Л. Лабовиц, Дж. Аренс - Задачи по физической химии с решениями (1134453), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Ч 11 1-2-17. — (и -н )77 ар ввв к, кал. К .моль ио, ккал.моль ЧП1-2-13. Нк (г) СН (г) Ск))а (е) 32,74 57,29 52,01 О 14,52 54,73 УП1-2-18, УП1-2-14. в) Если смешать СО, СОа и Не так, что парциальное давление каждого компонента будет равно 1 атм, и смесь привести в соприкосновение с избытком жидкой воды, то каким будет парциальное давление каждого газа по достижении равновесия при 25'С? Объем постоянный. В реакции А (г)+ 2В (г)- С(тв)+ 2Р (г) А, В и Р— идеальные газы; С имеет очень небольшое давление пара и незначительный объем.
Следующие процессы происходят при некоторой температуре: а) А и В вводятся в резервуар до тех пор, пока парциальное давление каждого компонента, прежде чем образуются С и Р, достигнет 1 атм. При достижении равновесия прн постоянном общем давлении 2 атм 75в?в А (от первоначально присутствовавшего) осталось непрореагировавшнм. Найдите парциальное давление газа 0 при равновесии и константу равновесия К, для данной реакции. 6) А н В вводятся в резервуар с фиксированным объемом до тех пор, пока парциальное давление каждого компонента, прежде чем образуются С и Р, достигнет 1 атм. Напишите уравнение, в котором в условиях равновесия неизвестным будет только парциальное давление газа Р.
в) В каком из опытов — (а) или (б) — будет большим равновесное парциальное давление газа Р. Объясните. г) Рассчитайте с точностью до двух значащих цифр парциальное давление газа 0 в опыпге (6). а) Чистый бромистый иод вводится в сосуд с постоянным объемом при 25' С до тех пор, пока его парциальное давление (прежде чем начнется реакция) достигнет 0,5 атм. После достижения равновесия в реакции 21Вг (г) !а (тв)+ Вга (г) при 25'С парциальное давление брома будет равно 0,17 атм. Найдите константу равновесия реакции Кр. 6) Бромистый иод находился прн 25' С и постоянном общем давлении 0,50 атм до тех пор, пока в процессе его диссоциация не установилось равновесие. В присутствии твердого иода парциальное давление паров иода равно 4,0 10 4 атм. Определите парциальное давление брома в равновесной смеси, приняв, что бром не конденснл руется в жидкость. Для реакции Вге (ж)+ С!е (г) 2ВгС) (г) К„= 2,032 при 25'С.
Давление паров Вге(ж) прн 25'С 0,281 атм. Чистый ВгС1 (г) вводится в закрытый сосуд регулируемого объема. При общем постоянном давлении 1 атм и температуре 25' С Вге (ж) находится в равновесии. Найдите долю ВгС! (от первоначально при- сутствовавшего количества), превратившегося в Вга и С!а при равновесии. Примите, что газы идеальные. РцР4 (тв) + Га (г) РпРв (г) К„= 26,6 ! 0 ' при 300' С. Газообразный фтор при давлении ! атм пропускается через трубку, содержащую ээ'РцР4 (тв) прн 300' С. Примите, что равновесие достигнуто. а) Каков состав газа (мол.в/в), выходящего из трубки? 6) Сколько молей свободного Еа (г) необходимо ввести в трубку для получения ! г РоРв (г) в этих условиях? Для реакции НР (г)+ НеО (г) чм Не (г)+ НРО (г) при 100' С Кр = 2,6. Концентрация НР в природном водороде равна 0,0298 мол.в?в.
а) Вычислите долю исходного НР, которая останется в потоке смеси, состоящей нз 0,50 атм естественного водорода н 0,50 атм НэО (г), после достижения равновесия прн этой температуре. 6) Если природный водород, обработанный этим способом, будет возвращен и снова пройдет через трубку при тех же 5чсловиях, то какое количество от исходных 0,0298 мол.
НР останется теперь? а) Найдите константу равновесия Кр для реакции СеН4 (г) На (г) + СеНе (г) при 1000 К, используя данные, приведенные ниже. 6) СеН, находится при 1000'К и общем давлении 10 атм, пока не начнется указанная выше реакция. Определите парциальное давление Не при равновесии. А, В и С вЂ” идеальные газы; 0 — твердое вещество, занимающее незначительный объем н имеющее незначительное давление нара. Константа равновесия Кр реакции А+ 2В С + 0 (тв) равна 1,0 10 э (давление дано в атмосферах). А и В вводилнсь в сосуд до тех пор, пока парцнальное давление каждого компонента (прежде чем началась реакция) не достигло 1 атм.
Найдите парциальное давление продукта С при равновесии: а) когда объем сосуда оставался постоянным; б) когда общее давление в сосуде поддер- Тливо Ггыг 79 78 нс! !г! АВС! 1тв~ Ан! 2% АО' -22,05 -22,77 — 30,36 -26,22 7111-2-! 9. Н1 1-2-20 У Н 1-2-23. 1(!11-2-21. !. !тв! Вг !г! 18г 1г) 077, ккал ° моль-' !' г Сг,' кал ° К .
моль 0 7,3! 9,75 вэов «вл ° К моль ср. квл К моль и. ! кчвл моль 8,8 8,7 !з,з 3,00+ 2,00 ° 1О т Т 4,00+ 5,00 ° 10 Т У (г) — !о0,030 10,00 У, (г) — 250,000 30.00 (г) 2АОС! (тв) -1- при 25'С, Исполь- У!11-2-22. живалось постоянным и составляло 2 атм. Температура постоянна в обоих случаях. Выведите для каждого случая уравнение, решение которого дало бы точное значение Рс( решите это уравнение с подходящим приближением. 8) Результат этого расчета Рс не может быть достаточно точным, чтобы показать разницу между случаями (а) и (б). Покажите, в каком из случаев доля реагирующих веществ, превращающихся в продукты реакции прн равновесии, будет больше. Объясните полученное значение в математической и физической формах. Для реакции 2 НэБ(г)+ 3 От(г) в2 50,(г)+2 Н,О(ж) ЛНтм = — 1130,5 кДж, Лаем= — 388,3 Дж 'К ' и ЛСр —— =74,0 Дж 'К '. Выразите ЛН, ЛУ, ЛО и ЛЯ реакции только через Т и численные величины.
Сделайте и укажите приемлемые и необходимые приближения. СО (г) СО! (г) РЬ (тв) РЬО (тв) 877 а, ккал ° моль ! — 26,42 -94,05 0 1, 238' — 52,40 А0 тм, ккал моль — 32,81 — 94,26 0 г, тм — 45,25 Ср, квл ° К ! ° моль 6,95 8,76 6,34 11,07 Примите, что в интервале температур 25 — 127'С теплоемкость постоянна.
а) Найдите ЛН', ЛО' и Кр при 25'С для реакции РЬО (тв)+СО (г) РЬ (тв)+ СОэ (г). б) Выразите ЛН' как функцию те(чпературы в интервале 25 — 127'С. в) Определите К„при 127 С. Выведите общее математическое выражение для Лб' как функции температуры для реакции Уа (г) — 2'!' (г) при постоянном давлении. Объясните все постоянные. Выражение должно содержать в качестве переменных только Лб' и Т.
а) Для реакции 2Ап (тв)+ 2НС! + Нт (г) определите ЛН', Лб' и Кр зуйте следующие данные: Свободная энергия и химическое равновесие б) Серебро и хлорид серебра помещены в эвакуированный сосуд. Хлористый водород вводился в сосуд при температуре 25' С до давления 0,50 атм. Прн равновесии общее давление 0,50 атм и температура 25'С. Каждое из присутствующих твердых веществ остается при равновесии и находится в контакте с газом. Найдите парцнальпое давление НС( и Нт в равновесной смеси.
Примите, что газы идеальные. (Пригиечание. Примите, 'что неизвестные количества должны быть малы.) в) Приняв, что мольные теплоемкости следующих веществ в интервале 0 — 50'С постоянны, выразите ЛН' как функцию телгпературы, справедливую в этом интервале температур: Аи А6С! Нт НС! С!„кал 'К ' ° моль-' 6,01 12,61 6,80 7,0Э г) Выведите !д Кр как функцию температуры для того же интервала температур. Найдите Кр при 50'С.
Для реакции 1э (тв)+ Вгэ (г) = 21Вг (г) при 25' С К„ равна 0,164, Ниже приведены стандартные энтальпии образования прн 25'С и теплоемкостн (при постоянном давлении) для интервала температур 0 — 125'С; а) Вга (г) вводится в сосуд, в котором находится избыток 1, (тв). Давление и температура поддерживаются постоянными (0,164 атм н 25'С). Определите парциальное давление 1Вг при равновесии.
Примите, что давление пара 1а (тв) гораздо меньше 0,164 атм. б) Найдите Кр реакции при 125' С. в) Объясните, по- Ф чему энтальпия образования Вгэ (г), приведенная 8! Глава Г?Н УП!-2-24. У1П-2-27. У П 1-2-25. УП! 2-28. ср, прн 27 С, кал К».моль 3, прн 27 С, кал К моль » — 1 У!И-2-26. О, (е) 3 (тв) Те (тв) Н,О (ж) Нз (г) 302 (е) ТеО, (тв) 49,0 7,6 1 1,9 !6.7 48,6 69,2 17,6 ?,0 4,4 6,0 18,0 8,3 8,6 13,6 (оценочно) Ср, «ал К моль Йг клал моль — » 51, кал. К » моль На (е) НС( (г) (4(а (тв) ЫаС( (тв) 0 — 22,06 0 — 98,23 63,29 44,62 12,2 17,30 6,84 7,07 6,?9 12,11 в таблице, не равна пулю, хотя Вга — простое вещество. При 300'К 2(СН2ОН)2(ж)+ 5 О,(г) -ь 4 СО2 (г) + 6 Н20 (ж) С(графит)+ 02(г)- СО,(г) — 94,05 — 94,26 2 Н2 (г) + 02(г) — ь2Н20 (ж) 136,64 — 1 13,38 С (гва4»н»1 Н» О» СО» Н»О (м( (СН»ОН!» (м( С, кал.»к моль 2,04 6,84 6,68 8,76 47,88 25,45 р' Примите, что все газы являются идеальными и что теплоемкости постоянны в интервале 280 — 370' К.
Для реакции 2С (графит) + ЗН2+ 02 (СН2ОН) 2 (ж) определите а) ЬН', б) Ь6; в) ЬН', г) Ьг' при 300'К. д) Выразите ЬН' как функцию температуры. В каком интервале температур будет справедливо полученное выражение. е) Найдите ЬН' при 350' К. ж) Определите Кр (или !д Кр) при 300'К. з) Объясните смысл индекса Г» при ЬЙ'. Укажите и объясните, в каких из перечисленных выше случаев пропуск этого значка приведет к серьезной ошибке. Для некоторого простого вещества теплоемкость в твердом состоянии равна Ср (тв) = и + + бТ кал 'К '.
моль ', а теплоемкость в жидком состоянии — С( (ж) =е+)Т кал 'К ' моль-(, где а, б, е и 1 — постоянные. Стандартная теплота плавления при температуре Т, — ЬН, кал моль ', стандартная свободная энергия плавления при этой же температуре — ЬО(. Выведите уравнение для зависимости Ьб' от температуры.
Ниже приведены стандартные энтальпии образования, абсолютные энтропии и стандартные мольные теплоемкости при 25' С: а) Выразите константу равновесия Кр (или !д К ) для реакции ХаС! (тв)+ — На (г)-о Ха (тв)+ НС! (г) ! 2 Свободная энергия и химическое равновесие как функцию температуры. Выражение должно содержать только Т и численные величины. Укажите приближение, которое должно быть сделано. 6) Найдите Кр при 25'С. в) Определите парциальное равновесное давление НС! при 25'С в присутствии Ха (тв), ХаС1 (тв) и Н2 (г, 4 атм).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
