ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

При решении задач используйте данные таблицы 1 (Приложение 1).

1. Что представляет собой тепловой эффект реакции и от каких факторов зависит его величина? Какие уравнения реакций называются термохимическими?

а) Вычислите стандартное изменение энтальпии реакции восстановления оксида железа (III) алюминием. Чему равна масса образовавшегося железа, если в результате реакции выделилось 30000 кДж теплоты?

2. Что характеризует и как рассчитывается изменение энергии Гиббса химической реакции?

а) Определите, при какой температуре константа химического равновесия в системе

4НС1_(г) + О_{2 (г)} ↔ 2Н₂О _(г) + 2С1_{2 (г)}

равна единице.

Сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях.

3. Какие условия называются стандартными? Что понимают под стандартным состоянием вещества? Приведите примеры веществ в их стандартных состояниях.

а) Вычислите стандартное изменение энергии Гиббса реакции:

Fe₃O_{4 (к)} + 4CO _(г) ↔ 3Fe _(к) + 4CO_{2 (г)} .

Сделайте вывод о возможности ее самопроизвольного протекания при стандартных условиях. Рассчитайте, при какой примерно температуре эта реакция становится термодинамически возможной.

4. Используя какие термодинамические данные, можно рассчитать тепловой эффект химической реакции? Зависит ли его величина от способа расчета?

а) Можно ли получить карбонаты бериллия, кальция и бария взаимодействием кристаллических оксидов указанных металлов с оксидом углерода(IV) при стандартных условиях? Ответ подтвердите соответствующими расчетами. Какая из возможных реакций осуществляется в указанных условиях наиболее энергично?

5. От каких факторов зависит величина теплового эффекта реакции?

а) Рассчитайте стандартные изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса реакции:

3N₂O _(г) + 2NH_{3 (г)} → 4N_{2 (г)} + 3H₂O _(г).

Определите температурные условия осуществления данного процесса.

6. Что представляет собой внутренняя энергия системы? Как связано ее изменение с тепловыми эффектами реакций при постоянном давлении и при постоянном объеме системы?

а) Стандартное изменение энтальпии реакции

2Fe(OH)_{3 (k)} → Fe₂O_{3 (k)} + 3H₂O _(г)

равно 105,54 кДж. Рассчитайте стандартное изменение энтальпии образова­ния кристаллического Fe(OH)_{3 (k).} Чему была равна масса указанного гидроксида, если при его дегидратации поглотилось 73,88 кДж теплоты?

7. Сформулируйте закон Гесса и следствия из него.

а) Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа(II) водородом исходя из термохимических уравнений:

FeO _(к) + СО _(г) = Fe _(к) + СО_{2 (г)}; Δ Н = – 13,18 кДж;

СО _(г) + ½ О_{2 (г)} = СО_{2 (г)}; Δ Н = – 283,0 кДж;

Н_{2 (г)} + ½ О_{2 (г)} = Н₂О _(г); Δ Н = – 241,83 кДж.

8. Что представляет собой стандартная энтальпия образования вещества? От каких факторов зависит ее величина?

а) Вычислите тепловые эффекты реакций горения метана и этана в кислороде:

2C₂H_{6 (г)} + 7О_{2 (г)} → 4СО_{2 (г)} + 6Н₂О _(г),

CH_{4 (г)} + 2О_{2 (г)} → СО_{2 (г)} + 2Н₂О _(г) .

Какой объем эквимолярной смеси (н. у.) указанных алканов необходимо сжечь для получения 20000 кДж теплоты?

9. Охарактеризуйте влияние энтальпийного и энтропийного факторов на возможность осуществления процесса.

а) Рассчитайте, при какой температуре константа химического равновесие в системе 2H₂O _(г) ↔ 2Н_{2 (г)} + О_{2 (г)} равна единице?

0. Не проводя расчетов, определите знак изменения энтропии в ходе следующих процессов: а) плавление льда; б) испарение спирта; в) растворение серы в бензоле; г) конденсация паров ацетона; д) полимеризация этилена; е) превращение графита в алмаз; ж) расширение газа при выпускании его из баллона.

а) Вычислите стандартное изменение энергии Гиббса реакции:

4Fe(OH)_{2 (к)} + O_{2 (г)} + 2H₂O _(ж) → 4Fe(OH)_{3 (к)}.

Поиск по сайту: