Главная страница

задачи по химии. Государственное образовательное учреждение


Скачать 410.9 Kb.
НазваниеГосударственное образовательное учреждение
Анкорзадачи по химии.docx
Дата21.03.2017
Размер410.9 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлазадачи по химии.docx
ТипРешение
#4034
страница5 из 9
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Вариант 2.11.

1. Теплота сгорания ромбической серы равна -296,8 кДж /моль. Рассчитайте какое количество теплоты выделится при сгорании 64 г серы ромбической при стандартных условиях.

2. Определите тепловой эффект реакции

2PbS+302 = 2PbO + 2SO2

используя значения стандартных теплот образования реагирующих веществ.

3. Вычислите количество теплоты, которое требуется на разложение 10 кг безводного карбоната натрия по реакции Na2CO3(к) = Na2O(к) + СО2(г), если известно, что

Na2CO3(к) + SiO2(к) = Na2SiO3(к) + СО2(г), ∆H0 = 81,04 кДж

Na2O(к) + SiО2(к) = Na2SiO3(к), ∆H0 = -243,17 кДж

4. Состояние термодинамической системы характеризуется следующим образом: а) отсутствует обмен энергией и массой с внешней средой; б) возможна только теплопередача во внешнюю среду; в) возможен обмен энергией и массой с внешней средой. Как называются такие системы? Происходит ли изменение заряда в данных системах?

5. Возможно ли образование карбонила хрома Cr(CO)6 при взаимодействии хрома с оксидом углерода(П)? Какие условия являются оптимальными для протекания данной реакции?

6. По уравнению реакции 4FeO(т) + O2(г) = 2Fe2O3(т); ∆S0 = -259 Дж/К

рассчитайте стандартную энтропию оксида железа(Ш).

7. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ∆G0298 реакции, протекающей по уравнению: NН3(г) + HCl(г) = NH4Cl(к).

Может ли эта реакция при стандартных условиях протекать самопроизвольно?

8. Укажите, при какой температуре (298 или 473 К) термодинамически выгоднее проводить следующие реакции:

∆G0298, кДж ∆G0473, кДж

Са(ОН)2 +2СО2 = Са(НСО3)2 -467 -405

H2+2C+N2=2HCN +252 +271

СаН2+2Н2О = Са(ОН)2+2Н2 -287 -315

CuCl2+H2O = CuO + 2НС1 +82 +61


Вариант 2.12.

1. Теплота сгорания ромбической серы равна -296,8 кДж /моль. Рассчитайте сколько литров кислорода (н. у.) вступит в реакцию сгорания, если при этом выделяется 59,36 кДж теплоты.

2. Определите тепловой эффект реакции восстановления оксида хрома (III) алюминием.

3. Определите энтальпию разложения Н2О2 на воду и кислород, используя следующие данные:

SnCl2(р) + 2HCl(р) = SnCl4(р) + 2Н2О(ж), ∆Н0 = -393,3 кДж;

SnCl2(р) + 2HCl(р) + ½ О2(г) = SnCl4(р) + Н2О(ж), ∆Н0 = -296,6 кДж;

4. Вычислите изменение внутренней энергии при испарении 50 г этилового спирта при температуре кипения, если удельная теплота испарения его равна 857,7 Дж/г, а удельный объем пара при температуре кипения равен 607 × 10-3 л/г. Объемом жидкости пренебречь.

5. Будут при 25 °С протекать реакции:

а) КН+Н20 = КОН+Н2

б) КН = К+ ½ Н2

Как будет влиять повышение температуры на направление указанных процессов?

6. Предскажите знак изменения энтропии в реакции

NH4HCO3(к) = NH3(г) + СО2(г) + Н2О(г).

Проверьте предположение расчетом.

7. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ∆G0298 реакции, протекающей по уравнению: СО2(г) + 4Н2(г) = СН4(г) + 2Н2О(ж)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

8. Какой оксид — жидкий Мп2О7 или твердые Тс2О7 и
Re2O7 — является типичным окислителем при 298 К? При ответе используйте справочные данные.

Вариант 2.13.

1. Сколько теплоты выделится при разложении 54 г глюкозы по реакции

С6Н12О6(к) = 2С2Н5ОН (ж) + 2СО2 (г)

если ∆H0298 С6H12O6 (к)= -1273,0 кДж/моль; ∆H0298 C2H5OH (ж)= -277,6 кДж/моль; CO2 (г)= -393,5 кДж/моль.

2. Определить стандартную энтальпию образования РН3, исходя из уравнения:

2РН3 (г.) + 4О2 (г.) = Р 2О5 (к.) + ЗН2О (ж.); ∆Н0 = -2360 кДж.

3. Реакция 3SiCl4(ж) + 2Al2O3(к) = 3SiO2(к) + 4AlCl3(к или ж)

Происходит настолько бурно, что раствор хлорида кремния закипает. Как это объяснить?

4. При взаимодействии водорода и кислорода с образованием воды (при 20 °С) выделяется 286,2 кДж теплоты на 1 моль водорода. Вычислите ∆U системы.

5. Какая их двух реакций возможна при обычных условиях:

2S(к) + 2H2O(г) = 2H2S(г) + SO2(г) или 2H2S(г) + SO2(г) = 2S(к) + 2 H2O(г)?

