Общая химия. Теория и задачи под ред. Н. В. Коровина и Н. В. Кулешова (1154110), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Стандартная энтальпия реакции сгорания этиле1на С2Н4 до СО2 и Н2О(ж) 2 r H2983 41411 кДж/мольC2 H 4 .Запишите реакцию сгорания этилена. Рассчитайте энталь1 ,пию образования этилена 2 f H298используя приведенноезначение. Напишите термохимическую реакцию, тепловой эффект которой отвечает энтальпии образования этилена.3.4. Вычислите тепловой эффект реакцииС6H6(г) + 7,5O2 = 6CO2 + 3H2O(г),исходя из следующих термохимических уравнений:6C(к) 2 3H2 3 C6 H6 (г),C(к) 2 O2 3 CO2 ,14 r H298,23 82,93 кДж;14 r H298,33 5393,51 кДж;H2 (г) 2 1/2O2 3 H2 O(г),14 r H298,43 5241,83 кДж.ГЛАВА 3. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ1673.5.
Рассчитайте стандартную энтальпию образованияселенистой кислоты H2SeO3 на основании следующих данных:Se(тв) 2 O2 3 SeO2 (тв), 4r H11 3 5225,5 кДж;2H2 2 O2 3 2H2 O(г), 4r H21 3 5483,6 кДж;H2 O(г) 2 SeO2 (тв) 3 H2 SeO3 (тв), 4r H31 3 557,5 кДж.3.6. Дисульфид молибдена (IV) широко используетсяв машиностроении в качестве смазочного материала. Рассчитайте стандартную энтальпию образования MoS2 наосновании следующих данных:Mo(тв) 2 O2 3 MoO2 (тв), 4 r H11 3 5589,1кДж;MoO2 (тв) 2 2H2 S(г) 3 MoS2 (тв) 2 2H2 O(г),4 r H21 3 5100,64 кДж;S(ромб) 2 H2 3 H2 S(г), 4 r H31 3 521кДж;2H2 2 O2 3 2H2 O(г), 4r H41 3 5483,6 кДж.3.7. Рассчитайте стандартную энтальпию образованиякарбоната кадмия (CdCO3) на основании следующих данных:Cd(тв) 2 S(ромб) 3 CdS(тв), 4 r H11 3 5156,9 кДж;2CdS(тв) 2 3O2 (г) 3 2CdO(тв) 2 2SO2 (г), 4 r H21 3 5800 кДж;S(ромб) 2 O2 (г) 3 SO2 (г), 4 r H31 3 5296,9 кДж;C(графит) 2 O2 (г) 3 CO2 (г), 4 r H41 3 5393,5 кДж;CdO(тв) 2 CO2 (г) 3 CdCO3 (тв), 4 r H51 3 5101,1 кДж.3.8.
Используя справочные данные, рассчитайте стандартный тепловой эффект реакции окисления кремнияпри Т = 298 К, протекающей согласно уравнениюSi(тв) + 2H2O(ж) = SiO2(к) + 2H2.3.9. Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением:4NH3 (г) 2 3O2 (г) 3 2N2 (г) 2 6H2 O(ж),14r H2983 51530,28 кДж.Вычислите стандартную теплоту образования NН3(г).168ОБЩАЯ ХИМИЯ.
ТЕОРИЯ И ЗАДАЧИ3.10. При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите стандартную теплоту образования сульфида железа (II) FeS.3.11. Реакция горения бензола выражается уравнениемС6Н6(ж) + 1/2О2 = 6СО2 + 3Н2О(г).Вычислите стандартный тепловой эффект этой реакции при Т = 298 К, если известно, что теплота парообразования бензола равна 33,9 кДж/моль.3.12. По стандартной энтальпии образования HF (–268,61кДж/моль) и энергиям связей молекул Н2 (431,63 кДж/моль) и F2 (154,66 кДж/моль) вычислите изменение в процессе:Н(г) + F(г) = HF(г).3.13. Теплоты растворения и гидратации CuSO4 составляют соответственно –66,1 и –77 кДж/моль. Рассчитайтетеплоту растворения кристаллогидрата CuSO4×5Н2О.3.14. Вычислите теплоту гидратации СаСl2, если известно, что при растворении 1 моль безводного СаСl2 выделяется 72,7 кДж, а при растворении 1 моль кристаллогидрата СаСl2×6Н2О поглощается 18 кДж теплоты.3.15.
Рассчитайте энтальпию перехода ромбическойсеры в моноклинную по известным энтальпиям сгоранияромбической (–296,53 кДж/моль) и моноклинной (–296,86кДж/моль) серы.3.16. Рассчитайте количество теплоты, которое выделяется при превращении 1 кг красного фосфора в черный,1133 418,41 кДж/моль, а 2 f H298,P(черный)если 2 f H298,P(красный)2 343,2 кДж/моль.3.17. Сколько нужно затратить теплоты, чтобы разложить 200 г Na2CO3 до оксида натрия и диоксида углерода,если тепловые эффекты реакций равны:1Na 2 CO3 2 SiO2 3 Na 2 SiO3 2 CO2 , 4 r H2983 812,29 кДж;1Na 2 O 2 SiO2 3 Na 2 SiO3 , 4 r H298 3 5243,5 кДж.3.18.
Определите стандартную теплоту образованияоксида меди (II), если при восстановлении 40 г СuO углеродом образуется СО и поглощается 27,4 кДж тепла.169ГЛАВА 3. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ3.19. Рассчитайте стандартный тепловой эффект реакции нейтрализацииNaOH + HCl = NaCl + H2O,протекающей в растворе при 298 К.3.20. Рассчитайте стандартный тепловой эффект реакцииCaSO4(тв) + Na2CO3(aq) = CaCO3(тв) + Na2SO4(aq)при 298 К.3.21. Рассчитайте стандартную теплоту сгорания этилена по известным стандартным теплотам образованияС2Н4, СО2 и Н2О(ж).3.22. По стандартным теплотам сгорания метана1( 2 c HCH3 4890,3 кДж/моль) и водорода ( 2 c HH1 2 3 42864кДж/моль), рассчитайте удельную теплоту сгорания QТгазовой смеси, содержащей 60% Н2 и 40% СН4.3.23.
Не производя вычислений, установите знак изменения энтропии DrS следующих процессов:GeO2(к) + 2H2(г) = Ge(к) + 2Н2O(г);(1)C(граф) = C(аморфный);(2)СаО(к) + СО2(г) = СаСО3(к).(3)3.24. Не производя вычислений, сделайте вывод, какая из реакций термодинамически возможна при стандартных состояниях веществ и 298 К:2N2 (г) 2 O2 (г) 3 2N2 O(г),14 r H2985 0;4NH3 (г) 2 5O2 (г) 3 4NO(г) 2 6H2 O(г),CO(г) 2 0,5O2 (г) 3 CO2 (г),(1)14 r H2985 0; (2)14 r H2985 0.(3)3.25.
Используя справочные данные, рассчитайте12 r S298реакцииН2(г) + S(к) = Н2S(г).3.26. Рассчитайте стандартное изменение энтропии вреакции разложения бертолетовой соли с образованием1хлорида калия и кислорода при Т = 298 К, если S298,KClO2311 142,97 Дж/моль 2 К, S298,KClO 2 82,68 Дж/моль 3 К.170ОБЩАЯ ХИМИЯ. ТЕОРИЯ И ЗАДАЧИ3.27. Уменьшается или увеличивается энтропия прифазовых переходах: а) воды в пар; б) графита в алмаз?1Почему? Вычислите 2 ф.п S298для каждого превращения.Сделайте вывод о количественном изменении энтропиипри фазовых и аллотропических превращениях.3.28.
