задачник. Министерство образования республики беларусь учреждение образования

• Название: Министерство образования республики беларусь учреждение образования
• Анкор: задачник.docx
• Дата: 17.11.2017
• Размер: 192.54 Kb.
• Имя файла: задачник.docx
• Тип: Методическая разработка; #10273
• страница: 3 из 4

ТЕМА 2. ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

1. Определить изменение энтропии и изобарно-изотермического потенциала при стандартных условиях для реакции:

Fe₃0₄ + СО = ЗFeО + С0₂если стандартные энтропии FeO,CO₂, Fe₃0₄ СО соответственно равны: 58,79; 213,6; 151,46; 197,4 Дж/мольК, а стандартные величины равны: -216,0; -394,89; -1010; -137,4 кДж/моль. Возможен ли данный процесс при стандартных условиях?

Ответ:

2. Определите изменение изобарно-изотермического потенциала для реакции Ni + 2Н₂О(_Ж) ⁼ NH₄NO₂ и дайте заключение о возможности ее протекания при стандартных условиях, если G°(H₂0(ж))= -237,5 кДж/моль и G°(NH₄N0₂)=+115,94 кДж/моль.

Ответ: 590,94 кДж/моль

3. Вычислите стандартное изменение изобарного потенциала Δдля реакции хлорирования метана СН₄ + Сl₂ = СНзС1_(г) + НС1, используя табличные значения ΔН и ΔS для всех веществ, участвующих в данной реакции.

Ответ: -102,73 кДж/моль

4. Вычислите стандартное изменение изобарного потенциала язя реакции горения ацетона СНз-СО-СНз_(г), ⁺ 40₂= ЗСО₂ + ЗН₂О_ж). Необходимые величины энтальпии и энтропии реагирующих веществ возьмите из справочника.

Ответ: -1742,9 кДж/моль

5. Выясните возможность получения металлического кадмия из сульфида кадмия (II) восстановлением оксидом углерода (II) по реакции:

2CdS (кр.) +2СO (г.)=CO₂ (г.)+СS₂ (г.)+2Сd

Ответ: реакция протекать не может.
6. Установлено, что химические процессы, для которых , можно использовать в химической технологии. Определите температурные границы технологического использования реакции:

C₂H₆ (г.)=С₂H₄ (г.)+H₂ (г.)

Ответ: 868
7. Пользуясь зависимостью: (Дж/моль)

Справедливой для неполярных веществ, и принимая пар за идеальный газ, рассчитайте теплоту, работу и изменения энтропии, энтальпии и внутренней энергии при испарении 1 моль нижеприведенных веществ при нормальном давлении:

а) изопрен, б) бензол, в) циклогексан, г) гексан, д) стирол,

Ответ: для а) 25,87 кДж; 2,55 кДж; 84,21 Дж/К; 25,87 кДж; 23,32 кДж.

8. Рассчитайте ΔG, если температура кипения 351 К для процессов:

C₂H₆O (ж, Р=1,01∙10⁵Па)= C₂H₆O (г, Р=9,09∙10⁴Па),

C₂H₆O (ж, Р=1,01∙10⁵Па)= C₂H₆O (г, Р=1,01∙10⁵Па),

C₂H₆O (ж, Р=1,01∙10⁵Па)= C₂H₆O (г, Р=1,11∙10⁵Па).

Ответ: -307,46Дж/моль, 0, 275,5 Дж/моль

9. Вычислить изменение изобарного потенциала для процесса перехода 1 мольжидкого бензола при температуре кипения 80,1°С и давлении P₁ в газообразный при Р₂ и обратно для трех случаев: 1) P₁ = 1,013∙10⁵ н/м²и Р₂=9,11∙10⁴ н/м²; 2) P₁=1,013∙10⁵ н/м²и Р₂ = 1,013∙10⁵ н/м²; 3) Р₁ = 101,3∙10⁵ н/м² и Р₂= 1,114∙10⁵ н/м².

Ответ: -311,56;0;-13240,27

10-15.Найти изменение изобарного потенциала при сжатии 1 моль указанной жидкости от P₁ до Р₂ при 0°С. Сжимаемостью жидкости в указанном интервале давлений пренебречь.

Номер Задачи	Жидкость	Плотность г/см3	Давление, н/м2∙
10	Четырёххлористый Углерод	1,633	1,013	10,13
11	Анилин	1,039	0,506	4,05
12	Нитробензол	1,223	1,013	6,078
13	Хлорбензол	1,128	1,216	9,72
14	Хлороформ	1,526	1,013	8,10
15	Бензол	0,879	1,013	5,065

Ответ: 85,98 Дж; 31,72 Дж; 50,94 Дж; 84,81 Дж; 7,087 Дж; 35,96 Дж

16. При 25°С энтропии ромбической и моноклинической серы соответственно равны 31,88 и 32,55 дж/г∙атом∙град,а теплоты образования равны 0,00 и 0,30 кдж/г∙атом.Рассчитать ΔG и ΔF для процесса при 25°С. Пренебречь приближенно различием плотностей обеих модификаций серы. Какая из двух модификаций серы является более устойчивой при 25°С? Дайте приближенную оценку температуры перехода, при которой обе модификации серы находятся в равновесии, принимая для ΔS и ΔH значения при 25°С.

