Ю.М. Коренев и др. - Задачи и вопросы по общей и неорганической химии с ответами и решениями (1114426), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Суммировав две реакции, получаем энтальпию испарения Са(ОН)2(кр.) = СаО (кр.) + Н20(г.) СаО(кр.) + Н20(ж.) = Са(ОН)2(кр.) — и гзН298 14-ггН298 Н20(ж.) = Н20(г.) ~исп Н298 »аж Нздв =гь 2Нздв г»„,Н298 = 43уН298[Са(ОН)2(кр )] — ЬуН298[СаО (кр')] ~1уНгдв[Н20(ж.)] — У3г»Нгдв = — 985,6 — ( — 634,9) — ( — 285,5) — (-109,1) = 43,9 кДж ~исп сУ298 [Н20 (ж.)) = ~испН298 — УНТ = =43,9-1 8,314 0,298=41,4кДж 3.1.14.
По реакции горения аммиака находим ЬуН298[ННз(г.)]: У3гН~98 — — 1,543уНщв[Н20(ж.)] — 43уН~98[1ЧНз(г.)] Отсюда "4уН298[49Нз(г.)] = (1>5»-гуН298[Н20(ж.)! — 42, Нздв)у1 = 1,5 ( — 285,8) — ( — 382,1) = — 46,6 кДж ° моль ' Запишем реакцию растворения аммиака: ННз(г ) + аЧ = ХНз(Р-Р) 3.1.11. СН» (г.) + 202 (г.) = СОг (г.) + 2Н20 (ж.) Ь Нзда = ЬуН298[С02 (г )] + 2ЬуНйдв[Н20 (ж )) 42гуН298[СН» (г )! 86 Глава 5.
Ответы и решения Ь Нгдц = ЬуНгдв[ХНз(р р)] ЬуН~~дв[МНз(г )] = — 81,3 — (-46,6) = — 34,7 кДж 3.1.15. ЬтНгдв — — 2ЬуНгдв[СНц(г.)]+2ЬуН~дв[СгНг(г.)] — ЗЬуНгдв[СгНц(г.)] ~атомизН2 дв (С) 2Ен-н — 4Ес-н С(кр.) -+ С(г.) 2Нг(г.) -д 4Н(г.) С(г.) + 4Н(г.) -+ СНц(г) Ь у Нг де [СН4 (г')] С(кр.) + 2Нг(г.) = СН4(г.) Д Н' [СН4(г.)] = Ь мизНогдв(С)+2Ен и — 4Ес-и = = 714,78+2 431,63 — 4 413„82 = = — 77,24 кДж ° моль г Ь|Н;„[СгНц(г)] 2С(кр.) + 2Нг(г) = СгН4(г.) ~Лздв[СгНц(г.)] = 2йатомизНгдв(С) + 2Ен н — Ес — с — 4Ес н = = 2 .
714,78+ 2 431,63 — 585,20 — 4 ° 413,82 = = 52,34кДж. моль ' Ьу Нгдв [Сг Нг (г.)] 2С(кр.) + Нг(г.) = СгНг(г.) ЬуНгдв[СгНг(г.)] = 2ЬатомизНгдв(С) + Ен — н — Ес=с — 2Ес и = = 2 - 714,78 + 431,63 — 806,74 — 2 413,82 = = 226,81 кДж моль ЬНгдв — — 2 ( — 77,24)+2 226,81 — 3 52,34= 142,12кДж та,Нгдв > О, реакция эндотермическая. 2С(кр.) -+ 2С(г.) 2С(г.) -д С=С 2Нг(г.) — ц 4Н(г.) С=С + 4Н(г.) -+ СгН4(г.) 2С(кр.) -+ 2С(г.) 2С(г.) -+ С=С Нг(г.) -+ 2Н(г.) Сцл С + 2Н(г.) -+ СгНг(г.) 2 ГзатомизНгдв (С) — Ес-с 2Ен-н — 4Ес-н 2~1атом изНгдв (С) Ес=с Ен-н 2Ес — н 88 Глава 5. Ответы н решения Ьдаснзвв(Х2) 2 1~~~нзвв(Нз) -Еи-и — 4Еи-и Хз(г.) + 2Нз(г.) = ХзНа(г.) уз у Нзвв (Хз На) Уаунзвв(Хзна) = Узваснзвв(Хз) + 2Ьваснзвв(Нз) — Еи и — 4Еи-и = = 940,50+ 2 431,63 — 112,86 — 4 388,74 = = 135,94кДж моль ' г) Ь„нзвв = 1 135,94 — 2 ( — 48.52) = 232,98 кДж 3.1.18.
