Основы химической термодинамики

(№ 43 – 71)

43. Не производя расчетов, определите и объясните знак изменения энтропии в реакциях:

2NH₃(г) = N₂(г) + 3H₂(г)_,

СН₄(г) + 2О₂(г) = СО₂(г) + 2Н₂О(ж).

44. Не производя расчетов, определите и объясните знак изменения энтропии в реакции:

2Mg(к) + О₂(г) = 2MgO(к).

Ответ подтвердите расчетом.

45. Не производя расчетов, определите знак изменения энтропии реакции, протекающей в нейтрализаторах автомобилей:

CO(г) +½ O₂(г) CO₂ (г).

46. В каких из приведенных ниже реакциях происходит уменьшение энтропии:

а) K₂CO₃(тв) + H₂SO₄(ж)= K₂SO₄ (ж) +CO₂(г) +H₂O(ж);

б) 2SO₂(г) + O₂(г) = SO₃(г);

в) 2H₂S(г) +O₂(г) = 2H₂O(ж) + 2S(к).

47. Вычислите стандартное изменение энтропии реакций:

а) 4NH₃(г) + 5O₂(г) = 4NO(г₎ + 6H₂O(ж);

б) 4NH₃(г) + 3O₂(г) = 2N₂(г) + 6H₂O(ж).

48. Укажите, в каком направлении в стандартных условиях может протекать реакция:

4HCl(г) + О₂(г) = 2Сl₂(г) + 2Н₂О(ж).

Ответ подтвердите расчетом.

49. Укажите, в каком направлении в стандартных условиях может протекать реакция:

CO(г) + H₂O(г) «CO₂(г) + H₂(г).

Ответ подтвердите расчетом (зависимостью энтальпии и энтропии реакции от температуры можно пренебречь).

50. Рассчитайте константу равновесия (К_р) реакции

СO₂(г) + H₂(г) ↔ СО(г) + H₂O(г)при T=500 K.

51. Укажите, в каком направлении может протекать реакция HCl(г) + NH₃(г) =NH₄Cl(к) при Т=400 ^оС? Ответ подтвердите расчетом (зависимостью энтальпии и энтропии реакции от температуры можно пренебречь).

52. Определите количество теплоты, выделяющейся при сгорании 5,6 л водорода (объем измерен при нормальных условиях) с образованием H₂O(ж).

53. Рассчитайте, сколько молей этилового спирта С₂Н₅ОН необходимо сжечь по реакции:

С₂Н₅ОН(г) + 3О₂(г) = 2СО₂(г) + 3Н₂О(г),

чтобы получить 2556 кДж теплоты.

54. Рассчитайте, сколько теплоты выделится при полном сгорании 8 г метана (СН₄, газ) с образованием СО₂(г)и Н₂О(г).

55. Рассчитайте количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 1 кг этилена (С₂Н₄), взятого в газообразном состоянии, если в результате реакции образуется углекислый газ и Н₂О(г).

56. При полном сгорании этилена (С₂Н₄, газ) по реакции:

С₂Н₄(г) + 3О₂(г) = 2СО₂(г) + 2Н₂О(ж)

выделилось 4358,2 кДж теплоты. Рассчитайте объем вступившего в реакцию кислорода, измеренный при нормальных условиях.

57. Для плавления 1,8 г льда потребовалось 567 Дж теплоты. Рассчитайте молярную теплоту плавления льда (∆Н ^о, кДж/моль).

58. Рассчитайте, какое количество теплоты выделится при сгорании 10 г цинка при стандартных условиях, если стандартная энтальпия образования оксида цинка ZnO ∆Н ^о₂₉₈=−350,6 кДж/моль.

59. Рассчитайте, сколько теплоты выделится при полном сгорании 1 м³ пентана (С₅Н₁₂), взятого в газообразном состоянии при н.у., если в результате реакции образуется углекислый газ и Н₂О(г).

60. Рассчитайте, какое количество теплоты выделится при сжигании 5 г магния в стандартных условиях, если стандартная энтальпия образования оксида магния ∆Н ^о₂₉₈MgO(тв)=−601,8 кДж/моль?

61. Рассчитайте, какое количество теплоты выделится при получении 2 моль этанола, согласно термохимическому уравнению

C₂ H₄(г) + H₂O(ж) = C₂ H ₅OH (ж).

62. Рассчитайте количество теплоты, выделяемое при полном

сгорании 1 м³ метана (СН₄), взятого в газообразном состоянии, если в результате реакции образуется углекислый газ СО₂(г) и Н₂О(г₎.

63. Рассчитайте количество теплоты, выделяемое при сгорании 16 г серы, если энтальпия образования оксида серы (IV) равна –296,9 кДж/моль.

64. Рассчитайте количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 100 л н-гептана (С₇Н₁₆), взятого в газообразном состоянии при н.у., если в результате реакции образуется СО₂(г) и Н₂О(г).

65. Какое количество теплоты выделится при окислении 150 г глюкозы кислородом до углекислого газа и Н₂О(ж).

66. Сколько теплоты выделится при сгорании газовой смеси 5,6 л кислорода и 11,5 л водорода при р =101,3 кПа и Т =298,15 К?

67. При какой температуре в стандартном состоянии установится равновесие реакции:

N₂(г) + 3H₂(г) 2NH₃(г).

68. При какой температуре в стандартном состоянии установится равновесие реакции:

2CO(г) C(графит) + СО₂(г).

69. Вычислите температуру, при которой в стандартном состоянии установится равновесии реакции:

2 NO₂(г) N₂O₄(г),

если известны: ∆Н ^о_{реакции}=−55,3 кДж; ∆S ^о_{реакции}=−175,8 Дж/К.

70. Рассчитайте стандартное изменение энергии Гиббса реакции сгорания изо -октана

изо -С₈Н₁₈(г) + 12,5О₂(г) = 8СО₂(г) + 9Н₂О(ж)

двумя способами – по табличным значения ∆G ^o₂₉₈и по значениям ∆Н ^о₂₉₈и S ^о₂₉₈.

71. Рассчитайте, сколько теплоты выделится при полном сгорании 16 г метана (СН₄, газ) с образованием СО₂(г)и Н₂О(г).