Ответ:100,34 Дж/г∙атом

17-25. Найти ΔG и ΔF химических реакций из электрохимических данных. Изменением объемов твердых и жидких веществ при реакции пренебречь.

Номер задачи	Реакции	Температура	Э.Д.С.,в
17	Ag + 1/2 Cl2 (г) = AgCl (т)	17	1,132
18	2Hg + Cl2 (г) = Hg2Cl2 (т)	25	1,085
19	AgCl + 1/2 H2 = Ag + HC1 aq	25	0,224
20	Zn + Cl2(г) = ZnCl2 aq	25	2,123
21	Cu + Cl2 (г) = CuCl2 aq	25	1,023
22	Cd + Cl2 (г) = CdCl2 aq	25	1,763
23	Cu + 1/2 Cl2 (г) = CuCl (т)	25	0,839
24	Co (т) + Cl2 (г) =CoCl2 aq	25	1,637
25	Sn + Cl2 (г) = SnCl2 aq	25	2,496

Ответ: 34) -109,24 кдж/моль, -106,83 кдж/моль; 35) -209,4 кдж/моль, -206,92 кдж/моль; 36) -21,62 кдж/моль, -19,136 кдж/моль; 37)-409,74 кдж/моль, -407,26 кдж/моль; 38) -197,44 кдж/моль, -194,96 кдж/моль; 39)-340,26 кдж/моль, -337,78 кдж/моль; 40) -80,96 кдж/моль, -78,48 кдж/моль; 41)-315,94 кдж/моль, -313,46 кдж/моль; 42)-481,73 кдж/моль, -479,25 кдж/моль

26—33. Вычислить изменения изобарного потенциала при изотермном сжатии газа от Р₁до Р₂;газы считать идеальными.

Номер задачи	Газ	Количество газа	Тем пе рату ра	Давление, н/м2∙
26	Кислород	0,005 м3	0	0,1013	1,013
27	Азот	7 г	27	0,506	3,04
28	Хлор	0,002 м3	25	1,013	10,13
29	Водород	0,01 м3	100	0,506	5,065
30	Кислород	20 г	25	1,013	15,20
31	Фосген	0,01 м3	20	1,013	10,13
32	Окись углерода	0,003 м3	25	0,1013	2,026
33	Сероводород	0,001 м3	25	1,013	2,026

Ответ:; ;;;;;

34. Определить изменение изохорного потенциала и внутренней энергии при обратимом испарении 1 мольброма при давлении 1,013∙10⁵ н/м² и температуре кипения —7,3° С. Теплота испарения брома равна 31,0 кдж/моль.

Ответ: 28,79;-2,21 кдж/моль

35. Вычислить реакции разложения С₄Н₁₀₄(г) = С₃Н₆(г) + СН₄(г) при 25 °С, если теплоты образования С₄Н₁₀, C₃H₆, CH₄ равны соответственно: 125,1; 20,4; -74,83 кДж, а энтропии их равны соответственно: 310,04; 266,87; 186,14 Дж/мольК.

Ответ:

36. В каком направлении может протекать реакция крекинга циклогексана при 727 °С С ₆Н₁₂ ⁼ ЗС₂Н₄, если при данной температуре G°( (С₆Н₁₂)=402,2 кДж/моль, a G°(C₂H₄)= 114,0 кДж/моль.

Ответ: -60,2 кДж/моль

37. Почему синтез аммиака по реакции N₂ (г.)+3H₂ (г.)=2NH₃ (г.)

стремятся вести при более низкой температуре?

Ответ: так как кДж/проб и Дж/K∙проб

38. Определить: ΔU,ΔH,ΔS процесса:

1 моль H₂O (ж; 20; 1 атм.) 1 моль H₂O (г; 2501 атм.)

Энтальпия испарения воды при 100 равна 40655 Дж/моль. Теплоёмкость жидкой и парообразной воды равна:

С_р(ж)=75,30 Дж/моль∙К

С_р(г)= 30,00+10,71∙10^-3T-0,33∙10⁵T^-2 Дж/моль∙К

Ответ: 138,92 Дж/моль∙К; 51925 Дж/моль

39. Один моль двухатомного идеального газа, взятый при 25 и 1 атм., нагревается при постоянном давлении, пока объём не возрастёт втрое. Рассчитать Q, A, ΔH, ΔU и ΔS процесса.

Ответ: 4957,6

40. В одном сосуде находится кислород, а в другом – азот. Эти сосуды соединены трубкой с краном. При открывании крана происходит изотермическое смешение газов при 25:

0,2 моль O₂ (0,2 атм.) + 0,8 моль N₂ (0,8 атм.)→смесь газов

а) Рассчитать общее давление смеси газов; б) Чему равны Q, A, ΔU, ΔS, ΔH и ΔG для процесса смешения; в) Чему были бы равны Q и A, если бы смешение газов протекало обратимо и изотермически при 25

Ответ: Q=A=ΔU=ΔH=0; -1717,344; 1717,344

41. В основу современного производства азотной кислоты положена реакция: 4NH₃ (г.)+5O₂ (г.)=4NO (г.)+6H₂O (г.) стремятся вести при более низкой температуре?

Выяснить влияние изменения температуры на протекание этого процесса.

Ответ: благоприятствует условие ΔT, так как кДж/проб и Дж/K∙проб

42. Почему повышение температуры препятствует протеканию реакции:

2NO (г.)+O₂ (г.)=2NO₂ (г.), а понижение- способствует?