Методичка Ермолаевой с условием ДЗ по химии (PDF) (967443), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Химическая термодинамика.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 )№Уравнение реакциип/п3704HCl (г) +O2 (г) = 2H2O (г) + 2Cl2 (г)371CH4 (г) + 2O2 (г) = CO2 (г) + 2H2O (ж)372Fe3O4 (к) + 4CO (г) = 3Fe (к) + 4CO2 (г)3733Fe3O4 (к) + 8Al (к) = 4Al2O3 (к) + 9Fe (к)3743H2O (г) + 2Al (к) = Al2O3 (к) + 3H2 (г)375Fe3O4 (к) + 4H2 (г) = 3Fe (к) + 4H2O (г)13376S(к)+2N2O (г) = SO2 (г) + 2N2 (г)377H2S (г) + Cl2 (г) = 2HCl (г) + S (к)378CO (г) + H2O (г) = CO2 (г) + H2 (г)379Fe2O3 (к) + 3CO (г) = 2Fe (к) + 3CO2 (г)3802PbS (к) + 3O2 (г) = 2PbO (к) + 2SO2 (г)381CaCO3 (к) = CaO (к) + CO2 (г)382Fe (к) + H2O (г) = FeO (к) + H2 (г)3832CO2 (г) = 2CO (г) + O2 (г)384Fe2O3 (к) + CO (г) = 2FeO (к) + CO2 (г)385PbO (к) + CO (г) = Pb (к) + CO2 (г)386C2H4 (г) + H2O (г) = C2H6O (г)387FeO (к) + Mn (к) = MnO (к) + Fe (к)3882FeO (к) + Si (к) = 2Fe (к) + SiO2 (к)389FeO (к) + C (к) = Fe(к) + CO (г)3903Fe2O3 (к) + H2 (г) = 2Fe3O4 (к) + H2O (г)391GeO2 (к) + 2Cl2 (г) + 2C (к) = GeCl4 (г) + 2CO (г)392CH4 (г) + H2O (г) = CO (г) + 3H2 (г)393WO3 (г) + 3H2 (г) = W (к) + 3H2O (г)3942MoO2 (к) + 6CO (г) = Mo2C (к) + 5CO2 (г)В задачах (395-414) вычислите, сколько теплоты выделится при полномсгорании указанного количества вещества при стандартных условиях.
Учтите, что впродуктах сгорания углерод находится в виде углекислого газа, водород – водяногопара, сера – сернистого газа, азот выделяется в свободном состоянии.№п/п395396397398399400401402403404Вещество КоличествовеществаCH43 мольC2H420 лC2H25 м3C2H620 мольC3H85 дм3H2S8 мольCS240 лC3H67 мольC4H86 м3CH2O25 л№п/п405406407408409410411412413414ВеществоC6H5NO2C5H5NCH4N2OC10H8CH4OC3H6OC4H10CH3COOHC2H5OHCH4OКоличествовещества2 моль10 моль3 м350 дм34 моль6 м39 моль40 л5 моль80 м314В задачах (415-427) по заданным термохимическим уравнениям рассчитайтестандартную энтальпию реакции образования указанного вещества из простыхвеществ.№Термохимические уравнения реакцийВеществоoп/п r H , кДж(I) 4As(т) + 3O2(г) = 2As2O3( r H oI = -1328415 (II) As2O3(т) + O2(г) = As2O5(т);As2O5 r H oII = -261416(I) 2As(т) + 3F2(г) = 2AsF3(г);(II) AsF5(г) = AsF3(г) + F2(г); r H oI = -1842 r H oII = +317AsF5417(I) 2С (т) + O2(г) = 2СO2(г);(II) СO(г) + F2(г) = COF2(г); r H oI = -220 r H oII = -525COF2418(I) 2Сr(т) + 3F2(г) = 2СrF3(т);(II) 2СrF3(т) + Cr(т) = 2CrF2(т); r H oI = -2224 r H oII = -38CrF2419(I) 2P(т) + 3Cl2(г) = 2PCl3(г);(II) PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г); r H oI = -574 r H oII = +88PCl5420(I) 2Pb(т) + O2(г) = 2PbO(т);(II) 2PbO2(т) = 2PbO(т) + O2(г); r H oI = - 438 r H oII = +116PbO2421(I) Zr(т) + ZrCl4(г) = 2ZrCl2(г);(II) Zr (т) +2Cl2(г) = ZrCl4(г); r H oI = +215 r H oII = + 867ZrCl2422(I) 2ClF5(г) = Cl2F6(г) + 2F2(г);(II) Сl2(г) + 5F2(г) = 2ClF5(г); r H oI = +152 r H oII = - 478Cl2F6423(I) Ce(т) + O2(г) = CeO(т);(II) 3CeO2(т) + Ce(т) = 2Ce2O3(т); r H oI = - 1090 r H oII = - 332Ce2O3424(I) CuCl2(т) + Cu(т) = 2CuCl(т);(II) Cu(т) + Cl2(т) = СuCl2(т); r H oI = - 56 r H oII = - 216CuCl425(I) HgBr2(т) + Hg(ж) = Hg2Br2(т);(II) HgBr2(т) = Hg(ж) + Br2(ж); r H oI = - 38 r H oII = + 169Hg2Br2426(I) Ir(т) + 2S(г) = IrS2(т);(II) 2IrS2(т) = Ir2S3(т) + S(т); r H oI = - 144 r H oII = + 43Ir2S3427(I) 2Fe(т) + O2(г) = 2FeO(т);(II) 4FeO(т) + O2(г) = 2Fe2O3(т); r H oI = - 532 r H oII = -584Fe2O3153.2.
Второй закон термодинамикиВ задачах (428-443) определите энтропию 1 моль газа при давлении P истандартной температуре. Укажите, увеличивается или уменьшается энтропиявещества при изменении давления от стандартного к заданному. Значения энтропиипри стандартных условиях возьмите из приложения, примите, что данные веществаподчиняются законам идеального газа.№п/п428429430431432433434435ГазP10-5, ПаH2H2OHeCH4CONOCO2C2H63,03910,1301,5198,1000.4051,8231,3170,709№п/п436437438439440441442443ГазP10-5, ПаC2H4N2O2F2Cl2NeArKr0,6010,5070,8401,7221,9253,0392,5331,013В задачах (444-461) рассчитайте энтропию 1 моль вещества вдвухкомпонентном растворе при известной массовой доле ω, полагая, что растворявляется идеальным.В задачах (462-480) рассчитайте энтропию каждого компонента в газовойсмеси, подчиняющейся законам идеальных газов, и энтропию смеси.№Вещество ω, Растворитель №Веществоп/п%п/п444C0,36Fe453Cu445Al13,5Cu454Mn446Sn4,5Cu455Co447Cr26Ni456Fe448Zn3,8Cu457Ni449Be2,7Cu458Sb450Si13,9Fe459Rh451Si17,5Al460Ir452Al1,8Ni461Ag№1-й компонент2-й компонентп/пСимволn 1, мольСимволn 2, моль462H21,0N22,0463He1,5H22,5464N22,0Ne3,0465Ar3,5He2,0ω, Растворитель%5,8Sn1,3Cu10,5W3,1Ni5,2Cu15,7Pb10,0Pt15,9Pt12,5Au3-й компонентСимволn 3, мольAr5,0N24,0Kr3,0H22,516466467468469470471472473474475476477478479480NeO2H2O2HeNeN2O2H2KrArN2NeO2H22,01,52,01,02,02,53,02,01,00,52,03,51,52,01,0N2NeN2F2Cl2H2KrHeNeF2H2F2HeN2N21,51,03,02,53,02,02,01,53,02,51,01,52,52,03,0O2ArArN2NeO2NeF2N2HeNeKrH2ArHe3,52,54,04,51,53,52,03,55,02,51,52,03,54,02,0В задачах (481-505) рассчитайте стандартное изменение энергии Гиббса r G T 0 иконстанту равновесия K0 при заданной температуре T.