6. Предскажите знак изменения энтропии в следующих реакциях (проверьте предположения расчетами):

1) СаО(к) + СО2(г) = СаСО3(к);

2) 4Fe(к) + 3О2(г) = 2Fe2O3(к);

3) N2O4(г) = 2NO2(г).

7. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ∆G0298 реакции, протекающей по уравнению: 4NН3(г) + 5О2(г) = 4NО(г) + 6Н2О(г).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

8. Как изменяются основные свойства оксидов в ряду
Li2O → Na2O→ К2О→ Rb2O → Cs2O? Ответ дайте, ∆GO298 рассчитав системы Ме2О+Н2О = 2MeOH
Вариант 2.14.

1. При сгорании 9,3 фосфора выделяется 229,5 кДж теплоты. Рассчитайте ∆H0298 оксида фосфора (V).

2. Исходя из теплового эффекта реакции
ЗСаО (к.) + Р2О5 (к.) = Са3 (РО4)2; ∆Н0 = - 739 кДж

определить ∆Н0298 образования ортофосфата кальция.

3. Исходя из данных для реакций окисления As2O3 кислородом и озоном

As2O3(к) + О2(г) = As2O5(к), ∆Н0 = -270,9 кДж;

3As2O3(к) + 2О3(г) = 3As2O5(к), ∆Н0 = -1096,5 кДж

вычислите изменение энтальпии при переходе 1 моль кислорода в озон (298 К). Каково значение ∆Н0обр озона?

4. Рассчитайте ∆Uпри испарении 1 кг воды (Т=423 К), если теплота испарения воды равна 2110,0 кДж/кг. Считать пар идеальным газом и объемом жидкости пренебречь.

5. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе 2NO(г) + О2(г)  2NO2(г)?

6. Предскажите знак изменения энтропии в следующих реакциях (проверьте предположения расчетами):

1) СаО(к) + Н2О(ж) = Са(НО)2(к);

2) СаО(к) + Н2О(ж) = Са2+(р) + 2НО-(р);

3) Al2O3(к) + 3SO3(г) = Al2(SO4)3(к).

7. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция Н2(г) + СО2(г) = СО(г) + Н2О(ж); ∆Н = -2,85 кДж.

Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите ∆GO298 этой реакции.

8. Какие из приведенных ниже водородных соединенй получают непосредственно из элементов, а какие косвенным путем: Н2О(г), H2S(г), H2Se(г), H2Te(г)?

Вариант 2.15.

1. Какое количество теплоты выделяется при превращении 1 кг красного фосфора в черный, если ∆H0298 (Р – красный) = -18,41; ∆H0298Р(черный)= - 43,20 кДж/моль?

2. Исходя из уравнения реакции

СН3ОН (ж.) + 3/2 О2 (г.) = СО2 (г.) + 2Н2О (ж.); ∆Н0 = -726,5 кДж

вычислить ∆Н0298 образования метилового спирта.

3. Энергия диссоциации Н2, С12 и теплота образования НС1 соответственно составляют 436, 243 и -92 кДж/моль. Рассчитайте энергию связи Н-Сl.

4. Молярная теплота испарения бензола равна 30,92 кДж/моль. Определите изменение внутренней энергии при испарении 200 г бензола (t=20°C). Считать, что пары бензола подчиняются законам идеальных газов. Объем жидкости незначителен по сравнению с объемом пара, и им можно пренебречь.

5. В каком направлении будет протекать реакция получения аммиака

4С1(к) + NaOH(к) = NaCl(к) + Н2О(г) + NH3(г)

если реагирующие вещества взяты в стандартных условиях?

6. По уравнению реакции 4FeO(т) + О2 (г) = 2Fe2О3(т); ∆S° = - 259 Дж/К

рассчитайте стандартную энтропию оксида железа (III).

7. Определите температуру, при которой ∆Gреакции = 0:

Н2О(г) + СО(г) = СО2(г) + Н2(г).

При каких температурах вода как окислитель сильнее диоксида углерода и, наоборот, диоксид углерода сильнее воды?

8. Укажите, при каком из значений ∆G (приведены после уравнений) следующие газофазные реакции самопроизвольно протекают в прямом направлении:

N2O4 = 2NO2; +0,64 или -0,72 кДж

2О = 2Н2 + О2; -45 или +190кДж

С2Н4 + Н2 = С2Нб; - 35,3 или + 9,5 кДж

СО + Н2О = СО2 + Н2; +14,59 или -11,82 кДж
Вариант 2.16.

1. Сколько энергии надо затратить для разложения 9 г воды на водород и кислород в стандартных условиях?

2. Определить ∆H0298 реакции ЗС2H2 (г.) = C6H6 (ж.), если ∆H0298 реакции сгорания ацетилена с образованием СО2 (г.) и Н2О (ж.) равно -1300 кДж/моль, а ∆H0298 образования бензола (ж.) составляет 82,9 кДж/моль.

3. При стандартных условиях теплота полного хлорирования графита равна -103,3 кДж/моль, а теплота полного хлорирования алмаза равна -105,6 кДж/моль. Чему равна теплота превращения графита в алмаз при стандартных условиях?

4. Определите ∆U при испарении 100 г воды при 20 °С, допуская, что пары воды подчиняются законам идеальных газов и что объем жидкости незначителен по сравнению с объемом пара. Удельная теплота парообразования воды 2451 Дж/г.

