Вычислите теплоту сгорания этилена С2Н4, если известно, что теплота его образования 52,3 кДж/моль. Каков тепловой эффект сгорания 10 л С2Н4 (27° С и 98,64 кПа)?
При сгорании одного литра ацетилена (0оС и 101,3 кПа) выделяется
КДж. Вычислите ΔНообр ацетилена.
47. Вычислите ΔGо следующих реакций и определите, в каком направлении они будут протекать, если все вещества взяты при стандартных условиях:
| а) 2N2O(г) + O2(г) ↔ 4NO(г); | к) MgCO3(к) ↔ MgO(к) + СО2 (г); |
| б) N2O(г) + NO(г) ↔ NO2 (г) + N2(г); | л) N2(г) + О2(г) ↔ 2NО(г); |
| в) N2O(г) + NO2 (г) ↔ 3NO(г); | м) 3MnO2 (к) ↔ Mn3O4(к) + О2 (г); |
| г) 4НС1(г) + O2 (г) ↔ 2C12 (г) + 2H2O(г); | н) ВаСО3 (к) ↔ ВаО(к) + СО2 (г); |
| д) H2 (г) + Se(г) ↔ H2Se(г); | п) 2Au(к) + 3/2О2 (г) ↔ Au2О3 (к); |
| е) 2HF(г) + O3 (г) ↔ Н2О(г) + F2(г) + O2 (г); | р) Fe2O3(к) + 3СО(г) ↔ 2Fe(к) + 3СО2 (г); |
| ж) O3 (г) + Н2О2 (ж) ↔ 2O2(г) + Н2О(ж); | с) NiO(к) + Pb(к) ↔ Ni(к) + PbO(к) |
| и) СаСО3 (к) ↔ СаО(к) + СО2(г); |
48. Возможна ли следующая реакция:
2Hg2Cl2 = 2HgCl2 + 2Hg?
Ответ подтвердите, рассчитав AG°298 этой системы.
49. Определите ΔGо298 реакции
МеО(к) + СО2 (г) = МеСО2 (к)
для металлов от Вe до Ва; на основании этого сделайте вывод об изменении основных свойств оксидов этих металлов.
50. Исходя из величин ΔGо298 соединений, участвующих в реакции, определите, возможна ли реакция
А12О3 (к) + 2SО3 (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 ΔGо298 следующих реакций восстановления оксида железа (II):
а) FeO(к) + ½С(графит) = Fe(к) + ½СО2 (г)
б) FeO(к) + С(графит) = Fe(к) + СО(г)
в) FeO(к) + СО(г) = Fe(к) + СО2(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 ΔGо298 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) + NH3(г)
57. Вычислите ΔGообразования СН4, С2Н4 и NH3,исходя из значений ΔНообр. и изменения энтропии ΔSo.
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 ΔGо для реакции СаСО3(к) ↔ СаО(к) + СО2(г)
при 25, 500 и 1500оС. Зависимостью ΔНо и ΔSo от температуры пренебречь.
Построить график зависимости ΔGо 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 ΔG° образования в кДж/моль. Вычислите ΔG° 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) | г) Ва2+(р) + SO4 (p) = BaSO4 (к) |
| 77,11 –276,5 –186,6 | –560,7 –743 –1351,4 |
| б) Ag+(р) + С1–(р) = AgCl (к) | д) Са2+(р) + 2F–(р) = CaF2 (к) |
| 77,11 –131,17 –109,6 | –553,0 –276,5 –1164,0 |
| в) Mg2+(p) + SO4–2(p) = MgSO4 (к) | е) Са2+(р) + 2С1–(р) = СаС12 (к) |
| –456,0 –743 –1171,5 | –553,0 –131,17 –750,2 |
ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
| Номер варианта | Номер задачи | |||||
| 16а | 47а | |||||