Укажите, в какомнаправлении протекает реакция при данной температуре и направление смещенияравновесия при увеличении температуры. При обосновании направления смещенияравновесия используйте уравнение изобары химической реакции.№п/пУравнение реакцииТ, К4812H2(г) + CO(г) CH3OH(ж)3904824HCl(г) + O2(г) 2H2O(г) + 2Cl2(г)7504832N2(г) + 6H2O(г) 4NH3(г) + 3O2(г)13004844NO(г) + 6H2O(г) 4NH3(г) + 5O2(г)10004852NO2(г) 2NO(г) + O2(г)700486N2O4(г) 2NO2(г)400487S2(г) + 4H2O(г) 2SO2(г) + 4H2(г)1000488S2(г) + 4CO2(г) 2SO2(г) + 4CO(г)9004892SO2(г) + O2(г) 2SO3(г)700490CO2(г) + H2(г) CO(г) + H2O(г)1200491SO2(г) + Cl2(г) SO2Cl2(г)400492CO(г) + 3H2(г) CH4(г) + H2O(г)10004934CO(г) + SO2(г) S2(г) + 4CO2(г)900494C2H5OH(г) C2H4(г) + H2O(г)40017495FeO(k) + CO(г) Fe(k) + CO2(г)1000496WO3(k) + 3H2(г) W(k) + 2H2O(г)2000497NH4Cl(k) NH3 + HCl500498Mg(OH)2(k) MgO(k) + H2O(г)500499H2O(г) + C(графит) CO(г) + H2(г)1000500PbO2(к) + C(графит) Pb(к)+ CO2(г)1000501MnO2(k) + 2H2 Mn(k) + 2H2O(г)10005023Fe(к)+ 4H2O(г) Fe3O4(к) + 4H2(г)1000503C6H6(г) + 3H2(г) C6H12(г)600504NiOH2(k) NiO(k) + H2O(г)5005052CrCl3(k) 2CrCl2(k) + Cl2(г)500В задачах (506-513) для газофазной реакции А + В = С +D рассчитайтеконстанту равновесия при температуре Т и равновесный состав системы при этойтемпературе, если известны r G 0 T и начальные концентрации исходных веществС 0.
Концентрация продуктов реакции в начальный момент равна нулю.rG0T ,№ Т, Кп/пкДж/моль506 400507 800508 400509 800510 600511 1000512 600513 800- 14,1- 13,8- 7,5- 6,7- 6,0- 20,5- 25,4- 28,5С 0,моль/лАВ1112111211212131№п/пТ, К51451551651751851952052160080010004006008001000700rG0T ,кДж/моль- 1,6- 3,6- 5,7- 10,1- 9,2- 8,5-18,5- 4,6С 0,моль/лАВ1111111112223121В задачах (522-536) для данной гомогенной реакции А + В С +Dопределите температуру, при которой наступает равновесие. Температурнойзависимостью r H 0 и r S 0 можно пренебречь.
Рассчитайте равновесный составсистемы при этой температуре, если известны начальные концентрации исходныхвеществ C0 (продукты реакции в начальный момент времени отсутствуют).№Уравнение реакцииС 0, моль/лп/пАВ522CO (г) + Cl 2 (г) = COCl2 (г)11523CO (г) + ½ O 2 (г) = CO 2 (г)10,5524NO (г) + ½ O 2 (г) = NO 2 (г)10,5525 CH 4 (г) + CO 2 (г) = 2 CO (г) + 2 H 2 (г)1118526527528529530531532533534535536CCl4 (г) + H2O (г) = COCl 2(г) +2 HCl (г)CO (г) + 2 H 2(г) = CH 3 OH (г)SO 2 (г) + Cl 2(г) = SO 2 Cl 2(г)C 2 H 2(г) + N 2(г) = 2 HCN(г)C 2 H 6(г) = C 2 H 4 (г) + H 2(г)CO (г) + NO (г) = CO 2 (г) + ½ N 2 (г)CH 4(г) + CH3Cl(г) = C2 H6(г) + HCl(г)PCl 5(г) = PCl 3(г) + Cl 2(г)CO 2 (г) + H 2 (г) = HCOOH (г)CF2Cl 2 (г) = C 2 F 4 (г) + 2 Cl 2 (г)2 CH 4 (г) = C 2 H 2 (г) + H 2 (г)10,50,5110,510,50,210,5110,510,510,2-В задачах (537-556 ), используя уравнение температурной зависимостиконстанты равновесия lg K р a b lg T cT d , рассчитайте константу равновесия КрTпри стандартной температуре Т1 = 298К и при заданной температуре Т2.
