Решение задач по теме занятий

1. Теплота реакции взаимодействия гидроксида алюминия Al(OH)₃ с соляной кислотой составляет 234,2 кДж/моль. Сколько выделится теплоты, если для реакции взято 7,02 г Al(OH)₃?

2. При сгорании 1 кг бензола выделяется 41990 кДж. Определите теплоту сгорания бензола.

3. Теплоты образования оксида и диоксида азота равны соответственно 21,6 и 643 ккал/моль. Вычислите тепловой эффект реакции 2NO+O₂= 2NO₂ (в кДж/моль).

4. Теплоты сгорания ацетилена и этана равны соответственно 1300 и 1540 кДж/моль. Чему равна теплота гидрирования ацетилена до этана?

5. Вычислите теплоту образования кристаллогидрата СаСl₂ · 6Н₂О из безводной соли и воды по следующим данным: теплота растворения кристаллогидрата –18,02 кДж/моль; теплота растворения безводной соли 72,9 кДж/моль.

6. Теплота растворения Na₂SO₃ равна 11,3 кДж/моль; теплота гидратации этой соли до Na₂SO₃·7Н₂О составляет 58,1 кДж/моль. Вычислите теплоту растворения кристаллогидрата.

7. Теплота сгорания глюкозы равна 2816 кДж/моль; теплота сгорания этилового спирта равна 1236 кДж/моль. На основании этих данных вычислите тепловой эффект биохимического процесса брожения глюкозы:

С₆Н₁₂О₆= 2С₂Н₅ОН_(ж)+ 2СО₂(г)+ Q

8. Теплота сгорания углеводов и белков в организме человека составляет 4,1 ккал/г, жиров – 9,3 ккал/г. Среднесуточная потребность в белках, жирах и углеводах для студентов мужчин составляет соответственно 113, 106 и 451 г, для студентов женщин 96, 90 и 383 г. Какова суточная потребность студентов в энергии?

9. На испарение 1 моля воды требуется 40,7 кДж. Сколько теплоты будет потеряно за день при выделении через кожу 800 г воды? Сколько граммов углеводов должно быть окислено для получения этого количества теплоты?

10. В 100 г трески в среднем содержится 11,6 г белков и 0,3 г жиров. Рассчитайте калорийность порции трески массой 220 г.

11. При взаимодействии газообразного метана и сероводорода образуется сероуглерод CS_2(г) и водород. Определите изменение энтальпии реакции; напишите термохимическое уравнение.

12. При взаимодействии трех моль оксида азота (I) с аммиаком образуются пары воды и азота. Тепловой эффект реакции равен (ΔН=-877,76 кДж). Напишите термохимическое уравнение реакции и вычислите изменение энтальпии образования N₂O_(г).

13. Тепловые эффекты растворения MgSO₄ и МgSO₄ ^. 7Н₂О в воде соответственно равны: -84,8 кДж/моль и 15,9 кДж/моль. Какова теплота гидратации при переходе MgSO₄ в МgSO₄ ^. 7Н₂О?

14. Рассчитайте энтальпию образования Н₂О_2(ж), исходя из теплового эффекта реакции:

Н₂О_2(ж)= Н₂О_(ж)+ 1/2О_{2(г) Δ}Н= -98,03 кДж/моль

15. При получении одного моль эквивалента гидроксида кальция из СаО_(к) и Н₂О_(ж) выделяется 32,63 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение и вычислите энтальпию образования оксида кальция.

16. Энтальпия реакции нейтрализации азотной кислоты гидроксидом калия равна –57,3 кДж/моль. Вычислите энтальпию процесса, протекающего при добавлении к 100 мл раствора азотной кислоты с С=1 моль/л 150 мл раствора гидроксида калия с С=0,9 моль/л?

17. Энергетическую ценность пищевого продукта оценивают его теплотой сгорания (калорийностью) и выражают в кДж/г (ккал/г). Вычислите калорийность (в кДж/г):

а) жира тристеарина (С₅₇Н₁₁₀О₆), если энтальпия сгорания жира равна (-37760 кДж/моль);

б) сахарозы (С₁₂Н₂₂О₁₁), если энтальпия сгорания сахарозы равна (-5653 кДж/моль).

18. Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением:

С₂Н₅ОН_(ж)+ 3О_2(г)= 2СО_2(г)+ 3Н₂О_(ж). _ΔН=?

Вычислите энтальпию реакции, если известно, что энтальпия парообразования С₂Н₅ОН_(ж)=+38,58 кДж/моль и известны энтальпии образования С₂Н₅ОН_(г), СО_2(г), Н₂О_(ж).