5. Укажите, будет ли сера растворяться в воде по одной из следующих реакций:

1) 3S(к) + 2Н2О(ж) = SO2(г) + 2Н2S(г);

2) S(к) + 4Н2О(ж) = Н2SO4(ж) + 3Н2(г);

3) S(к) + 2Н2О(ж) = SO2(г) + 2Н2(г).

6. Предскажите знак изменения энтропии в следующих реакциях (проверьте предположения расчетами):

1) СаО(к) + Н2О(г) = Са(НО)2(к);

2) 2Н2О(г) = 2Н2(г) + О2(г);

3) NH3(г) + HCl (г) = NH4Cl(к)

7. При какой температуре ∆Gреакции = 0 2SO2(г) + О2 = 2SO3(г).

Какая температура (низкая, высокая) наиболее благоприятна для максимального выхода SO3?

8. Укажите, при каком из значений ∆G (приведены после уравнений) следующие реакции самопроизвольно протекают в большей степени в прямом направлении:

H2(г) + I2(г) = 2HI(г); -9,6 или -17,2кДж

2CO2(г) + 2CO(г) + 02(г); -37,7 или -8,3 кДж

S02(г) + N02(г) = SO3(г) + NO(г); -16,8 или - 12,5 кДж
FeO (т) + CO(г) = Fe(т) + CO2(г); -1,4 или -5,2 кДж
Sb2S3(т) + 3H2(г) = 2Sb(т) + 3H2S(г); -0,95 или -2,7 кДж
РС13(г)+С12(Г) = РСО5(г); -2,76 или -0,76 кДж

Вариант 2.17.

1. При полном сгорании этилена (с образованием жидкой воды) выделилось 6226 кДж. Найти объем вступившего в реакцию кислорода (условия нормальные).

2. Сравнить ∆H0298 реакции восстановления оксида железа (III) различными восстановителями при 298 К:

а) Fe2O3 (к.) + ЗН2 (г.) = 2Fe (к.) + ЗН2О (г.)

б) Fe2О3 (к.) + ЗС (графит) = 2Fe (к.) + ЗСО (г.)

в) Fe2О3 (к.) + ЗСО (г.) = 2Fe (к.) + ЗСО2 (г.)

3. Теплоты образования НВг и HI в стандартных условиях соответственно равны -36 и 25,9 кДж/моль. Вычислить их теплоты образования из Вг2 (г) и J2 (г), принимая Вг2 (ж) = Вг2 (г); ∆Н0 = 31,0 кДж/моль и J2 (т) = J2 (г); ∆Н0 = 62,2 кДж/моль.

4. При растворении 1 моль цинка в разбавленной H2SO4 при 20 °С выделяется 143,1 кДж теплоты. Одновременно выделяется 1 моль водорода, причем против внешнего давления совершается работа. Определите изменение внутренней энергии.

5. Используя значения ∆GO298 соединений, участвующих в реакции

С6Н6 (г) + NH3(г) = C6H5-NH2(ж) + Н2

определите, возможна ли эта реакция. ∆GO298(C6H5-NH2(ж)) = 153,22 кДж/моль.

6. По уравнению реакции

2Al2O3(т) + 6SO2(г) +3O2( ) = 2Al2(SO4)3(т); ∆S0 = -1727 Дж/К

рассчитайте стандартную энтропию cульфата алюминия(Ш).

7. По приведенным данным рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакций.

Реакция ∆Н°, кДж ∆S0,Дж/К

а)GeO2(т) + 2Н2(г) = Ge(т) + 2Н2О(г) +71 +92

б) Cl2(г) + 5F2(г) = 2ClF5(г) -478 -616

8. Обсудите, возможно ли горение металлических магния, кальция, цинка, меди, алюминия, железа в атмосфере диоксида углерода, например, по реакции: 2М(к) + СО2(г) = 2МО(к) + С(к).
Вариант 2.18.

1. Водяной газ представляет собой смесь равных объемов водорода и оксида углерода(II). Найти количество теплоты, выделяющейся при сжигании 112 л водяного газа, взятого при нормальных условиях.

2. Вычислить ∆H0298реакций:

а) С2Н6 (г.) + 7/202 (г.) = 2СО2 (г.) + ЗН2О (г.)

б) С6Н6 (ж.) + 15/202 (г.) = 6С02 (г.) + ЗН20 (ж.)

3. Теплоты растворения и гидратации CuSO4 составляют соответственно -66,1 и -77,8 кДж/моль. Вычислить теплоту растворения CuSO4·5Н2О.

4. Внутренняя энергия при испарении 90 г воды при 1000С возросла на 188,1 кДж. Удельный объем водяного пара равен 1,699 л/г, давление 1,0133·105 Па (1 атм). Определите теплоту парообразования воды (кДж/моль).

5. Рассчитайте ∆GO298 реакции N2+2H2O=NH4NO2 и сделайте вывод о возможности ее протекания, ∆GO298( NH4N02)= 115,94 кДж/моль.

6. Поясните на примерах, в каком агрегатном состоянии энтропия веществ будет иметь наибольшее значение. Как изменяется энтропия вещества при фазовых переходах (плавление, испарение)?

Что называется стандартной энтропией вещества? Каким путем вычисляется изменение энтропии для химической реакции?