| 16б | 47б | |||||
| 16в | 47в | |||||
| 16г | 47г | |||||
| 16д | 47д | |||||
| 16е | 47е | |||||
| 16ж | 47ж | |||||
| 16и | 47и | |||||
| 16к | 47к | |||||
| 16л | 47л | |||||
| 16м | 47м | |||||
| 16н | 47н | |||||
| 16п | 47п | |||||
| 16р | 47р | |||||
| 16с | 47с |
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица
Стандартные энтальпии образования, ∆Нº298 энтропии, Sº298 и
энергии Гиббса образования ∆Gº298 некоторых веществ при 298 К (25 °С)
| Вещество | ∆Нº298, кДж/ моль | Sº298, Дж/ (моль·К) | ∆Gº298, *кДж/ моль | Вещество | ∆Нº298, кДж/моль | Sº298, Дж/ (моль·К) | ∆Gº298, * кДж/ моль |
| Ag (к) | 42,69 | HF (г) | –270,7 | 178,7 | –272,8 | ||
| AgBr (к) | –99,16 | 107,1 | –95,94 | HI (г) | 26,6 | 206,5 | 1,8 |
| AgCI (к) | –126,8 | 96,07 | –109,7 | HN3 (ж) | 294,0 | 328,0 | 238,8 |
| AgI (к) | –64,2 | 114,2 | –66,3 | Н2O (г) | –241,8 | 188,7 | –228,6 |
| AgF (к) | –202,9 | 83,7 | –184,9 | Н2O (ж) | –285,8 | 70,1 | –237,3 |
| AgNO3 (к) | –120,7 | 140,9 | –32,2 | Н2S (г) | –21,0 | 205,7 | –33,02 |
| Ag2O (к) | –30,56 | 121,7 | –10,82 | Н2S (ж) | –39,33 | 122,2 | –27,36 |
| Ag2CO3(к) | –506,1 | 167,4 | –437,1 | Н2Sе (г) | 85,77 | 221,3 | 71,13 |
| AI (к) | 28,31 | Н2Te (г) | 154,39 | 234,3 | 138,48 | ||
| А12О3 (к) | -1676,0 | +50,9 | -1582,0 | HCIO (ж) | –116,4 | 129,7 | 80,0 |
| AI(OH)3(к) | -1275,7 | 74,1 | -1139,7 | HNO3 (ж) | –173,0 | 156,16 | –79,91 |
| AICI3 (к) | –697,4 | 167,0 | –636,8 | Н2SO4 (ж) | –811,3 | 156,9 | –742,0 |
| AI2(SO4)3 | -3434,0 | 239,2 | -3091,9 | HPO3 (ж) | –982,4 | 150,6 | –902,91 |
| As (к) | 35,1 | H3PO4 (ж) | -1271,94 | 200,83 | -1147,25 | ||
| As2O3 (к) | –656,8 | 107,1 | –575,0 | K (к) | 64,35 | ||
| As2O5 (к) | –918,0 | 105,4 | –772,4 | K2О (к) | –361,5 | 87,0 | –193,3 |
| Au (к) | 47,65 | KОН (к) | –425,93 | 59,41 | –374,47 | ||
| Au2О3 (к) | –3 | KNO3 (к) | –492,71 | 132,93 | –393,13 | ||
| AuF (к) | –74,3 | 96,4 | –58,6 | KNO2 (к) | –370,28 | 117,15 | –281,58 |
| AuF3 (к) | -348,53 | 114,2 | -297,48 | K2SO4 (к) | -1433,44 | 175,73 | -1316,37 |
| Au(OH)3(к) | –418,4 | 121,3 | -289,95 | KНSO4 (к) | –1158,1 | 187,89 | -1043,49 |
| AuCI3 (к) | –118,4 | 146,4 | –48,53 | KН (к) | –56,9 | 67,95 | –38,49 |
| KCl (к) | –435,9 | 82,6 | –408,0 | ||||
| B (к) | 5,87 | KClO3 (к) | –391,2 | 143,0 | –289,9 | ||
| B2O3 (к) | -1264,0 | 53,85 | –1184 | ||||
| B2H6 (г) | 31,4 | 232,9 | 82,8 | Li | 28,03 | ||
| Ba (к) | 64,9 | Li2O | –595,8 | 37,9 | –560,2 | ||
| ВаО (г) | –131 | –152 | Li(OH) | –487,8 | 42,81 | –443,1 | |
| ВаО (к) | –538 | 70,3 | –510 | Mg (к) | 32,55 | ||
| BaCO3(к) | –1201 | –1123 | MgО (к) | –601,24 | 26,94 | –569,6 | |
