МУ к ДЗ по курсу общей химии (В.И. Ермолаева - Методические указания к выполнению ДЗ), страница 5
Описание файла
Файл "МУ к ДЗ по курсу общей химии" внутри архива находится в папке "МУ к ДЗ по курсу общей химии". Документ из архива "В.И. Ермолаева - Методические указания к выполнению ДЗ", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "химия" из , которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "химия" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "МУ к ДЗ по курсу общей химии"
Текст 5 страницы из документа "МУ к ДЗ по курсу общей химии"
3.1. Первый закон термодинамики.
В задачах (370-394) определите стандартный тепловой эффект реакции при:
а) изобарном её проведении - r H 0298;
б) изохорном её проведении - rU 0298
(стандартные значения термодинамических функций приведены в приложении )
№ п/п | Уравнение реакции |
370 | 4HCl (г) +O2 (г) = 2H2O (г) + 2Cl2 (г) |
371 | CH4 (г) + 2O2 (г) = CO2 (г) + 2H2O (ж) |
372 | Fe3O4 (к) + 4CO (г) = 3Fe (к) + 4CO2 (г) |
373 | 3Fe3O4 (к) + 8Al (к) = 4Al2O3 (к) + 9Fe (к) |
374 | 3H2O (г) + 2Al (к) = Al2O3 (к) + 3H2 (г) |
375 | Fe3O4 (к) + 4H2 (г) = 3Fe (к) + 4H2O (г) |
376 | S (к)+ 2N2O (г) = SO2 (г) + 2N2 (г) |
377 | H2S (г) + Cl2 (г) = 2HCl (г) + S (к) |
378 | CO (г) + H2O (г) = CO2 (г) + H2 (г) |
379 | Fe2O3 (к) + 3CO (г) = 2Fe (к) + 3CO2 (г) |
380 | 2PbS (к) + 3O2 (г) = 2PbO (к) + 2SO2 (г) |
381 | CaCO3 (к) = CaO (к) + CO2 (г) |
382 | Fe (к) + H2O (г) = FeO (к) + H2 (г) |
383 | 2CO2 (г) = 2CO (г) + O2 (г) |
384 | Fe2O3 (к) + CO (г) = 2FeO (к) + CO2 (г) |
385 | PbO (к) + CO (г) = Pb (к) + CO2 (г) |
386 | C2H4 (г) + H2O (г) = C2H6O (г) |
387 | FeO (к) + Mn (к) = MnO (к) + Fe (к) |
388 | 2FeO (к) + Si (к) = 2Fe (к) + SiO2 (к) |
389 | FeO (к) + C (к) = Fe(к) + CO (г) |
390 | 3Fe2O3 (к) + H2 (г) = 2Fe3O4 (к) + H2O (г) |
391 | GeO2 (к) + 2Cl2 (г) + 2C (к) = GeCl4 (г) + 2CO (г) |
392 | CH4 (г) + H2O (г) = CO (г) + 3H2 (г) |
393 | WO3 (г) + 3H2 (г) = W (к) + 3H2O (г) |
394 | 2MoO2 (к) + 6CO (г) = Mo2C (к) + 5CO2 (г) |
В задачах (395-414) вычислите, сколько теплоты выделится при полном сгорании указанного количества вещества при стандартных условиях. Учтите, что в продуктах сгорания углерод находится в виде углекислого газа, водород – водяного пара, сера – сернистого газа, азот выделяется в свободном состоянии.
№ п/п | Вещество | Количество вещества | № п/п | Вещество | Количество вещества |
395 | CH4 | 3 моль | 405 | C6H5NO2 | 2 моль |
396 | C2H4 | 20 л | 406 | C5H5N | 10 моль |
397 | C2H2 | 5 м3 | 407 | CH4N2O | 3 м3 |
398 | C2H6 | 20 моль | 408 | C10H8 | 50 дм3 |
399 | C3H8 | 5 дм3 | 409 | CH4O | 4 моль |
400 | H2S | 8 моль | 410 | C3H6O | 6 м3 |
401 | CS2 | 40 л | 411 | C4H10 | 9 моль |
402 | C3H6 | 7 моль | 412 | CH3COOH | 40 л |
403 | C4H8 | 6 м3 | 413 | C2H5OH | 5 моль |
404 | CH2O | 25 л | 414 | CH4O | 80 м3 |
В задачах (415-427) по заданным термохимическим уравнениям рассчитайте стандартную энтальпию реакции образования указанного вещества из простых веществ.