7. По приведенным данным рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакций.

Реакция ∆Н°,кДж ∆S0, Дж/К

б) CH4(г) + H20(г) = CO(г) + 3H2 (г) +207 +216

в) Zr(т) +ZrСl4(г) = 2ZrCl2(г) +215 +208

8. По значениям ∆G298 (даны после уравнений) укажите,
образование какого продукта каждого набора термодинамически
более вероятно в стандартных условиях:

а) 2K(т) + N2(г) + 202(г) = 2KN02(T); -560 кДж

(т) + N2(г) + 302(г) = 2KN03(T); -790 кДж

б) Fe(T) + Br2(ж) = FeBr2(г); -238 кДж
2Fe(т) + ЗВг2(ж) = 2FеВг3(г); -492 кДж

в) 2Pb(т) + 02(г) = 2PbO(T); -378 кДж
Рb(Т) +02(г) =Рb02(т); -218 кДж

г) Fe(т) +Cl2(г) = FeCl2(г); -303 кДж
2Fe(т) + 3Cl2(г) = 2FeСl3(т); -664 кДж
Вариант 2.19.

1. Определите теплоту образования оксида меди(II), зная, что при восстановлении 40 г его углем выделяется СО и поглощается 10,92 кДж.

2. Вычислить ∆H0298 реакций:

а) 2Li(к.) + 2Н20 (ж.) = 2Li+ (водн.) + 2ОH- (водн.) + Н2 (г.)

б) 2Na (к.) + 2Н2О (ж.) = 2Nа+ (водн.) + 2ОН- (водн.) + Н2 (г.)

Стандартные энтальпии образования Li+ (водн.), Na+ (водн.) и ОН- (водн.) принять соответственно равными -278,5, -239,7 и -228,9 кДж/моль.

3. Теплоты растворения SrCl2 и SrCl2·6Н2О составляют соответственно -47,7 и 31,0 кДж/моль. Вычислить теплоту гидратации SrCl2.

4. Найдите ∆U при испарении 100 г бензола при температуре его кипения (80,2 °С), приняв, что пары бензола подчиняются законам идеальных газов. Теплота испарения бензола 394 Дж/г. Объемом жидкости пренебречь.

5. Пользуясь справочными данными, показать, что реакция

Сu (к.) + ZnO (к.) = СuО (к.) + Zn (к.) невозможна.

6. Не производя вычислений, указать, для каких из перечисленных процессов изменение энтропии положительно:

а) MgO (к.) + Н2 (г.) = Mg (к.) + Н20 (ж.)

б) С (графит) + СО2 (г.) = 2СО (г.)

в) СН3СООН (водн.) = СНзСОО- (водн.) + Н+ (водн.)

г) 4НС1 (г.) + 02 (г.) = 2С12 (г.) + 2Н20 (г.)

д) NH4NO3 (к.) = N20 (г.) + 2Н20 (г.)

7. По приведенным данным рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакций.

Реакция ∆Н°,кДж ∆S0, Дж/К

а) 2N02(г) = N204(г) -57 -176

б) S02(г) + Cl2(г) = SCl2О2(г) -67 -159

8. Окисление сероводорода кислородом возможно по следующим уравнениям: а) H2S + ½ O2 =S + H2O(ж); б) H2S + 3/2 O2 =SO2 + H2O(ж);

в) H2S + 2 O2 =SО3 + H2O(ж). Какая из реакций наиболее предпочтительна при комнатной температуре (298 К)?

Вариант 2.20.

1. Вычислите количество теплоты, которое выделяется при сгорании 20 л диборана (н. у.), если ∆H0298В2О3(к) и В2Н6(г) соответственно равны -1264 и +31,4 кДж/моль.
Целесообразно ли использовать в качестве топлива диборан вместо этана, если стандартная теплота сгорания этана -1559,88 кДж моль?

2. Вычислить значение ∆H0298 для протекающих в организме реакций превращения глюкозы:

а) C6H12 O6 (к.) = 2С2Н5ОН (ж.) + 2СО2 (г.)

б) C6 H12O6 (к.) + 6О2 (г.) = 6С02 (г.) + 6Н2О (ж.)

Какая из этих реакций поставляет организму больше энергии?

3. Энергии диссоциации молекул N2 и Н2 соответственно равны 9456 и 436 кДж/моль. Вычислить атомарную теплоту образования аммиака и среднюю энергию связи N—Н.

4. Определите ∆H0298 и ∆U системы 4NH3 (г) + 302 (г) = 2N2 (г) + 6Н20 (ж)

5. Вычислить значения ∆G0298 следующих реакций восстановления оксида железа (II): а) FeO (к.) + ½ С (графит) = Fe (к.) + ½ СО2 (г.)

б) FeO (к.) + С (графит) = Fe (к.) + СО(г.)
в) FeO (к.) + СО (г.) = Fe (к.) + СО2 (г.)

Протекание какой из этих реакций наиболее вероятно?

6. Определить знак изменения энтропии для реакции 2А2 (г.) + В2 (г.) = 2А2В(ж.) Возможно ли протекание этой реакции в стандартных условиях? Ответ обосновать.

7.По приведенным данным рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакций.

