Контрольная работа 1 ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

1 Контрольная работа 1 ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА 1. Химическая термодинамика как наука. Первый закон термодинамики, его формулировка и математическое выражение. 2. Что называется термодинамической системой? Гомо- и гетерогенные системы. Открытые, закрытые и изолированные системы. Параметры системы. Понятия об изобарных, изотермических и изохорных процессах. 3. Первый закон термодинамики для изохорного и изобарного процессов. Понятие об энтальпии. Закон Гесса и его следствия. 4. Обратимые и необратимые процессы. Понятие о внутренней энергии. Математическое выражение первого закона термодинамики. 5. Что называется тепловым эффектом? Связь между тепловым эффектом реакции при постоянном давлении и тепловым эффектом реакции при постоянном объеме. 6. Что называется удельной, молярной, средней и истинной теплоемкостью? Уравнение для теплоемкости. 7. Термохимия. Определение теплоты реакции по правилу Гесса. 8. Второй закон термодинамики. Его формулировки и математическое выражение. 9. Вычислить тепловой эффект реакции (ΔН) при стандартных условиях Fe 2 O 3 (тв) +3CO(г) =2Fe(тв) + 3CO 2 ( г ), если теплоты образования ΔН 0 (Fe 2 O 3 ) = -821,3; ΔН 0 (СO) = -110,5 и ΔН 0 (СO2)= -393,5 кдж/моль. 10. Определить изменение изобарно-изотермического потенциала при стандартных условиях для реакции 2НCl(г) + Ca(тв) = CaCl2(тв) + Н 2 ( г ), если ΔG 0 для НCl( г )= 94,9; а для CaCl 2 749,5 кдж/моль. Протекает ли этот процесс самопроизвольно? 11. Определить изменение изобарно-изотермического потенциала реакции N 2 +2H 2 O( Ж )= NH 4 NO 2 ( Ж ) и дать заключение о направлении ее протекания при стандартных условиях, если ΔG 0 для H 2 O( ж ) = -237,4, а для NH 4 NO 2 ( ж ) =115,8 кдж/моль. 12. В каком направлении пойдет реакция C 6 H 12 = 3 C 2 H 4 при 1000К, если при этой температуре ΔG 0 для C 6 Н 12 = 402,1, а для C2Н4 =114,1 кдж/моль. 13. При 298 К и 1 атм испаряется 1 г Н 2 О и 1 г CH 3 OH. Для какого из веществ и на сколько потребуется больше теплоты на испарение, есль ΔН 0 исп(н 2 О)=43,97 кдж/моль, а ΔН 0 исп(ch 3 OH)=38,54 кдж/моль? 14. Как изменяется энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал) системы при растворении сахара в воде при постоянных температуре и давлении? 15. Понятия о внутренней энергии системы, о теплоте и работе. Что такое «функция состояния» в термодинамике? 16. Термодинамический процесс, термодинамические параметры процесса. 17. Объяснить понятия: «теплота образования химических соединений», «теплота сгорания» и «теплоемкость вещества». 18. Понятие энтропии. Энтропия и термодинамическая вероятность. Расчет изменения энтропии для различных процессов. 19. Зависимость теплового эффекта реакций от температуры. Формула Кирхгофа. 20. При 25 0 С AG (NH3) = - 16,5 3 Дж -моль -1. Рассчитайте AG реакции образования NH 3 при парциальных давлениях N 2J Н 2 и NH 3, равных 3 атм., 1 атм., 4 атм., соответственно. В какую сторону реакция будет идти самопроизвольно при этих условиях? 21. Рассчитать константы равновесия (К с и К р ) для реакции 2CO+2H 2 = CH 4 +CO 2 при 1000 К и 20 атм., если равновесная смесь газов состоит из 22,2% CH 4, 31,8% CO 2, 20,2% CO и 25,8% Н Определить константу равновесия для реакции CO+2H 2 =CH 3 OH при 800 К, если при 298 К значение К р равно 4,13* Тепловой эффект этой реакции составляет -103,7 кдж/моль. 23. Константа равновесия для реакции CO+H2O=CO2+H2 при температуре 1000 К равна 1,36, а при температуре 1200К - 0,68. Определить тепловой эффект для этой реакции.