№ п/п | Термохимические уравнения реакций r H o , кДж | Вещество |
415 | (I) 4As(т) + 3O2(г) = 2As2O3( r H oI = -1328 (II) As2O3(т) + O2(г) = As2O5(т); r H oII = -261 | As2O5 |
416 | (I) 2As(т) + 3F2(г) = 2AsF3(г); r H oI = -1842 (II) AsF5(г) = AsF3(г) + F2(г); r H oII = +317 | AsF5 |
417 | (I) 2С (т) + O2(г) = 2СO2(г); r H oI = -220 (II) СO(г) + F2(г) = COF2(г); r H oII = -525 | COF2 |
418 | (I) 2Сr(т) + 3F2(г) = 2СrF3(т); r H oI = -2224 (II) 2СrF3(т) + Cr(т) = 2CrF2(т); r H oII = -38 | CrF2 |
419 | (I) 2P(т) + 3Cl2(г) = 2PCl3(г); r H oI = -574 (II) PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г); r H oII = +88 | PCl5 |
420 | (I) 2Pb(т) + O2(г) = 2PbO(т); r H oI = - 438 (II) 2PbO2(т) = 2PbO(т) + O2(г); r H oII = +116 | PbO2 |
421 | (I) Zr(т) + ZrCl4(г) = 2ZrCl2(г); r H oI = +215 (II) Zr (т) +2Cl2(г) = ZrCl4(г); r H oII = + 867 | ZrCl2 |
422 | (I) 2ClF5(г) = Cl2F6(г) + 2F2(г); r H oI = +152 (II) Сl2(г) + 5F2(г) = 2ClF5(г); r H oII = - 478 | Cl2F6 |
423 | (I) Ce(т) + O2(г) = CeO(т); r H oI = - 1090 (II) 3CeO2(т) + Ce(т) = 2Ce2O3(т); r H oII = - 332 | Ce2O3 |
424 | (I) CuCl2(т) + Cu(т) = 2CuCl(т); r H oI = - 56 (II) Cu(т) + Cl2(т) = СuCl2(т); r H oII = - 216 | CuCl |
425 | (I) HgBr2(т) + Hg(ж) = Hg2Br2(т); r H oI = - 38 (II) HgBr2(т) = Hg(ж) + Br2(ж); r H oII = + 169 | Hg2Br2 |
426 | (I) Ir(т) + 2S(г) = IrS2(т); r H oI = - 144 (II) 2IrS2(т) = Ir2S3(т) + S(т); r H oII = + 43 | Ir2S3 |
427 | (I) 2Fe(т) + O2(г) = 2FeO(т); r H oI = - 532 (II) 4FeO(т) + O2(г) = 2Fe2O3(т); r H oII = -584 | Fe2O3 |
3.2. Второй закон термодинамики
В задачах (428-443) определите энтропию 1 моль газа при давлении P и стандартной температуре. Укажите, увеличивается или уменьшается энтропия вещества при изменении давления от стандартного к заданному. Значения энтропии при стандартных условиях возьмите из приложения, примите, что данные вещества подчиняются законам идеального газа.
№ п/п | Газ | P10-5, Па | № п/п | Газ | P10-5, Па |
428 | H2 | 3,039 | 436 | C2H4 | 0,601 |
429 | H2O | 10,130 | 437 | N2 | 0,507 |
430 | He | 1,519 | 438 | O2 | 0,840 |
431 | CH4 | 8,100 | 439 | F2 | 1,722 |
432 | CO | 0.405 | 440 | Cl2 | 1,925 |
433 | NO | 1,823 | 441 | Ne | 3,039 |
434 | CO2 | 1,317 | 442 | Ar | 2,533 |
435 | C2H6 | 0,709 | 443 | Kr | 1,013 |
В задачах (444-461) рассчитайте энтропию 1 моль вещества в двухкомпонентном растворе при известной массовой доле ω, полагая, что раствор является идеальным.