Вычислите стандартные значения изменения энтропии при 298 К в реакциях:2СН4(г) = С2Н2(г) + 3Н2(г);N2(г) + 3Н2(г) = NH3(г).Сравните полученные значения и объясните рост илиубыль неупорядоченности системы для каждого случая.В какой из реакции знак изменения энтропии способствует самопроизвольному протеканию процесса?3.29. Рассчитайте стандартную энтропию реакции образования оксида железа (III) по реакции4Fe(к) + 3О2(г) = 2Fe2O3(к),используя следующие данные:2Fe(к) 2 O2 (г) 3 2FeO(к),14 r S298,13 5145 Дж/К;4FeO(к) 2 O2 (г) 3 2Fe2 O3 (к),14 r S298,23 5259 Дж/К.Сравните полученное значение со справочными данными.3.30. Рассчитайте стандартную энтропию реакции образования СuCl, если известно, чтоCuCl2 (т) 2 Cu(т) 3 2CuCl(т),Cu(т) 2 Cl2 (г) 3 2CuCl2 (т),14 r S298,13 33 Дж/К;14 r S298,23 5148 Дж/К.3.31.
Рассчитайте стандартную энтропию реакции образования COF2, если стандартные энтропии стадий (1) и (2):2С(графит) + О2(г) = 2СO(г);(1)СО(г) + F2(г) = COF2(г)(2)равны 179 и –143 Дж/К соответственно.3.32. Стандартная энтропия реакции2(NH4)2CrO4(т) = Cr2O3(тв) + N2(г) + 5H2O(г) + 2NH3(г)ГЛАВА 3. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ171равна 661 Дж/К. Рассчитайте стандартные энтальпию иэнтропию дихромата аммония. Какой из факторов — энтальпийный или энтропийный — способствует самопроизвольному протеканию процесса?3.33. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнениюPCl5 (г) 2 PCl3 (г) 3 Cl2 (г),14 r H2982 92,59 кДж.13.34.
Вычислите 2 r G298для следующих реакций:2NaF(к) + Cl2(г) = 2NaCl(к) + F2(г);(1)PbO2(к) + 2Zn(к) = Pb(к) + 2ZnO(к).(2)Можно ли получить фтор по реакции (1) и восстановить РbО2 цинком по реакции (2)?3.35. Определите возможность самопроизвольного прохождения реакцииАl2O3(к) + 3SO3(ж) = Al2(SO4)3(к)при стандартных состояниях всех веществ и 298 К, если12 f G298,SO3 4368,4 кДж/моль;3 (ж)12 f G298,Al3 43091,9 кДж/моль.2 (SO4 )3 (к)3.36.
Уравнение реакция горения ацетилена:С2Н2(г) + 5/2О2(г) = 2CO2(г) + Н2О(ж).1Вычислите стандартные значения энергии Гиббса 2 r G2981и энтропии реакции 2 r S298 . Объясните убыль энтропии входе данного процесса.3.37. По стандартным значениям теплот образования1и энтропий соответствующих веществ вычислите 2 r G298реакции, протекающей по уравнениюСО(г) + 3Н2(г) = СН4(г) + H2O(г).1 , 2 S113.38.
Вычислите 2 r H298r 298 и 2 r G298 реакцииFe2О3(к) + 3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О(г).Возможна ли реакция восстановления Fе2O3 водородом при температурах 500 и 2000 К?172ОБЩАЯ ХИМИЯ. ТЕОРИЯ И ЗАДАЧИ13.39. Вычислите 2 r G298процесса карботермическоговосстановления оксида титана (IV):ТiО2(к) + 2С(к) = Ti(к) + 2СО(г).Возможна ли реакция восстановления ТiО2 углеродомпри температурах 1000 и 3000 К?3.40. Рассчитайте стандартные энергии Гиббса и Гельмгольца DrG° и DrF° при 300°С для химической реакции:CO(г) + 3H2(г) = CH4(г) + H2O(г).3.41.