=2H3PO4;
M(H3PO4)=98 г/моль; n(H3PO4)=m(H3PO4) / M(H3PO4)=9,8/98=0,1 моль;
n(P2O5)=1/2 n(H3PO4)=0,1/2=0,05 моль; (по уравнению реакции);
M(P2O5)=142 г/моль; m(P2O5)=n(P2O5) * M(P2O5)=0,05*142=7,1 г.

Дано:

m (O2) = 4 г

Найти:

m (H2O) - ?

1) Написать уравнение реакции:

2H2O => 2H2 + O2;

2) Вычислить молярные массы O2 и H2O:

M (O2) = Mr (O2) = Ar (O) * N (O) = 16 * 2 = 32 г/моль;

M (H2O) = Mr (H2O) = Ar (H) * N (H) + Ar (O) * N (O) = 1 * 2 + 16 * 1 = 18 г/моль;

3) Вычислить количество вещества O2:

n (O2) = m (O2) / M (O2) = 4 / 32 = 0,125 моль;

4) Определить количество вещества H2O:

n (H2O) = n (O2) * 2 = 0,125 * 2 = 0,25 моль;

5) Вычислить массу H2O:

m (H2O) = n (H2O) * M (H2O) = 0,25 * 18 = 4,5 г.

ответ: Масса H2O составляет 4,5 г.

Изменение свободной энергии Гиббса ΔG⁰ для данной реакции рассчитывается по формуле:

∆G (реакции) = ∆H(реакции) – T∆S (реакции)  

1) Изменение энтальпии реакции равно разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ (с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции). Используя справочник  физико-химических величин определяем ∆H:

∆H⁰ (реакции) = Σ ni ∆H(прод) - Σ ni ∆H(исх.)

∆H⁰ (реакции) = 3*∆H⁰ (Н2О)(ж) – ∆H⁰ (Fe2O3) (к) = 3 ⋅ ( - 285,8) - ( - 822,0)  =  - 35,4 кДж  

2) Находим ∆S⁰(реакции:

∆S⁰(реакции) = [2*∆S⁰ (Fe) + 3*∆S⁰(Н2О)(ж)] – [∆S⁰(Fe2O3) (к) +3*∆S⁰(Н2)(г)] =   (3 ⋅ 70,1 + 2 ⋅ 2,27) - (87,0 + 3 ⋅ 130,5) = = – 213,8 Дж/К = – 0,2138 кДж/К

3) Находим ∆G:

∆G = ∆H – T*∆S = –35,4 – 298*(– 0,2138) = -35,4 + 63,7 = 28,34 кДж

Положительное значение ΔG указывает на невозможность самопроизвольного протекания данной реакции  при стандартных условиях.