№ п/п
Вещество
ω,
%
Растворитель
№
п/п
Вещество
ω,
%
Растворитель
444
C
0,36
Fe
453
Cu
5,8
Sn
445
Al
13,5
Cu
454
Mn
1,3
Cu
446
Sn
4,5
Cu
455
Co
10,5
W
447
Cr
26
Ni
456
Fe
3,1
Ni
448
Zn
3,8
Cu
457
Ni
5,2
Cu
449
Be
2,7
Cu
458
Sb
15,7
Pb
450
Si
13,9
Fe
459
Rh
10,0
Pt
451
Si
17,5
Al
460
Ir
15,9
Pt
452
Al
1,8
Ni
461
Ag
12,5
Au
№ п/п | Вещество | ω, % | Растворитель | № п/п | Вещество | ω, % | Растворитель |
444 | C | 0,36 | Fe | 453 | Cu | 5,8 | Sn |
445 | Al | 13,5 | Cu | 454 | Mn | 1,3 | Cu |
446 | Sn | 4,5 | Cu | 455 | Co | 10,5 | W |
447 | Cr | 26 | Ni | 456 | Fe | 3,1 | Ni |
448 | Zn | 3,8 | Cu | 457 | Ni | 5,2 | Cu |
449 | Be | 2,7 | Cu | 458 | Sb | 15,7 | Pb |
450 | Si | 13,9 | Fe | 459 | Rh | 10,0 | Pt |
451 | Si | 17,5 | Al | 460 | Ir | 15,9 | Pt |
452 | Al | 1,8 | Ni | 461 | Ag | 12,5 | Au |
В задачах (462-480) рассчитайте энтропию каждого компонента в газовой смеси, подчиняющейся законам идеальных газов, и энтропию смеси.
№ п/п | 1-й компонент | 2-й компонент | 3-й компонент | |||
Символ | n 1, моль | Символ | n 2, моль | Символ | n 3, моль | |
462 | H2 | 1,0 | N2 | 2,0 | Ar | 5,0 |
463 | He | 1,5 | H2 | 2,5 | N2 | 4,0 |
464 | N2 | 2,0 | Ne | 3,0 | Kr | 3,0 |
465 | Ar | 3,5 | He | 2,0 | H2 | 2,5 |
466 | Ne | 2,0 | N2 | 1,5 | O2 | 3,5 |
467 | O2 | 1,5 | Ne | 1,0 | Ar | 2,5 |
468 | H2 | 2,0 | N2 | 3,0 | Ar | 4,0 |
469 | O2 | 1,0 | F2 | 2,5 | N2 | 4,5 |
470 | He | 2,0 | Cl2 | 3,0 | Ne | 1,5 |
471 | Ne | 2,5 | H2 | 2,0 | O2 | 3,5 |
472 | N2 | 3,0 | Kr | 2,0 | Ne | 2,0 |
473 | O2 | 2,0 | He | 1,5 | F2 | 3,5 |
474 | H2 | 1,0 | Ne | 3,0 | N2 | 5,0 |
475 | Kr | 0,5 | F2 | 2,5 | He | 2,5 |
476 | Ar | 2,0 | H2 | 1,0 | Ne | 1,5 |
477 | N2 | 3,5 | F2 | 1,5 | Kr | 2,0 |
478 | Ne | 1,5 | He | 2,5 | H2 | 3,5 |
479 | O2 | 2,0 | N2 | 2,0 | Ar | 4,0 |
480 | H2 | 1,0 | N2 | 3,0 | He | 2,0 |
В задачах (481-505) рассчитайте стандартное изменение энергии Гиббса r G T 0 и константу равновесия K0 при заданной температуре T. Укажите, в каком направлении протекает реакция при данной температуре и направление смещения равновесия при увеличении температуры. При обосновании направления смещения равновесия используйте уравнение изобары химической реакции.
№ п/п | Уравнение реакции | Т, К |
481 | 2H2(г) + CO(г) CH3OH(ж) | 390 |
482 | 4HCl(г) + O2(г) 2H2O(г) + 2Cl2(г) | 750 |
483 | 2N2(г) + 6H2O(г) 4NH3(г) + 3O2(г) | 1300 |
484 | 4NO(г) + 6H2O(г) 4NH3(г) + 5O2(г) | 1000 |
485 | 2NO2(г) 2NO(г) + O2(г) | 700 |
486 | N2O4(г) 2NO2(г) | 400 |
487 | S2(г) + 4H2O(г) 2SO2(г) + 4H2(г) | 1000 |
488 | S2(г) + 4CO2(г) 2SO2(г) + 4CO(г) | 900 |
489 | 2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г) | 700 |
490 | CO2(г) + H2(г) CO(г) + H2O(г) | 1200 |
491 | SO2(г) + Cl2(г) SO2Cl2(г) | 400 |
492 | CO(г) + 3H2(г) CH4(г) + H2O(г) | 1000 |
493 | 4CO(г) + SO2(г) S2(г) + 4CO2(г) | 900 |
494 | C2H5OH(г) C2H4(г) + H2O(г) | 400 |
495 | FeO(k) + CO(г) Fe(k) + CO2(г) | 1000 |
496 | WO3(k) + 3H2(г) W(k) + 2H2O(г) | 2000 |
497 | NH4Cl(k) NH3 + HCl | 500 |
498 | Mg(OH)2(k) MgO(k) + H2O(г) | 500 |
499 | H2O(г) + C(графит) CO(г) + H2(г) | 1000 |
500 | PbO2(к) + C(графит) Pb(к)+ CO2(г) | 1000 |
501 | MnO2(k) + 2H2 Mn(k) + 2H2O(г) | 1000 |
502 | 3Fe(к)+ 4H2O(г) Fe3O4(к) + 4H2(г) | 1000 |
503 | C6H6(г) + 3H2(г) C6H12(г) | 600 |
504 | NiOH2(k) NiO(k) + H2O(г) | 500 |
505 | 2CrCl3(k) 2CrCl2(k) + Cl2(г) | 500 |
В задачах (506-513) для газофазной реакции А + В = С +D рассчитайте константу равновесия при температуре Т и равновесный состав системы при этой температуре, если известны r G 0 T и начальные концентрации исходных веществ С 0. Концентрация продуктов реакции в начальный момент равна нулю.