Реакция ∆Н°,кДж ∆S0, Дж/К

а) 2NO(г) + 02(г) =2N02(г) -116 -147

б) PCl5(г) = PСl3(г) +Cl2(г) +88 +171

8. Указать, какие из реакций образования оксидов азота и при каких температурах (высоких или низких) могут протекать самопроизвольно:

а) 2N2 (г.) + 02 (г.) = 2N20 (г.); ∆H0298 > О

б) N2 (г.) + 02 (г.) = 2NO (г.); ∆H0298 > О

в) 2NO(г.) + О2 (г.) = 2NO2 (к.); ∆H0298 < О

г) N0 (г.) + N02 (г.) = N203 (к.); ∆H0298< О
д) N2 (г.) + 202 (г.) = 2N02 (г.); ∆H0298 > О

Вариант 2.21.

1. Определите тепловой эффект реакции (∆H0298)

2Fe + Al2O3 = Fe2O3 + 2Al,

если на каждые 80 г Fe2O3 поглощается 426,5 кДж теплоты.

2. Исходя из теплоты образования воды (ж) и теплового эффекта реакции Н202 = Н2О (ж) + ½ О2; ∆Н0 = -97,9 кДж

вычислить теплоту образования Н2О2.

3. Вычислить теплоту перехода графита в алмаз, если известно, что теплота образования СО2 из графита ∆Н0 (СО2, гр) = -393,5 кДж/моль, а из алмаза ∆Н0(СО2, алм) = 395,4 кДж/моль.

4. Изменение внутренней энергии системы Fe(к) + Cl2 (г) = FeCl2(к)

равно -334,0 кДж. Определите ∆H0298 реакции.

5. Рассчитать значения ∆G0298следующих реакций и установить, в каком направлении они могут протекать самопроизвольно в стандартных условиях при 25 °С:

а) NiO (к.) + Рb (к.) = Ni (к.) + РbО (к.)

б) Рb (к.) + СuО (к.) = РbО (к.) + Сu (к.)

в) 8А1 (к.) + 3Fe3O4 (к.) = 9Fe (к.) + 4А12О3 (к.)

6. Реакция горения ацетилена идет по уравнению

С2Н2(г) + 5/2 О2(г) = 2СО2(г) + Н2О(ж). Вычислите ∆S0298 реакции. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции.

7. По приведенным данным рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакций.


Реакция ∆Н°,кДж ∆S0, Дж/К

a) СО2(г) + С(т) = 2СО(т) +173 +176

б) N2(г) +3H2(г) = 2NН3(г) -92 -201

в) СО(г) + Н2(г) = С(т) + Н20(г) -132 -134

8. Смесь серы и графита находится в атмосфере кислорода. Укажите, какая реакция термодинамически предпочтительна: а) С(к) + О2(г) = СО2(г);

б) S(к) + О2(г) =SO2(г); в) С(к) + 2S(г) = CS2(г).
Вариант 2.22.

1. При растворении 16 г СаС2 в воде выделяется 31,З кДж теплоты. Определите тепловой эффект реакции (∆H0298).

2. Вычислить ∆Н0 реакции 4CO + 2SO2 = S2 (г) + 4СО2,

приняв ∆Н0(S2,г) = 129 кДж/моль.

3. Исходя из тепловых эффектов реакций окисления As2O3 кислородом и озоном

As2O3 + O2 = As2O5 ; ∆Н0 = -271 кДж,

3As203 + 2O3 = 3As2O5; ∆Н0 = -1096 кДж

вычислить теплоту образования озона из молекулярного кислорода.

4. Охарактеризуйте термодинамические величины, входящие в формулы:

∆G0 = ∆H0 - T∆S0; ∆F0 = ∆U0 -T∆S0; ∆H0 = ∆U0 +p∆V = ∆U0 + ∆nRT. Укажите условия, когда ∆G0 = ∆Н0, ∆F0 = ∆U0, ∆G0 = ∆F0 = 0.

5. Установить, протекание каких из нижеследующих реакций возможно в стандартных условиях при 25 °С: a) N2(г.) + ½ O2(г.) = N20(г.)

б) 4HCl (г.) + О2 (г.) =2С12 (г.) + 2О (ж.)

в) Fe2O3 (к.) + ЗСО (г.) =2Fe (к.) + ЗСО2 (г.)
6. Определите изменение энтропии в следующих реакциях:

2C(графит) + Н2(г) = C2H2(г)

А1(к) + Сг203(к) = Сг+А1203(к)

2С(графит) + СО2(г) = 2СО(г)

7. Вычислив ∆G0298системы РbО2+Рb=2РbО на основании ∆H0298 и S0298 реагирующих веществ; определите, возможна ли эта реакция.

8. Решите, можно ли получить карбид кальция по следующим реакциям:

1) Са(к) + СО(г) = СаС2(к) + О2(г);

2) Са(к) + СО2(г) = СаС2(к) + О2(г);

3) СаО(к) + С(к) = СаС2(к) + СО(г);

4) СаО(к) + С(к) = СаС2(к) + СО2(г);

5) СаСО3(к) + С(к) = СаС2(к) + СО(г).
Вариант 2.23.

