Олимпиады по химии

(Черновцы-91, 1.1.2, 2.1.2.)

При сгорании фосфора в кислороде выделяется примерно в 1,7 раза больше энергии, чем при сгорании его в хлоре. Но для того чтобы фосфор горел в кислороде, его необходимо поджечь, а в хлоре он воспламеняется са­мопроизвольно.

1. 
   Укажите факторы, которые могли бы объяснить раз­личия в протекании реакций.
   
2. 
   Напишите уравнения происходящих реакций.
   

Решение

1. 
   Реакция горения протекает по свободнорадикальному меха­низму. Молекула хлора относительно легко образует радикалы, а для диссоциации молекулы кислорода необходимо затратить го­раздо больше энергии. В случае сгорания фосфора в кислороде механизм реакции включает большее число стадий и гораздо слож­нее. Этот факт объясняет разницу энергий активации описанных реакций. В реакции фосфора с кислородом тепловой эффект боль­ше, но и энергия активации также значительно больше. Еще нуж­но принять во внимание разницу в летучести продуктов сгорания: хлорид — легколетучее вещество, а оксид — почти нелетуч.
   
2. 
   2Р + ЗС1 = 2РС1,; 2Р + 5С1, = 2PCL; 2Р + 30, = Р,0-
   

4- о с, О с. i J
2Р + 5О₂ = Р₂О₅.

182. 
     (Львов-96, 1.1.3, 3.1.2)
     

Изотоп подвергается ß-распаду, превраща­ясь в стабильный изотоп. Период полураспада 12,5 ч.

1. 
   Напишите уравнение ядерной реакции.
   
2. 
   Постройте график, который показывает изменение со временем радиоактивности образца .
   
3. 
   Какое количество ß-частиц излучается образцом массой 0,01 г за 25 ч? Какая масса стабильного изото­па образуется за 50 ч?
   

183

9 класс

Решение

1. 
   {*К = 2оСа + е".
   
2. 
   Радиоактивный распад — реакция первого порядка, коли­чество вещества в момент времени г (п,) зависит от времени t и количества вещества в начальный момент времени ^о(^л«о) как
   

= п_<о • е~^и , где А. — постоянная распада.
Таким образом, изменение радиоактивности со временем опи­сывает функция

3. 
   
   
   
   За 25 ч распадется “ tgK - При этом образуется — _ 9^{1 г}— • 6,02 • 10²³ моль^-1 = 1,07 • 1О²⁰ ß-частиц.
   

4 42 г моль'¹
За 50 ч масса составит от начальной, а масса ₂³Са будет равняться 0,01 • (1 - 1/16) = 9,375 • 10^-3 г.

182.