№ п/п | Т, К | r G 0 T , кДж/моль | С 0, моль/л | № п/п | Т, К | r G 0 T , кДж/моль | С 0, моль/л | ||
А | В | А | В | ||||||
506 | 400 | - 14,1 | 1 | 1 | 514 | 600 | - 1,6 | 1 | 1 |
507 | 800 | - 13,8 | 1 | 2 | 515 | 800 | - 3,6 | 1 | 1 |
508 | 400 | - 7,5 | 1 | 1 | 516 | 1000 | - 5,7 | 1 | 1 |
509 | 800 | - 6,7 | 1 | 2 | 517 | 400 | - 10,1 | 1 | 1 |
510 | 600 | - 6,0 | 1 | 1 | 518 | 600 | - 9,2 | 1 | 2 |
511 | 1000 | - 20,5 | 2 | 1 | 519 | 800 | - 8,5 | 2 | 2 |
512 | 600 | - 25,4 | 2 | 1 | 520 | 1000 | -18,5 | 3 | 1 |
513 | 800 | - 28,5 | 3 | 1 | 521 | 700 | - 4,6 | 2 | 1 |
В задачах (522-536) для данной гомогенной реакции А + В С +D определите температуру, при которой наступает равновесие. Температурной зависимостью r H 0 и r S 0 можно пренебречь. Рассчитайте равновесный состав системы при этой температуре, если известны начальные концентрации исходных веществ C0 (продукты реакции в начальный момент времени отсутствуют).
№ п/п | Уравнение реакции | С 0, моль/л | |
А | В | ||
522 | CO (г) + Cl 2 (г) = COCl2 (г) | 1 | 1 |
523 | CO (г) + ½ O 2 (г) = CO 2 (г) | 1 | 0,5 |
524 | NO (г) + ½ O 2 (г) = NO 2 (г) | 1 | 0,5 |
525 | CH 4 (г) + CO 2 (г) = 2 CO (г) + 2 H 2 (г) | 1 | 1 |
526 | CCl4 (г) + H2O (г) = COCl 2(г) +2 HCl (г) | 1 | 1 |
527 | CO (г) + 2 H 2(г) = CH 3 OH (г) | 0,5 | 1 |
528 | SO 2 (г) + Cl 2(г) = SO 2 Cl 2(г) | 0,5 | 0,5 |
529 | C 2 H 2(г) + N 2(г) = 2 HCN(г) | 1 | 1 |
530 | C 2 H 6(г) = C 2 H 4 (г) + H 2(г) | 1 | - |
531 | CO (г) + NO (г) = CO 2 (г) + ½ N 2 (г) | 0,5 | 0,5 |
532 | CH 4(г) + CH3Cl(г) = C2 H6(г) + HCl(г) | 1 | 1 |
533 | PCl 5(г) = PCl 3(г) + Cl 2(г) | 0,5 | - |
534 | CO 2 (г) + H 2 (г) = HCOOH (г) | 0,2 | 0,2 |
535 | CF2Cl 2 (г) = C 2 F 4 (г) + 2 Cl 2 (г) | 1 | - |
536 | 2 CH 4 (г) = C 2 H 2 (г) + H 2 (г) | 0,5 | - |
В задачах (537-556 ), используя уравнение температурной зависимости константы равновесия , рассчитайте константу равновесия Кр при стандартной температуре Т1 = 298К и при заданной температуре Т2. Укажите, в каком направлении смещается равновесие реакции при повышении температуры. Рассчитайте константу равновесия Кс при стандартной температуре.