1. Тонкоизмельченную смесь алюминия и железной окалины (Fe3O4), часто называемую термитом, применяют для сварки металлических изделий, поскольку при поджигании термита выделяется большое количество теплоты и развивается высокая температура. Рассчитайте минимальную массу термитной смеси, которую необходимо взять для того, чтобы выделилось 665,3 кДж теплоты в процессе алюмотермии, если теплоты образования Fe3O4 и А1203 равны -1117,1 и -1675,0 кДж/моль соответственно.

2. Вычислить ∆Н0 реакций

а) 2С12 + 2Н2О (пар) = 4НС1 (г) + О2

б) Н2О (пар) + СО = СО2 + Н2

в) СО2 + С (т) = 2СО

3. Исходя из реакций

КСlO3 = КС1 + 3/2 02; ∆Н0 = -49,4 кДж

KC1O4 = КСl + 2О2; ∆Н0 = 33 кДж

вычислить ∆Н0 реакции 4KC1O3 = 3KC1O4 + KC1

4. Определите ∆H0298 и ∆U системы СО2 + С (т) = 2СО.

5. Укажите, какие из приведенных реакций протекают самопроизвольно и являются экзотермическими:

а) 2Н2О2(ж) = 2Н2О(ж) + О2(г)

б) 3H2(г) + N2(г)  2NH3(г)

в) N204(г)  2N02(г)

6. Рассчитайте изменение энтропии при плавлении 3 моль уксусной кислоты СН3СООН, если температура плавления СН3СООН 16,6 °С, а теплота плавления 194 Дж/г.

7. Определите тепловой эффект реакции

½ N2 + ½ O2  NO

используя значения ∆G298 и S0298 реагирующих веществ.

8. Взаимодействие карбида кальция с водой может быть описано двумя уравнениями:

1) СаС2(т) + 2Н2О(ж) = Са(ОН)2(к) + С2Н2(г);

2) СаС2(т) + 5Н2О(ж) = СаСО3(к) + СО2(г) + 5 Н2(г).

Какая из реакций термодинамически более предпочтительна?

Вариант 2.24.

1. Как известно, высокотемпературное пламя ацетиленокислородных горелок широко используется для сварки и резки металлов. Можно ли для аналогичных целей использовать пламя метанокислородной горелки? Вычислите в какой из двух указанных типов горелок и во сколько раз выделится больше теплоты при сгорании одинаковых объемов ацетилена и метана.

2. Вычислить ∆Н0 реакции B2O3 + 3Mg = 2B + 3MgO, приняв ∆Н0(MgO) = -611 кДж/моль и ∆Н0(B2O3) = —1406 кДж/моль.

3. Теплоты сгорания бензола (пар) и ацетилена составляют: ∆Н0сгор6Н6) = -3268 кДж/моль, ∆Н0сгор2Н2) = -1301 кДж/моль. Вычислить ∆Н0 реакции ЗС2Н2 = С6Н6 (пар)

4. Охарактеризуйте термодинамические величины, входящие в формулы:

∆G0 = ∆H0 - T∆S0; ∆F0 = ∆U0 -T∆S0; ∆H0 = ∆U0 +p∆V = ∆U0 + ∆nRT. Укажите условия, когда ∆G0 < 0, ∆G0 = 0, ∆G0 >0.

5. Рассчитайте ∆GO298 реакции N2+2H2O=NH4NO2 и сделайте вывод о возможности ее протекания, ∆GO298( NH4N02)= 115,94 кДж/моль.

6. Вычислите изменение энтропии при испарении 250 г воды при 250С, если молярная теплота испарения воды при этой температуре равна 44,08 кДж/моль.

7. Вычислить ∆G0298 для реакций на основании значений ∆H0298 и S0298:

ВеО (к) + СО2 (г) = ВеСОз (к);

СаО (к) + СО2 (г) = СаСОз (к);

MgO(к)+C02(г)=MgC03(к);

8. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены алюминием при 298 К: СаО, FeO, CuO, PbO, Fe2O3, Cr2O3?

Вариант 2.25.

1. Сколько теплоты выделится при восстановлении 24 г оксида меди (II) водородом с образованием жидкой воды? ∆H(H2Oж) = -286 кДж/моль, ∆H(CuO) = -157,5 кДж/моль.

2. Исходя из реакции SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si; ∆Н0 = -372 кДж

вычислить ∆Н0(SiO2), приняв ∆Н0(MgO) = -611 кДж/моль.

3. Исходя из ∆H0298 образования H2O (г.) и следующих данных

FeO (к.) + СО (г.) = Fe (к.) + СО2 (г.); ∆H0298 = - 18,2 кДж
2СО (г.) + 02 = 2С02 (г.); ∆H0298 = - 566,0 кДж

вычислить ∆H0298 реакции

FeO (к.) + Н2 (г.) = Fe (к.) + Н2О (г.) Ответ: 23,0 кДж.

4. Определите ∆H0298 и ∆U системы СаО(к) +СО2(г) =СаС03(к).

5. Могут ли приведенные ниже реакции протекать самопроизвольно при стандартных условиях:

а) С+О2 = СО2

б) 2NH4NO3 = 4H2O + O2+2N2

в) N2 + 02=2NO

6. Какой физический смысл имеет энтропия с точки зрения молекулярной теории строения веществ? Как изменяется энтропия веществ с изменением температуры? Чему равна энтропия веществ при абсолютном нуле? В каких единицах измеряется энтропия?