а) гз„нзвв — — узунззв (СНзС1) + азунзвв(НС!) — Ьунзвв(сна) б) Ьунзовв(сна) = — 77,24 а~Дж моль а (см. 3.1.15). в) 0,5Нз(г.)ат Н(г.) 0,5С1з(г.) = С1(г.) Н(г.) + С1(г.) = НС1(г.) 0,5Нз(г.) + 0,5С!з(г.) = НС1(г.) Уз у Н;„(НС!) Ьун~вв(НС!) = 0,5Ен-и+ 0,5Ес~-с~ — Ен-с1 = — 92,26кДж моль ' ~атомазнзвв (С) 1,5Ен-н 0 5Ес~-с1 — ЗЕс-и — Ес-с1 С (граф.) + 1,5Нз(г.) + 0,5С!з(г.) = СНзС1(г.) Ьунзвв(снес!) У1уН;„(СнзС!) = = сЗатомаанзвв(с) + 1~5Ен-и + ОьбЕс1-с~ ЗЕс-и Ес-с1 = = — 52,71кДж-моль а д) аа„нззв —— -52,71 — 92,26 — ( — 77,24) = — 67,73 кДж 3.1.19. уЗ,Нзвв горения 1 моль гидразина: ХзНа(ж.) + Оз(г.) = Хз(г.) + 2НзО(г.) азтнззв = 2Ьун~вв[НзО(г.)] — Ьунрвв[ХзНа(ж.)] = = 2 ( — 241,8) — 1 50,4 = — 534,0кДж При сгорании 1 г гидразина выделяется 16,7 кДж.
в) Хз(г.)сс 2Х(г.) 2Нз(г.) = 4Н(г.) 2Х(г.) + 4Н(г.) = ХзНа(г.) г) С(граф.) = С(г.) 1,5Нз(г.) = ЗН(г.) 0,5С!з(г.) = С!(г.) С(г.) + ЗН(г.) + С!(г.) = СНзС!(г.) 0 5Ен-и 0,5Ес~ д — Ен-с| 3. Химическая термодинамика 89 |5„Нзвв горения 1 моль борана: ВвНв(г.) + 60з(г.) = 2,5ВзОз(кр.) + 4,5НзО(г.) св Нгвв = = 2,5ЬуНзвв[ВзОз(кр )] + +4,5Ь7Нзвв[НзО(г.)! — |з|Н~вв[ВвНв(г.)! = = 2,5 . ( — 1273,8) + 4,5 ( — 241,8) — 1 62,5 = — 4335,1 кДж При сгорании 1 г борана выделяется 68,7 кДж. Итак, больше энергии выделяется при сгорании 1 г борана. Следовательно, лучше использовать для ракетных двигателей это топливо. При окислении 0,4 г СзНвОН |)тНзвв = [2'( 3935)+3'( 2858) — ( — 277,6)] 0,4(46= — 11,9кДж При окислении 1 г СвНгзОв. |5тНзвв = [6'( 3935)+б'( 2858) ( 1260)]'1/180= -15,бкДж Человек получит больше энергии, если он сьест 1 г конфет.
3.1.21. Составим термохимический цикл: квтНзвв) «Дж 1) М8(кр.) + 0,50з(г.) = М80(кр.) — 601,8 2) Нз(г.) + Хз(г.) + 30г(г.) = 2Н+(р-р) + 2ХОз (р-р) 2 ( — 207,5) 3) М80(кр.) + 2Н+(р-р) + 2ХОз (р-р) = = Мй(ХОз)г(кР.) + НзО(г.) 4) 5Нз(г.) + 2,50з(г.) = 5НзО(ж ) 5) НзО(г.) = НзО(ж.) 6) М8(ХОз)з(кР.) + 6НзО(ж.) = Мй(ХОз)з . 6НзО(кР.) 291,6 5 ( — 285,8) -44,0 -301,4 Мй(кр.) + бНг(г.) + Хз(г.) + 60з(г.) = = Мб(ХОз)з 6НзО(кР.) |5|Нзвз[М8(ХОз)з 6НзО] 3.1.20.