Укажите, вкаком направлении смещается равновесие реакции при повышении температуры.Рассчитайте константу равновесия Кс при стандартной температуре.№п/пРеакцияT2, Kab5372H2 + CO CH3OH8003724-9,135384HCl + O2 2H2O + 2Cl27505750-2,13539-NH4Cl(к) NH3(г) + HCl(г)455-96501,835402N2 + 6H2O 4NH3 + 3O213005414NO + 6H2O 4NH3 + 5O210005422NO2 2NO + O2543N2O4 2NO2544545546Mg(OH)2 MgO + O2CaCO2 CaO + CO2Ca(OH)2 CaO +CO2-66250c30,8·10-4-8,57·10-4-32,4·10-4d3,401-4,71028,239-1,750-10,206-47500-1,750-13,706700-57491,75400-26921,75500-46000,6231000-9680-1,38500-56500,67547S2 + 4H2O 2SO2 + 4H21000548S2 + 4CO2 2SO2 + 4CO900-13800-23000-0,884,34-5,0·10-4-4,8·10-4-10,0·10-4-2,19·10-44,14·10-426,7·10-4-16,2·10-47,8991,94417,77617,7569,6168,3862,576195492SO2 + O2 2SO3700103731,222550SO2 + Cl2 SO2Cl24002250-1,75551CO + 3H2 CH4 + H2O10009874-7,145525534CO + 2SO2 S2 + 4CO2COCl2 CO + Cl2900400230005020-4,341,75554CO2 + H2 CO + H2O1200-22030555CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O10007674-6,235562CO2 2CO +O2700295001,7504,55·10-418,8·10-400-0,52·10-49,06·10-4-12,15·10-4-18,806-7,206-1,371-2,5763,7482,300-1,2913,290В задачах (557-580) определите, при какой температуре в системеустанавливается химическое равновесие, укажите, используя уравнение изобарыхимической реакции, в каком направлении протекает реакция при температуре,отличающейся от равновесной в большую или меньшую сторону№ п/пУравнение реакции557CH4 (г) + CO2 (г) CH3COOH (ж)5582H2(г)+ CO2 (г)HCOH (ж) + H2O (ж)559CO2 (г) + H2 (г) HCOOH (ж)5602SO2 (г) + O2 (г) 2SO3 (г)561CO (г) + 2H2 (г) CH3OH (г)562Ca(OH)2 (к) CaO (к) + H2O (г)563CaCO3 (к) CaO (к) + CO2 (г)564NH4Cl (к) NH3 (г) + HCl (г)565H2 (г) + Cl2 (г) 2HCl (г)566O2 (г) 2O (г)567CO2 (г) + H2 (г) CO (г) +H2O (г)5682CO (г) + O2 (г) 2CO2 (г)5692H2 (г) + O2 (г) 2H2O (г)570N2 ( г) 2N (г)5712NO (г) N2 (г) + O2 (г)572CH4 (г) + H2O (г) CO (г) + 3H2 (г)573CH4 (г) + CO2 (г) 2CO (г) + 2H2 (г)5742CH4 (г) C2H2 (г) + 3H2 (г)20575F2 (г) 2F(г)576Cl2 (г) 2Cl (г)577HCl (г) H (г) + Cl (г)578HF (г) H (г) + F (г)5792HCl (г) + F2 (г) 2HF (г) + Cl2 (г)580C2H6 (г) C2H2 (г) + 2H2 (г)Раздел 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