19. В некоторых микроорганизмах при анаэробной (в отсутствии воздуха) ферментации протекает следующая реакция:

С₆Н₁₂О₆ 2 С₃Н₆О₃

глюкоза молочная кислота

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известны тепловые эффекты следующих процессов:

С₆Н₁₂О_6(г) + 6О_2(г) 6СО_2(г) + 6Н₂О_{(ж) Δ}Н= -2808 кДж/моль

С₃Н₆О_3(ж) + 3О_2(г) 3СО_2(г) + 3Н₂О_{(ж) Δ}Н= -1369 кДж/моль

20. Вычислите энтальпию образования метана, исходя из следующих термохимических уравнений:

а) Н_2(г) + 1/2О_2(г)=Н₂О_{(ж) Δ}Н₁= -285684 кДж

б) С_(к) + О_2(г)=СО_{2(г) Δ}Н₂= -393,51 кДж

в) СН_4(г) + 2О_2(г)=2Н₂О_(ж) + СО_{2(г) Δ}Н₃= -890,31 кДж

21. Вычислить энтальпию растворения лития в воде, используя данные по гидратированным ионам:

2Li_(к) + 2Н₂О_(ж)= 2Li⁺ + 2ОН^- + Н_2(г)

25. Какие из следующих оксидов могут быть восстановлены алюмотермически при 298 К:

а) CaO б) Fe₂O₃ в) РвО?

26. Какие из следующих оксидов могут быть восстановлены водородом до свободного металла при 298 К:

а) ZnO б) FeO в) Al₂O₃?

27. Определите устойчивость металлического кальция в атмосфере углекислого газа при 298К.

28. Пероксид водорода, образующийся в организме, разлагается под действием каталазы крови на воду и кислород. Возможен ли этот процесс в отсутствии каталазы? (p=1 атм., t=25^˚ С)?

29. Какой из 2х путей превращения глюкозы в организме сопровождается

большим изменением энергии Гиббса:

а) С₆Н₁₂О₆(р-р) = 2СО₂(г)+ 2С₂Н₅ОН(ж)

б) С₆Н₁₂О₆(р-р) = 2С₃Н₆О₃(р-р)

30. Могут ли существовать друг с другом сернистый газ и сероводород при t=25^˚С?

31. Покажите с помощью термодинамического расчета, что процесс перехода

НС-СООН НООС-СН

║ → ║

НС-СООН НС-СООН

а) малеиновая кислота б) фумаровая кислота

может осуществляться самопроизвольно в организме человека (t=37^оС), если известно:

∆Н^о₂₉₈(кДж/моль): а) -791 б) –312

∆S^о(кДж/моль•к): а) =160 б) 166

Термодинамические константы некоторых веществ

Вещество	ΔН0298 кДж/моль	ΔG0 298 кДж/моль	S0 298 Дж/моль*К
AgCI(к) AL2O3(к) BaCО3(к) ВеСО3(к) С(алмаз, к) С(графит, к) СН4(г) С2Н2(г) С2Н4(г) СН3ОН(г) С2Н5ОН(г)   CS2(г) CS2(ж) СО(г) СО2(г) СаСО3(к) СаО(к) Са(ОН)2(к) НСI(г) НСI(ж) FeO(к) Fe2O3(к) Fe3O4(к) Н2(г) N2(г) NН3(г) NН4CI(к) NO(г) NO2(г) O2(г) ОН –(р) Н+(р) Н2О(г) Н2О(ж) PCI3(г) PCI5(г) PОCI3(ж) S(к, ромб.) Н2S(г) С6Н6(ж) С2Н6(г) Сахароза С12Н22О11(т) Li+ (р)	-127,1 -1676 -1219 -982 1,828 -74,86 226,75 52,28 -201,17 -235,31   115,27 88,7 -110,52 -393,51 -1206,9 -635,5 -986,6 -91,8 -166,9 -264,8 -822,2 -1117,1 -46,19 -314,2 90,25 -230,19 -241,82 -285,83 -287,02 -366,0 -597,1 -21 -210,9 -846,67 -2220,9 -278,5	-109,8 -1582 -944,7 2,833 -50,79     -137,14 -394,38 -1128,8 -604,2 -896,8 -94,79 -131,2 -244,3 -740,3 -1014,2 -16,71 -203,2 86,58 51,5 -157,42 -228,61 -237,24 -260,5 -305,4 -521,3 -33,8	96,11 50,92 67,29 2,36 5,74 186,19 200,82 219,45 239,780 278,03   237,82 151,0 197,54 213,68 92,9 39,7 76,1 186,8 56,5 60,75 87,4 146,2 130,52 199,9 192,6 95,8 210,6 240,2 205,04 -10,86 188,72 70,08 311,7 364,5 222,5 31,9 205,7     359,8