КДж. Вычислите ΔНообр ацетилена

47. Вычислите Δ G ^о следующих реакций и определите, в каком направлении они будут протекать, если все вещества взяты при стандартных условиях:

а) 2N₂O_(г) + O_2(г) ↔ 4NO_(г);

б) N₂O_(г) + NO_(г) ↔ NO_{2 (г)} + N_2(г);

в) N₂O_(г) + NO_{2 (г)} ↔ 3NO_(г);

г) 4НС1_(г) + O_{2 (г)} ↔ 2C1_{2 (г)} + 2H₂O_(г);

д) H_{2 (г)} + Se_(г) ↔ H₂Se_(г);

е) 2HF_(г) + O_{3 (г)} ↔ Н₂О_(г) + F_2(г) + O_{2 (г)};

ж) O_{3 (г)} + Н₂О_{2 (ж)} ↔ 2O_2(г) + Н₂О_(ж);

и) СаСО_{3 (к)} ↔ СаО_(к) + СО_2(г);

к) MgCO_3(к) ↔ MgO_(к) + СО_{2 (г)};

л) N_2(г) + О_2(г) ↔ 2NО_(г);

м) 3MnO_{2 (к)} ↔ Mn₃O_4(к) + О_{2 (г)};

н) ВаСО_{3 (к)} ↔ ВаО_(к) + СО_{2 (г)};

п) 2Au_(к) + 3/2О_{2 (г)} ↔ Au₂О_{3 (к)};

р) Fe₂O_3(к) + 3СО_(г) ↔ 2Fe_(к) + 3СО_{2 (г)};

с) NiO_(к) + Pb_(к) ↔ Ni_(к) + PbO_(к).

48. Возможна ли следующая реакция:

2Hg₂Cl₂ = 2HgCl₂ + 2Hg?

Ответ подтвердите, рассчитав AG°₂₉₈ этой системы.

49. Определите Δ G ^о₂₉₈ реакции

МеО_(к) + СО_{2 (г)} = МеСО_{2 (к)}

для металлов от Вe до Ва; на основании этого сделайте вывод об изменении основных свойств оксидов этих металлов.

50. Исходя из величин Δ G ^о₂₉₈ соединений, участвующих в реакции, определите, возможна ли реакция

А1₂О_{3 (к)} + 2SО_{3 (к)} = A1₂(SО₄)_{3 (к)}

51. Какая из приведенных реакций разложения KNО₃ наиболее вероятна?

а) КNО₃ = K+NО₂ + 1/2О₂

б) 2КNО₃ = К₂О + 2NО₂ + О₂

в) KNО₃ = КNО₂ + 1/2О₂

52. Вычислите значение Δ G ^о₂₉₈ следующих реакций восстановления оксида железа (II):

а) FeO_(к) + ½С_{(графит)} = Fe_(к) + ½СО_{2 (г)}

б) FeO_(к) + С_{(графит)} = Fe_(к) + СО_(г)

в) FeO_(к) + СО_(г) = Fe_(к) + СО_2(г)

Протекание какой из этих реакций наиболее вероятно?

53. Будут ли при 25° С протекать реакции:

а) КН + Н₂О = КОН + Н₂;

б) КН = К + 1/2Н₂?

Как будет влиять повышение температуры на направление указанных процессов?

54. Как изменяются основные свойства гидроксидов в ряду

LiOH → NaOH → КОН →RbOH → CsOH?

Ответ дайте, рассчитав Δ G ^о₂₉₈ системы

Ме₂О + Н₂О = 2МеОН

55. Какие из приведенных ниже водородных соединений получают непосредственно из элементов, а какие косвенным путем: Н₂О_(г), H₂S_(г), H₂Se_(г), H₂Te_(г)?

56. Можно ли использовать при стандартных условиях нижеприведенную реакцию для получения аммиака?

NH₄C1_(к) + NaOH_(к) = NaCl_(к) + Н₂O_(г) + NH_3(г)

57. Вычислите Δ G ^ообразования СН₄, С₂Н₄ и NH₃,исходя из значений Δ Н ^о _обр. и изменения энтропии Δ S ^o.

Полученные величины сравните с данными, приведенными в табл.1

58. Какие из перечисленных оксидов можно восстановить водородом:

а) Li₂О; б) СuО; в) МnО; г) РЬО?

59. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены водородом до свободного металла при 298 К: СаО, ZnO, NiO, SnO₂, А1₂О₃?

60. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены алюминием до свободного металла при 298 К: СаО, FeO, СuО, РЬО, Fe₂O₃, Cr₂O₃?

61. Вычислить Δ G ^о для реакции СаСО_3(к) ↔ СаО_(к) + СО_2(г)

при 25, 500 и 1500^оС. Зависимостью Δ Н ^о и Δ S ^o от температуры пренебречь.

Построить график зависимости Δ G ^о от температуры и найти по графику температуру, выше которой указанная реакция в стандартных условиях может протекать самопроизвольно.