| Be (к) | 9,54 | Mg(ОН)2к | –924,66 | 63,14 | –833,7 | ||
| BeO (к) | –598,7 | 14,10 | –581,6 | MgCO3(к) | -1096,21 | 65,69 | –1029,3 |
| BeCO3(к) | -981,57 | 199,4 | -944,75 | МgSO4(к) | -1063,74 | 112,13 | –955,96 |
| Bi (к) | 56,9 | МgCI2 (к) | –641,1 | 89,9 | –591,6 | ||
| BiCI3 (г) | –270,7 | 356,9 | –260,2 | Мg3N2 (к) | –461,1 | 87,9 | –400,9 |
| BiCI3 (к) | –379,1 | 189,5 | –318,9 | МgО (к) | –601,8 | 26,9 | –569,6 |
| Br2 (ж) | МnО (к) | –385,10 | 61,5 | –363,3 | |||
| Br2 (г) | 30,92 | 254,35 | 3,14 | МnО2 (к) | –521,49 | 53,14 | –466,68 |
| Мn2O3 (к) | –957,72 | 110,46 | –879,91 | ||||
| С (граф.) | 5,7 | Мn3O4 (к) | -1387,60 | 154,81 | –1282,9 | ||
| С (алмаз) | |||||||
| СС14 (г) | –103 | –61 | N2 (г) | 200,0 | |||
| СС14 (ж) | –135,4 | 214,4 | –64,6 | NH3(г) | –46,2 | 192,6 | –16,7 |
| СН4 (г) | –74,9 | 186,2 | –50,8 | NH4OH (ж) | –366,69 | 179,9 | –263,8 |
| С2H2 (г) | 226,8 | 200,8 | 209,2 | NH4CI (к) | –315,39 | 94,56 | –343,64 |
| С2H4 (г) | 52,3 | 219,4 | 68,1 | NH4NO2(к) | –256 | – | – |
| С2H6 (г) | –89,7 | 229,5. | –32,9 | N2O (г) | 82,0 | 219,9 | 104,1 |
| С6H6 (ж) | 82,9 | 269,2 | 129,7 | NO (г) | 90,3 | 210,6 | 86,6 |
| C2H5OH (ж) | –277,6 | 160,7 | –174,8 | N2O3 (г) | 83,3 | 307,0 | 140,5 |
| C6H12O6 (глюкоза) | -1273,0 | – | –919,5 | NO2 (г) | 33,5 | 240,2 | 51,5 |
| CH3COOH (ж) | –484,9 | 159,8 | -392,46 | N2O4 (г) | 9,6 | 303,8 | 98,4 |
| C6H5COOH (к) | –385 | – | N2O5 (г) | 83,3 | 307,0 | 140,5 | |
| СО (г) | –110,5 | 197,5 | –137,1 | ||||
| СO2 (г) | –393,5 | 213,7 | –394,4 | Na (к) | 51,42 | ||
| СOCI2 (г) | –223,0 | 289,2 | –210,5 | Na2O (к) | –430,6 | 71,1 | –376,6 |
| CS2 (г) | 115,3 | 237,8 | 65,1 | NaOH (к) | –426,6 | 64,18 | –377,0 |
| CS2 (ж) | 87,8 | 151,0 | 63,6 | NaCI (к) | –410,9 | 72,36 | –384,0 |
| Ca | 41,62 | Na2CO3 (к) | –1129,0 | 136,0 | –1047,7 | ||
| СаСO3 (к) | -1207,0 | 88,7 | -1127,7 | Na2SO4 (к) | –1384,0 | 149,4 | –1266,8 |
| СаF2 (к) | -1214,6 | 68,9 | -1161,9 | Na2 SiO3 (к) | –1518,0 | 113,8 | –426,7 |
| СаSiО3 (к) | –1635 | +82 | –1550 | NiO (к) | –239,7 | 33,0 | –211,6 |
| CaCI2 (к) | –785,8 | 113,8 | –750,2 | O2 (г) | 205,0 | ||
| CaC2 (к) | –62,7 | 70,3 | 67,8 | OF2(г) | 25,1 | 247,0 | 42,5 |
| Ca3N2 (к) | –431,8. | –368,6 | |||||
| CaO (к) | –635,5 | 39,7 | –604,2 | РС13 (ж) | –320,9 | 218,5 | –274,1 |
| Са(OH)2 (к) | –986,6 | 76,1 | –896,8 | РС13 (г) | –287,02 | 311,7 | –267,9 |
| СаSО4 (к) | -1424,0 | 106,7 | -1320,3 | РС15 (к) | –445,9 | 170,8 | –318,2 |
| Ca3(PO4)2(к) | -4125,0 | 240,9 | -3899,5 | РС15 (г) | –374,9 | 364,5 | –305,1 |
| РН3(г) | |||||||
| С12 (г) | 222,9 | P2O3 (к) | –820 | 173,5 | – | ||
