IChO 1999, Подборен кръг — Задача 1

ПОДБОРНО КОНТРОЛНО ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ОТБОРА ПО ХИМИЯ ЗА XXXI МЕЖДУНАРОДНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ- 1999г

Условие

Космическа експедиция претърпява авария в междузвездното пространство и остава без гориво. За щастие експедицията открива изоставен чуждоземен космически кораб. В него са открити са два вида неизвестно ракетно гориво, първото газообразно, а второто течно при нормални условия. И при двете горива се използва кислород за окислител.

а) След извършване на елементен анализ се оказва, че първото от тях съдържа 78,26 % бор и останалото водород, а второто съдържа 87.50% азот и останалото водород. За точното определяне на формулите на веществата е определена плътността на първото по отношение на метана и се оказва че тя е 1.725, а промяната на температурата на замръзване на водата е 3,36 K при разтваряне на 20 g от второто гориво в 500g вода.

• Определете веществата, които се използват от чуждия космически кораб за ракетни горива. Известни ли са те на Земята и използват ли се за ракетни горива! $E_{\text{кр}}(\mathrm{H_2O}) = 1{,}86$

б) Били изследвани топлинните ефекти на изгаряне на двете вещества. Един литър от първото гориво, измерен при нормални условия, е бил изгорен в калориметрична бомба, така конструирана, че процесът да протече при постоянно налягане. Калориметъра съдържал 2000 g вода, началната температура била 20,14° C, която се е повишила на 30.94° C, след завършване на процеса и установяване на равновесие. Специфичната топлина на водата /$C_v$/ е равна на 4,164 J/g.K

От второто гориво била изгорена проба с маса 5.00 g , като бил използван същият прибор. В този случай началната температура на водата е била 25,54° C и се е повишила до 37,14° C.

• Изразете с химични уравнения изгарянето на двете горива в кислород!
• Изчислете топлините /енталпиите /на изгаряне на двете горива, като пренебрегнете топлинния капацитет на калориметъра!
• Кое от двете горива е по-изгодно за използване като ракетно гориво!
• Сравнете качествата на тези горива с водорода, който се използва при земните ракети, ако енталпията на образуване на вода -ΔH = 285 kJ/mol!

Решение

Оригинал в Архива: Problems.pdf