62. В приведенных ниже реакциях под символами ионов в растворе кристаллических солей указаны их Δ G° образования в кДж/моль. Вычислите Δ G° образования соли из ионов и определите, в каком случае произойдет образование кристаллической соли, а в каком будет преобладать переход соли в раствор в виде ионов:

a) Ag⁺_(Р) + F^–_(р) = AgF_(к)

77,11 –276,5 –186,6

б) Ag⁺_(р) + С1^–_(р) = AgCl _(к)

77,11 –131,17 –109,6

в) Mg²⁺_(p) + SO₄^–2_(p) = MgSO_{4 (к)}

–456,0 –743 –1171,5

г) Ва²⁺_(р) + SO_{4 (p)} = BaSO_{4 (к)}

–560,7 –743 –1351,4

д) Са²⁺_(р) + 2F^–_(р) = CaF_{2 (к)}

–553,0 –276,5 –1164,0

е) Са²⁺_(р) + 2С1^–_(р) = СаС1_{2 (к)}

–553,0 –131,17 –750,2

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

14.ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЮ

Изучив данный раздел химии, студент должен:

1) знать:

· что такое эндо– и экзотермический процесс и какова причина возникновения теплового эффекта при протекании химического процесса;

· формулировку закона Гесса и уметь термодинамически обосновать выполнение его. Знать следствия из закона Гесса;

· что такое термодинамические функции состояния и каков физический смысл таких функций состояния, как энтальпия, внутренняя энергия, энтропия и энергия Гиббса;

· что такое стандартное состояние;

· что такое энтальпия образования, сгорания, нейтрализации, растворения, гидратации, гидролиза, связи;

2) уметь:

· составлять термохимические уравнения и осуществлять алгебраические действия над ними при проведении термохимических вычислений;

· производить различные термохимические вычисления;

· производить качественную оценку изменения энтальпии и энтропии для заданных процессов;

· вычислять изменение энтропии и энергии Гиббса для различных процессов;

· определять направление процесса в стандартных условиях и при изменении этих условий (при изменении температуры).

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1

Стандартные энтальпии образования, ∆Нº₂₉₈ энтропии, Sº ₂₉₈ и энергии Гиббса образования ∆Gº₂₉₈ некоторых веществ при 298 К (25 °С)

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

Влияние температуры на направление химических реакций

Таблица 2

Теплоты сгорания некоторых веществ в стандартных условиях

(конечные продукты сгорания СО_{2 (г)}, и Н₂О_(ж))

Таблица 3

Значения энергии связей при 298 К и приближенные значения молярных теплот атомизации

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ахметов Н.С Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1981. – 670 с.

2. Курс общей химии /под ред. Н.В. Коровина. – М.: Высшая школа, 1999.

3. Слейбо У, Персонс Т. Общая химия. – М.: Мир, 1979. – 550 с.

4. Браун Т., Лемей Г.Ю. Химия в центре наук: 2 т. – М.: Мир, 1983.

5. Дикерсон Р., Грей Г., Хейт Дж. Основные законы химии: 2 т. –М.:Мир, 1983.

6. Лидин Р.А., Андреева Л.Л., Молочко В.А. Справочник по неорганической химии. – М.: Химия, 1987. – 319 с.

7. Хаукрофт К., Констебл Э. Современный курс общей химии: 2 т. – М.: Мир, 2002.

8. Глинка Н.И., Рабинович В.А., Рубина Х.М. Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие для студентов нехим. спец. вузов/под ред. В.А. Рабиновича, Х.М. Рубиной.–М.: Интеграл–Пресс, 2004.–240 с.

9. Романцева Л.М., Лещинская З.Л., Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: Высшая школа, 1980. – 228 с.

10. Гольбрайх З.Е., Маслов Е.И. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: Высшая школа, 1997. – 384 с.

11. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. 1000 вопросов и ответов. ХИМИЯ: учеб. пособие для поступающих в вузы. – М.: Книжный дом «Университет» 1999.-288 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Первый закон термодинамики 4

2. Тепловые эффекты химических процессов 5

3. Закон Гесса и следствия из него 7

4. Энтропия. Второй и третий законы термодинамики 9

5. Энергия Гиббса 12

6. Константа равновесия

и изобарно–изотермический потенциал реакции 15

7. Термохимические измерения и вычисления 16

8. Лабораторные работы 18

8.1. Определение энтальпии реакции нейтрализации 18

8.2. Определение энтальпии реакции присоединения

кристаллизационной воды к безводной соли

(энтальпия гидратации) 20

8.3. Определение энтальпии гидролиза карбонатов

щелочных металлов 23

8.4.Определение энтальпии образования соли 24

9. Вычисления энергии связи по тепловому эффекту и наоборот 26

10. Контрольные вопросы 28

11. Тестовые задания для самопроверки по теме

«Энергетические эффекты химических реакций» 32

12. Примеры решения задач 42

13. Рекомендации для самостоятельной работы

студентов и варианты заданий 46

14. Требования к знаниям и умению 55

Приложение 56

Список рекомендуемой литературы 65

Учебное издание

Булатова Ольга Фёдоровна