Организм человека получает энергию в результате реакций окисления пищевых продуктов. Для ответа необходимо сравнить энтальпии двух реакций: СзНвОН(ж.) + 30з(г.) = 2СОз(г.) + ЗНзО(ж.) (1) СвНззОв(кр.) + 60з(г.) = 6СОз(г.) + 6НзО(ж,) (2) Ь,1Нзвв = 2Ь7Н [СОз(г.)) + ЗЬуН' [НзО(ж.)! — ЬуН' [СзНвОН(ж.)! Ь зНзвв = 6йгН,'вв[СОз(г )! + 6ЬуН~вв[НзО(ж.)! — |з|о~вв[СвНзгОв(кр.)! 90 Глава 5. Ответы и решения Ь|Н~дз[МЯ(ХОз)г 6НзО] = = [ — 601,8 — 2 207,5 + 291,6 + 5 . ( — 285,8) — 44,0 — 301,4]/1 = = — 2499,бкДж моль ' 10НзО(кр.) 2Ха(кр.) + Я (ромб.) + 70з(г.) + 10Нз(г.) = = ХазЯО4 10НзО(кр.) гз!Нздз [ХазЯОд 10НзО] ЬтН [ХазЯОд ° 10НзО]— = [-2 209 — 297 — 98 — 452 — 10 ° 242 — 10 ° 44 — 82]/1 = = -4207 кДж.
моль НзО(ж.) 73„Н~дз — — 296 9+983+ 2. 2418+2 440+1303 — 11280= — 309кДи 3.1.24. Составим термохимический цикл: Ь„Нздз, «Дж 1) Мб(кр.) + 2Н+(р-р) = Нз(г.) + М8~~(р-р) -467,0 2) Нз(г.) + Хз(г.) + 30з(г.) = 2Не(р-р) + 2ХОз (р-р) 2- ( — 207,5) 3) М8~+(Р-Р) + 2 ХОз (Р-Р) + б НзО(ж.) = = Мб(ХОз)г 6НзО(кр.) 97,2 3.1.22. Составим термохимический цикл: 1) 2Ха(кр.) + 0,50з(г.) = ХазО(кр.) 2) Я (ромб.) + Ог(г.) = ЯОз(г.) 3) ЯОз(г.) + 0,50з(г.) = БОз(кр.) 4) ХазО(кр.) + БОз(г.) = ХазЯ04(кр.) 5) 10Нз(г.) + 50з(г) = 10НзО(г.) 6) 10НзО(г.) = 10НгО(ж.) 7) ХазБОе(кр.) + 10НзО(ж.) = ХазЯОд 3.1.23.
Составим термохимический цикл: 1) ЯОз(г.) = Я (ромб.) + Оз(г.) 2) ЯОз(г.) = БОз(г.) + 0,50з(г.) 3) 2НзО(г.) = 2Нз(г.) + Оз(г.) 4) 2НзО(ж.) = 2НзО(г.) 5) НзЯО4(ж.)= ЯОз(г.) + НзО(ж.) 6) 2Нз(г.) + 2,50з(г.) + Я(ромб.) = НзБОз НзБО4(ж.) + НзО(ж.) = НзБО4 НзО(ж.) 73е Нз де кДж 2 - ( — 209) — 297 -98 — 452 10 ° (-242) 10 ( — 44) -82 ~еН2дз~ кДж 296,9 98,3 2 241,8 2 44,0 130,3 -1128,0 3. Химическая термодинамика 91 4) 6Нг(г.) + 30г(г.) = 6НгО(г.) 5) 6НгО(г.) = бНгО(ж.) б ° ( — 241,8) б ( — 44,0) Мб(кР.) + Хг(г.) + 6Нг(г.) + 60г(г.) = = М8(ЯОз)г .
6НзО(кр.) ~.'зуНгдв [Мб(НОз)г 6НгО) ЬУНгдв(548(ЖОз)г 6НгО) = = [ — 467,0 + 2 . ( — 207,5) + 97,2 + б ( — 241,8) + 6 . ( — 44,0)]/1 = = — 2499,6кДж моль ' -(Еэ-э + 6Еэ-и) 2УзсуелН;дв (Э) 6~а ам а Нгдв (Нг ) 2Э(кр.) + ЗНг(г.) = ЭгНв(г.) ЬуНгдз(ЭгНв) ЬуНгдв(ЭгНв) = — (Еэ э + 6Еэ — н) + 20сувдНгвв(Э) + 6ЬатанааНгдз(Нг) Для СгНв: ЬуН' (СгНв) = — 347 — 6 414+2.715+6.218= — 93кДж моль ' Для ЯзгНв. с1уНг (Я!гНв) = — 222 — б 318+2 469+6 218 = 116 кДж моль ' сауНгдв (НГ) О,буздасНгдв(Нг) 0,5ааднсНгдв (Гг) НГ(ц) = Н(,) + Г(г.) Еи-г Еи — г = — ЬуНгдв(НГ) + 0,5УЗдасН~дв(Нг) + 0,5УздасНгдв(Гг) Еи к = 268+ 0,5 - 432+ 0,5 155 = 562 кДж моль ~ Еи-о1 = 93+0,5 432+ 0,5 238 = 428 кДж ° моль ' Энергии разрыва связей НВг и Н1 находим из термохимического цикла, учитывающего фазовые переходы Вгг и 1г. 1) НГ(г.)ас 0,5Нг(г.) + 0,51"г (ж.