№ п/п | Реакция | T2, K | a | b | c | d |
537 | 2H2 + CO CH3OH | 800 | 3724 | -9,13 | 30,8 ·10-4 | 3,401 |
538 | 4HCl + O2 2H2O + 2Cl2 | 750 | 5750 | -2,13 | -8,57 ·10-4 | -4,710 |
539 | -NH4Cl(к) NH3(г) + HCl(г) | 455 | -9650 | 1,83 | -32,4 ·10-4 | 28,239 |
540 | 2N2 + 6H2O 4NH3 + 3O2 | 1300 | -66250 | -1,75 | 0 | -10,206 |
541 | 4NO + 6H2O 4NH3 + 5O2 | 1000 | -47500 | -1,75 | 0 | -13,706 |
542 | 2NO2 2NO + O2 | 700 | -5749 | 1,75 | -5,0 ·10-4 | 7,899 |
543 | N2O4 2NO2 | 400 | -2692 | 1,75 | -4,8 ·10-4 | 1,944 |
544 | Mg(OH)2 MgO + O2 | 500 | -4600 | 0,623 | -10,0 ·10-4 | 17,776 |
545 | CaCO2 CaO + CO2 | 1000 | -9680 | -1,38 | -2,19 ·10-4 | 17,756 |
546 | Ca(OH)2 CaO +CO2 | 500 | -5650 | 0,67 | 4,14 ·10-4 | 9,616 |
547 | S2 + 4H2O 2SO2 + 4H2 | 1000 | -13800 | -0,88 | 26,7 ·10-4 | 8,386 |
548 | S2 + 4CO2 2SO2 + 4CO | 900 | -23000 | 4,34 | -16,2 ·10-4 | 2,576 |
549 | 2SO2 + O2 2SO3 | 700 | 10373 | 1,222 | 0 | -18,806 |
550 | SO2 + Cl2 SO2Cl2 | 400 | 2250 | -1,75 | 4,55 ·10-4 | -7,206 |
551 | CO + 3H2 CH4 + H2O | 1000 | 9874 | -7,14 | 18,8 ·10-4 | -1,371 |
552 | 4CO + 2SO2 S2 + 4CO2 | 900 | 23000 | -4,34 | 0 | -2,576 |
553 | COCl2 CO + Cl2 | 400 | 5020 | 1,75 | 0 | 3,748 |
554 | CO2 + H2 CO + H2O | 1200 | -2203 | 0 | -0,52 ·10-4 | 2,300 |
555 | CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O | 1000 | 7674 | -6,23 | 9,06 ·10-4 | -1,291 |
556 | 2CO2 2CO +O2 | 700 | 29500 | 1,75 | -12,15 ·10-4 | 3,290 |
В задачах (557-580) определите, при какой температуре в системе устанавливается химическое равновесие, укажите, используя уравнение изобары химической реакции, в каком направлении протекает реакция при температуре, отличающейся от равновесной в большую или меньшую сторону
№ п/п | Уравнение реакции |
557 | CH4 (г) + CO2 (г) CH3COOH (ж) |
558 | 2H2 (г) + CO2 (г)HCOH (ж) + H2O (ж) |
559 | CO2 (г) + H2 (г) HCOOH (ж) |
560 | 2SO2 (г) + O2 (г) 2SO3 (г) |
561 | CO (г) + 2H2 (г) CH3OH (г) |
562 | Ca(OH)2 (к) CaO (к) + H2O (г) |
563 | CaCO3 (к) CaO (к) + CO2 (г) |
564 | NH4Cl (к) NH3 (г) + HCl (г) |
565 | H2 (г) + Cl2 (г) 2HCl (г) |
566 | O2 (г) 2O (г) |
567 | CO2 (г) + H2 (г) CO (г) +H2O (г) |
568 | 2CO (г) + O2 (г) 2CO2 (г) |
569 | 2H2 (г) + O2 (г) 2H2O (г) |
570 | N2 ( г) 2N (г) |
571 | 2NO (г) N2 (г) + O2 (г) |
572 | CH4 (г) + H2O (г) CO (г) + 3H2 (г) |
573 | CH4 (г) + CO2 (г) 2CO (г) + 2H2 (г) |
574 | 2CH4 (г) C2H2 (г) + 3H2 (г) |
575 | F2 (г) 2F(г) |
576 | Cl2 (г) 2Cl (г) |
577 | HCl (г) H (г) + Cl (г) |
578 | HF (г) H (г) + F (г) |
579 | 2HCl (г) + F2 (г) 2HF (г) + Cl2 (г) |
580 | C2H6 (г) C2H2 (г) + 2H2 (г) |
Раздел 4. Химическая кинетика