7. Указать знаки ∆H, ∆S и ∆G для следующих процессов: а) расширение идеального газа в вакуум; б) испарение воды при 100°С и парциальном давлении паров воды 101,325 кПа (760 мм рт. ст.);
в) кристаллизация переохлажденной воды.

8. Можно ли применять металлические алюминий, цинк, железо или медь для восстановления магния из его оксида? Подтвердите ответ расчетом ∆G соответствующих реакций.

Вариант 2.26.

1. Сколько теплоты выделится при сжигании 20л этилена, взятого при н. у., если теплоты образования СО2, Н20 (ж.) и С2 Н4 (г.) равны -393,5, -286,2 и 57,12 кДж/моль соответственно?

2. Исходя из реакции MnO2 + 2C = Mn + 2CO; ∆Н0 = 293 кДж

вычислить ∆Н0(MnO2).

3. Вычислить ∆H0298 образования MgCO3 (к.) при 298 К, пользуясь следующими данными:

С (графит) + Оа (г.) = СО2 (г.); ∆H0298 = - 393,5 кДж

2Mg (к.) + О2 = 2MgO (к.); ∆H0298 = - 1203,6 кДж

MgO (к.) + С02 (г.) = MgC03 (к.); ∆H0298 = - 117,7 кДж

Ответ: -1113 кДж/моль.

4. Установите, к какому типу термодинамических систем относятся следующие системы: а) термос со льдом;

б) грелка с горячей водой;

в) пробирка, в которой протекает реакция

Na2CO3(т) + H2SO4(ж) = 2NaHSO4(т) + CO2(г) + H2O(г);

г) запаянная ампула с аргоном;

д) стеклянный сосуд, в котором протекает реакция нейтрализации

Н+(р) + ОН-(р) = Н2О(ж), ∆Н = -55,84 кДж.

5. Рассчитайте ∆GO298 следующих реакций:

а) CuO + H2 = Cu + H2O

б) ZnS + O2 = ZnO + SO2

в) СН4 + 2О2 = 2Н2О(ж) + СО2

Определите, могут ли эти реакции протекать самопроизвольно при стандартных условиях?

6. Предскажите знак изменения энтропии (>0, <0, =0) в следующих реакциях (проверьте предположения расчетом): а) Hg(ж) = Hg(г),

б) Na(т) = Na(ж), в) J2(г) = J2(т), г) С(графит) = С(алмаз), д)Br2(г) = Br2(ж), e) S(ромб. ) = S(г).

7. На основании значений ∆H0298 и S0298 вычислить ∆G0298 образования газообразных веществ:

а) HF, HС1, HBr, HI;

б) Н2О, H2S, H2Se, H2Te;

в) NH3, РН3.

8. Укажите, какие хлориды цинка, меди, железа и алюминия могут быть получены при непосредственном взаимодействии простых веществ, и какие – при действии хлороводорода на металл.

Попытайтесь объяснить причины необходимости использования различных методов при синтезе хлоридов.

Вариант 2.27.

1. Сколько теплоты выделится при сгорании 112л оксида углерода (II)?

2. Вычислить ∆Н0(СаС2), исходя из ∆Н0(СаО), ∆Н0(СО) и теплового эффекта реакции СаО + ЗС=СаС2 + СО; ∆Н0 = 460 кДж.

3. Найти массу метана, при полном сгорании которой с образованием жидкой воды выделяется теплота, достаточная для нагревания 100 г воды от 20 до 30СС. Мольную теплоемкость воды принять равной 75,3 Дж/(моль·К).

4. Что называется изменением внутренней энергии? Какое изменение внутренней энергии системы принято считать положительным?

Что является мерой изменения внутренней энергии системы при изобарных (изохорных) процессах и отсутствии других видов работы, кроме работы расширения?

5. Рассчитайте ∆GO298 следующих реакций:

а) SO2+2H2 = 3S+2H2O

б) 4НС1 + О2 = 2С12 + 2Н2О(ж)

Определите, могут ли эти реакции протекать самопроизвольно при стандартных условиях?

6. Вычислить изменение стандартной энтропии ∆S0298 для реакций:

а) СО(г) + ½ 02(г)=СО2(г);

б) С(графит) + О2(г) = СО2(г).

Как можно объяснить значительное различие в изменении энтропии для реакций а) и б)?

7. В каком направлении нижеприведенная реакция будет протекать самопроизвольно:

2О3(к) + ЗН2(г) = Fе(к)+ЗН2О(г)

Необходимые для расчета ∆G0298 реакции значения∆H0298 и S0298 реагирующих веществ см. в табл. приложения.

8. Как изменяются основные свойства оксидов элементов II-А группы? Ответ подтвердите расчетом ∆GO298 реакций взаимодействия оксидов металлов с диоксидом углерода (IV)

ЭО (к) + СО2 (г) = ЭСО3 (к)
Вариант 2.28.

1. При соединении 21 г железа с серой выделилось 36,54 кДж. Вычислите теплоту образования сульфида железа.

2. Вычислить ∆Н0 реакции обжига FeS2

4FeS2+llO2 = 2Fe2O3+8SO2

приняв, что ∆Н0(FeS2) = -177 кДж/моль; ∆Н0(SO2) = -296,9 кДж/моль и ∆Н0(Fe2O3) = - 821,3 кДж/моль.