или кр.) 2) 0,5Нг(г.) = Н(г.) 3) 0,5Гг(г.) = Г(г.) 4) 0,5Гг (ж. или кр.) = 0,5Гг(г.) НГ(г.)сс Н(а) + Г(г.) Еи-г 3.1.25. Составим термохимический цикл: 1),2Э(г.) + 6Н(г.) = ЭгНв(г.) 2) 2Э(кр.) = 2Э(г.) 3) ЗНг(г.) = 6Н(г.) 3.1.26. Составим термохимический цикл: 1) НГ(г.)сс 0,5Нг(г.) + 0,5Гг(г.) 2) 0,5Нг(г.) = Н(г.) 3) 0,5Гг(г.) = Г(г.) -гзуНгдв (НГ) 0,5гздисНгдв(Нг) 0,5Уа дмсНгдв (1 г) 0 бааФ.аНгдв (Гг) 92 Глава Ь. Ответы и решения Ен г ЬУ Н~~дв (НГ) + 0 571д «Н~~дв (Нг ) + 0 5 йд «Нгдз (Гг ) + + 0 в1аф.пН~98(Г2) Ен и, = 36+ 0,5.432+0,5 190+0,5 ° 31 = 363 кДж моль 1 Ен-1 = — 26+0,5 432+0,5 149+0,5 62 = 296 кДж моль ' 3.1.27. Для реакции (1): «-««Сж — «««уНгдз()1!Нз) + «дуНщз(НХОз) — «3|Нддв(ХН4МОз)— — 0,298[5298(ХНз) + 5299(НХОз) — 5298(ХНвХОз)! = = — 46+ (-135) — ( — 365) — 0,298.
(193 + 267 — 151) = 92 кДж Для реакции (2): 3.2. Направление и полнота протекании реакции. Константа равновесии реакции 3 2 1 Ь«1Н298 ЗЬуН298(0120) — ЬуНгдв(08) = 3 76,1 — 142,5 = 85,8 кДж 35299(С)20) — 5298(Оз) — 35г98(С!г) = 3 266.3 — 238,7 — 3 222,8 = — 108,2Дж. К 1 6ЬуН~98(С!02) — 4«ЗуН~98(02) = 6. 105,0 — 4 142,5 = 60,0 кДж 6529в(С102) — 45298(Оз) — 35298(С12) = 6 257,0 — 4 . 238,7 — 3 222,8 = -81,2 Дж К 1 ы 15гдв й тгН298 ~«25298 Тан КаК Ь«1 Нгдз И 72«2Нгдз > О, а Ь 152ВВ И 11 г529В < О, тО ПРИ любой температуре «д,1 Сгдз и «д„2бгдз > О. Следовательно, реакции (1) и (2) не протекают самопроизвольно в стандартных условиях ни прн 298 К, ни при повышенной температуре.
'2«Сауд = Ь1Нгдв(Х20) + 2Ь1Н298(Н20) — Ь1Н298(ЖН8ЖОз) — 0,298 [5298(Х20) + 28298(Н20) — 5298(ХНдХОз)) = = 82+ 2. ( — 242) — ( — 365) — 0,298 ° (220+ 2 189 — 151) = — 170 кДж 3. Химическая термодинамика 93 3.2.2. !2«тН298 43 зогдз 2 ЗуН'98(С!20) = 2 76,1 = 152,2 кДж 25298 (С!20) — 2Ягдз (С12) — Ягдз (02) = 2 266,3 — 2,222,8 — 205,0 = — 118,0Дж К ~ ~,Н;98(С(20) — 3,Н;98(08) 76,1 — 142,5 = — 66,4 КДж 5298(С!20) + Нгдз(02) Ягдз(С!2) Ягдз(08) = 266,3 + 205,0 — 222,8 — 238,7 = 9,8 Дж К ' — 66,4 — 0,298 ° 9,8 = -69,3 кДж ~«2Н298 ~«2 ~298 ~«20298 Для реакции (1) 44,2Н298 > 0 и Ь„28298 < О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