2 24. Для реакции CaSO 4 + Na 2 CO 3 = CaCO 3 + Na 2 SO 4 рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 567 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при CaSO 4 Na 2 CO 3 CaCO 3 Na 2 SO 4 ΔН обр, 298, Дж/моль -1452, ,9-1389,3 S 0, Дж/моль К 33, ,9 138 С р, Дж/моль К ,88-200,2 25. Для реакции CH 3 NH 2 + 5/2O 2 = CO 2 + NO 2 + H 2 O (ж) рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 400 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при CH 3 NH 2 O 2 CO 2 NO 2 H 2 O (ж) ΔН обр, 298, Дж/моль -333, ,5 33,18-285,8 S 0, Дж/моль К 104,6 205,14 213,7 240,06 69,9 С р, Дж/моль К 93,14 29,36 37,11 37,2 75, Для реакции NH 3 + 5O 2 = 4NO + H 2 O (ж) рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 750 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при данных С р, Дж/моль К 35,06 29,36 29,85 33, Для реакции 2СН 3 ОН+ 3O 2 = 2CO 2 + 4H 2 O (ж) рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 980 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при СН 3 ОН O 2 CO 2 H 2 O (ж) ΔН обр, 298, Дж/моль -238, ,5-285,8 S 0, Дж/моль К 126,8 205,14 213,7 69,9 С р, Дж/моль К 81,6 29,36 37,11 75, Для реакции С 6 Н 12 О 6 + 6O 2 = 6CO 2 + 6H 2 O (ж) рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 460 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при С 6 Н 12 О 6 O 2 CO 2 H 2 O (ж) ΔН обр, 298, кдж/моль -1276, ,5-285,8 S 0, Дж/моль К 212,13 205,14 213,7 69,9 С р, Дж/моль К 218,87 29,36 37,11 75, Для реакции С 12 Н 22 О 12 = α-с 6 Н 12 О 6 + β-с 6 Н 12 О 6 рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 760 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при α-с 6 Н 12 О 6 β-с 6 Н 12 О 6 С 12 Н 22 О 12 ΔН обр, 298, кдж/моль -1276,5-1268, ,12 S 0, Дж/моль К 212,13 228,03 360,24 С р, Дж/моль К 218,87 218,87 425, Для реакции С 4 Н 10 = С 4 Н 8 + Н 2 рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 530 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при С 4 Н 10 С 4 Н 8 Н 2 ΔН обр, 298, кдж/моль -126,15-0,13 0 S 0, Дж/моль К 310, ,68 С р, Дж/моль К 97,45 305,17 28,8 31. Для реакции S + 6HNO 3 = 6NO 2 + H 2 SO 4 + 2H 2 O (ж) рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 900 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при

3 S HNO 3 NO 2 H 2 SO 4 H 2 O (ж) ΔН обр, 298, Дж/моль 0-173,6 33,18-887,34-285,8 S 0, Дж/моль К 31,8 155,6 240,06 131,8 69,9 С р, Дж/моль К 22,64 109,87 37, , Для реакции 3Сu + 8HNO 3 = 2NO + 3Cu(NO 3 ) 2 + 4H 2 O (ж) рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 450 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при Cu HNO 3 NO Cu(NO 3 ) 2 H 2 O (ж) ΔН обр, 298, Дж/моль 0-173,6 90,25-345,2-285,8 S 0, Дж/моль К 33,15 155,6 210,76 192,4 69,9 С р, Дж/моль К 24,44 109,87 29,85-173,2 75, Для реакции 4NO + 6H 2 O (г) = NH 3 + O 2 рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 1000 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при данных С р, Дж/моль К 35,06 29,36 29,85 33, Изменение теплоёмкости в ходе реакции ΔС р >0. как изменится тепловой эффект реакции при повышении температуры? 35. Для реакции C 6 H 12 = C 6 H 6 + 3H 2 рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 480 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при C 6 H 6 H 2 C 6 H 12 ΔН обр, 298, ккал/моль 19,8 0-9,9 S 0, кал/моль К 19,5 6,9 31,6 С р, кал/моль К 64,3 31,2 91,9 36. Изменение теплоёмкости в ходе реакции ΔС р =0. Как изменится тепловой эффект реакции при повышении температуры? 37. Для реакции 4HCl + O 2 = 2 H 2 O (г) + 2 Cl 2 К р =18,5 атм -1 при 900 К. Определить ΔG o и ΔG, направление процесса реакции 4HCl + O 2 = 2 H 2 O (г) + 2 Cl 2 при 900К, если. 38. Рассчитайте К р реакции 4HCl + O 2 = 2 H 2 O (г) + 2 Cl 2 при 500 К, если средний тепловой эффект реакции, а. 39. Какое влияние на равновесную концентрацию железа в реакции 2 FeO (тв) = 2 Fe (тв) + О 2 ( ) будут оказывать следующие изменения: б) увеличение общего давления; в) увеличение концентрации О 2 ; Запишите константу равновесия и условие химического равновесия для этой реакции. 40. Для реакции N H 2 = 2NH 3 Кр = (атм) при 625 К. Определить направление процесса, если исходная смесь имеет следующий состав. 41. Рассчитайте К р реакции 2 FeO (тв) = 2 Fe (тв) + О 2 при 600 К, если, и при 1000К К р = атм. 42. Рассмотрим реакцию: SO 2 + ½ O 2 = SO ккал. Запишите константу равновесия и условие химического равновесия для этой реакции. Какое влияние на равновесную концентрацию SO 3 будут оказывать:

4 б) увеличение общего давления; в) увеличение концентрации О 2 ; 43. Определите направление процесса SO 2 + ½ O 2 = SO 3 при 1000 К, если К р = 1,28 атм, а исходная смесь имеет следующий состав. Рассчитайте К р реакции SO 2 + ½ O 2 = SO ккал при 600 К. 44. Какое влияние на равновесную концентрацию продуктов в реакции Н 2газ + Cl 2газ = 2НСl газ ΔH = -183,9 кдж будут оказывать следующие изменения: б) увеличение общего давления; в) увеличение концентрации Н 2 ; Запишите константу равновесия и условие химического равновесия для этой реакции. 45. Для реакции СН 4(г) + Н 2 О (г) = СО (г) + 3 Н 2(г) К р = 312 (атм) при 1000 К. Определите направление процесса, если исходная смесь имеет следующий состав. 46. Рассчитайте константу равновесия реакции 2Ag (тв) + ½ О 2 = Ag 2 O (тв) при 298К, если давление диссоциации Ag 2 O при этой температуре равно Па. 47. Для реакции SO 2 Cl 2(г) = SO 2 + Cl 2 К р = (атм) при С. Определите направление процесса, если исходная смесь имеет следующий состав. 48. Константа равновесия К р реакции Ca(OH) 2 = CaO + H 2 O (газ) при 772К равна (Па), а при 807К ( Па). Считая величину теплового эффекта реакции постоянной в данном интервале температур, рассчитать К р при 750К. 49. Для реакции CO 2 = CO + ½ O 2 К р = при 1500 К. Определите направление процесса, если исходная смесь имеет следующий состав. 50. Рассчитайте для реакции N 2газ + 3H 2газ = 2NH 3газ (ΔH = -92,0 кдж) К р при 1000 К, если при 625К константа равновесия К р = (атм). 51. Рассмотрим реакцию СО газ + 1/2О 2газ = СО 2газ ΔH = -110,4 кдж Запишите константу равновесия и условие химического равновесия для этой реакции. Какое влияние на равновесную концентрацию продуктов будут оказывать следующие изменения: а) повышение температуры в реакционном сосуде, б) уменьшение общего давления, в) увеличение концентрации исходных веществ, г) введение катализатора 52. Для реакции CO + H 2 O (г) = CO 2 + H 2 К р = 0.31 при 1500 К. Определите направление процесса CO + H 2 O (г) = CO 2 + H 2, если исходная смесь имеет следующий состав. 53. Рассчитайте для реакции 2CO 2 = 2CO + O 2 ( ΔH = 561,9 кдж) К р при 2000 К, если при 1500К константа равновесия К р = Для реакции NH 3 + O 2 = 4NO + 6H 2 O (г) рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 460 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при данных

5 С р, Дж/моль К 35,06 29,36 29,85 33, Для реакции С 4 Н 8 + Н 2 =С 4 Н 10 рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 360К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при С 4 Н 10 С 4 Н 8 Н 2 ΔН обр, 298, кдж/моль -126,15-0,13 0 S 0, Дж/моль К 310, ,68 С р, Дж/моль К 97,45 305,17 28,8 56. Для реакции CaCO 3 + Na 2 SO 4 = CaSO 4 + Na 2 CO 3 рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 880 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при CaSO 4 Na 2 CO 3 CaCO 3 Na 2 SO 4 ΔН обр, 298, Дж/моль -1452, ,9-1389,3 S 0, Дж/моль К 33, ,9 138 С р, Дж/моль К ,88-200,2 57. Для реакции C 6 H 6 + 3H 2 = C 6 H 12 рассчитайте ΔН, ΔU, ΔS, ΔG при температуре 298 К и 473 К. Сделайте вывод, возможно ли протекание этой реакции при C 6 H 6 H 2 C 6 H 12 ΔН обр, 298, ккал/моль 19,8 0-9,9 S 0, кал/моль К 19,5 6,9 31,6 С р, кал/моль К 64,3 31,2 91,9 ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

ЗАДАНИЕ Термодинамические потенциалы. Химическое равновесие. Вариант 1 1. Запишите условие химического равновесия для реакции СН (г) + / О (г) = СО (г) + Н О (ж).. Какой знак имеет разность химических