3. Определить ∆H0298 образования этилена, используя следующие данные:

С2Н4(г.) + 302 (г.) = 2С02 (г.) + 2Н20 (г.); ∆H0 = - 1323 кДж

С (графит) + О2 (г.) = СО2 (г.); ∆H0= - 393,5 кДж

Н2 (г.) + V2O2 (г.) = Н2О (г.); ∆H0= - 241,8 кДж

4. Найти изменение внутренней энергии при парообразовании 1 кг воды в изобарных условиях при Т = 100°С, если ∆H0373 парообразования равно 40,66 кДж/моль.

5. Какая из приведенных ниже реакций характеризуется минимальным значением ∆GO298:

4NH3 (г) + 302 (г) = 2N2 (г) + 6Н2О (г)

4NН3 (г) + 5О2 (г) = 4NO (г) + 6Н2О (г)

Ответ подтвердите, рассчитав ∆GO298 реакций.

6. Предскажите знак изменения энтропии в следующих реакциях (проверьте предположения расчетом):

СаО(к) +СО2(г) =СаС03(к);

4Fе(к)+302(г)=2Fе203(к);

N204(г)=2N02(г);

N2(г) + 02(г)=2NO(г).

7. Вычислите ∆H0298Na2O2 (к), если ∆G0298 и S0298Na2O2 соответственно равны -447,2 кДж/моль и 93,3 Дж/(моль·К). Значения S0298 кристаллического натрия и молекулярного кислорода см. в табл.

8. При какой температуре установится равновесие в системе

4НСl(г) + О2(г)  2H2O(г) + 2Сl2(г); ∆Н = -114,42 кДж?

Хлор или кислород является в этой системе более сильным окислителем и при какой температуре?

Вариант 2.29.

1. При восстановлении 12,7 г оксида меди(II) углем (с образованием СО) поглощается 8,24 кДж. Определить ∆Н0298образования СuО.

2. Вычислить ∆Н0 реакции 2Mg + CO2 = 2MgO + C

если ∆Н0(MgO) = -611 кДж/моль.

3. Исходя из теплот диссоциации Н2(436 кДж/моль) и О2 (498 кДж/моль) и теплоты образования Н2О (ж) вычислить атомарную теплоту образования воды и среднюю энергию связи Н—О.

4. Какой физический смысл имеет функция состояния системы — внутренняя энергия системы? Можно ли величину внутренней энергии измерить непосредственно опытным путем?

5. Укажите, какая из двух реакций будет протекать самопроизвольно:

а) Fе(к) + А12О3(к) = А1(к)+Fе203(к)

б) А1(к) + Fе2Оз(к) = Fе(к) + А12О3(к)

6. Предскажите знак изменения энтропии в следующих реакциях (проверьте предположения расчетом):

2(г)+02(г)=2Н20(г);

2(г)+02(г)=2Н20(ж);

N2(г)+3H2(г)=2NH3(г);

СаО(к) +СО2(г) =СаС03(к).

7. На основании значений ∆H0298 и S0298 реагирующих веществ вычислите ∆G0298 для следующих процессов:

а) S02(г) + ½ 02(г)  2S03(г)

б) СО (г) + Н20 (г)  С02 (г) + На (г)

в) H2(г) + ½ 02(г)  H20(г)

Укажите, в каком направлении эти реакции будут протекать, приближаясь к равновесию.

8. Вычислите значения ∆H0298 , ∆S0298, ∆G0298 для процесса

МеСО3 (к) = МеО (к) + СО2 (г)

и составьте ряд термической стабильности карбонатов MgCO3, ВаСО3, СаСО3. Как влияет на течение этих процессов температура?

Вариант 2.30.

1. Сожжены с образованием Н20(г.) равные объемы водорода и ацетилена, взятые при одинаковых условиях. В каком случае выделится больше теплоты? Во сколько раз?

2. Вычислить ∆Н0 реакции восстановления оксида цинка углем с образованием СО, если ∆Н0(ZnO) = -348 кДж/моль.

3. Энергии диссоциации Н2, С12 и теплота образования НС1 соответственно составляют 436, 243 и -92 кДж/моль. Вычислить атомарную теплоту образования НС1 и энергию связи Н-С1.

4. Когда изменение энтальпии ∆Н может служить критерием самопроизвольного процесса? Какой знак имеет ∆Н в этом случае?

5. Рассчитайте ∆G0298 реакций и укажите их направление:

NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(к),

NH3(г) + О2(г) = N2(г) + Н2О(г).

6. Вычислить изменение стандартной энтропии ∆S0298 для реакций:

а) Н2(г) + Вг2(г)=2НВг(г);

б) Н2(г)+Вг2(ж)=2НВг(г);

Как можно объяснить значительное различие в изменении энтропии для реакций а) и б)?

7. Вычислить ∆G0 для реакцииСаСОз(к.) = СаО(к.) + СО2(г.)

при 25, 500 и 1500°С. Зависимостью ∆H, ∆S оттемпературы пренебречь.

8. Какой из металлов: Mg, Ca, Zn или Cu – способен реагировать с водой? Составьте уравнения реакций, учитывая, что образуются гидроксиды и выделяется водород. Рассчитайте ∆G0298 реакций.

Тема 3
1   2   3   4   5   6   7   8   9


написать администратору сайта