| С12O (г) | 76,6 | 266,2 | 94,2 | P2O5 (к) | –1492 | 114,5 | –1348,8 |
| ClО2 (г) | 105,0 | 257,0 | 122,3 | ||||
| Cl2O7 (ж) | 251,0 | – | – | Pb (к) | 64,9 | ||
| Cr (к) | 23,76 | РЬО (к) | –219,3 | 66,1 | –189,1 | ||
| Cr2O3 (к) | -1140,6 | 81,2 | -1050,0 | PbO2 (к) | –276,6 | 74,9 | –218,3 |
| CoO (к) | –162,0 | 42,6 | –129,9 | PbCI2 (к) | –359,2 | 136,4 | –313,97 |
| Cu (к) | 33,3 | PbSO4 (к) | –918,1 | 147,28 | –811,24 | ||
| Cu2O (к) | -167,36 | 93,93 | -146,36 | PbS (к) | –94,28 | 91,20 | –92,68 |
| CuO (к) | –165,3 | 42,64 | -127,19 | ||||
| Cu(OH)2 | –443,9 | 79,50 | -356,90 | Rb (к) | 76,2 | ||
| CuF2 (к) | –530,9 | 84,5 | –485,3 | Rb2O (к) | –330,12 | 109,6 | –290,79 |
| CuCI2 (к) | –205,9 | 113,0 | –166,1 | RbOH (к) | –413,8 | 70,7 | –364,43 |
| CuBr2 (к) | -141,42 | 142,34 | -126,78 | ||||
| CuI2 (к) | –21,34 | 159,0 | –23,85 | S (ромб) | 31,88 | ||
| Cu2S (к) | –82,01 | 119,24 | –86,19 | SO2 (г) | –296,9 | 248,1 | –300,г |
| CuS (к) | –48,5 | 66,5 | –48,95 | SO3 (г) | –395,8 | 256,7 | –371,2; |
| CuSO4 (к) | –771,1 | 113,3 | -661,91 | SiCI4 (ж) | –687,8 | 239,7 | – |
| CuCO3 (к) | -594,96 | 87,9 | -517,98 | SiH4 (г) | 34,7 | 204,6 | 57,2 |
| Cu(NO3)2 | -307,11 | 193,3 | -114,22 | SiO2кварц | –910,9 | 41,8 | –856,7 |
| SnO (к) | –286,0 | 56,5 | –256,9 | ||||
| Fe (к) | 27,15 | SnO2 (к) | –580,8 | 52,3 | –519,3 | ||
| FeO (к) | -263,68 | 58,79 | -244,35 | ||||
| Fe2O3(к) | –822,2 | +87,4 | –740,3 | SrO (к) | –590,4 | 54,4 | –559,8 |
| Fe3O4 (к) | -1117,1 | +146,2 | -1014,2 | SrCO3 (к) | –1221,3 | 97,1 | –1137,6 |
| Fe(ОН)3к | -824,25 | 96,23 | -694,54 | ||||
| FeCl3(к) | –405,0 | 130,1 | -336,39 | Тi (к) | 30,6 | ||
| FeSO4 (к) | -922,57 | 107,51 | -829,69 | TiС14(ж) | –804,2 | 252,4 | –737,4 |
| FeCO3 (к) | -744,75 | 92,9 | -637,88 | TiO2 (к) | –943,9 | 50,3 | –888,6 |
| Н2 (г) | 130,5 | WО3 (к) | –842,7 | 75,9 | –763,9 | ||
| HBr (г) | –36,3 | 198,6 | –53,3 | Zn (к) | 41,52 | ||
| НСN (г) | 135,0 | 113,3 | 125,5 | ZnО(к) | –350,6 | 43,6 | –320,7 |
| НCl (г) | –92,3 | 186,8 | –95,2 | ZnS (к) | –201,0 | 57,7 | –198,32 |
| НCl (ж) | –167,5 | 55,2 | –131,2 | ZnSO4 (к) | –978,2 | 124,6 | –871,57 |
* В литературе применяются термины–синонимы: свободная энергия, свободная энтальпия, свободная энергия при постоянном давлении, потенциал Гиббса, функция Гиббса, энергия Гиббса, изобарный потенциал, изобарно–изотермический потенциал
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. 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.
4. Гольбрайх З.Е., Маслов Е.И. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: Высшая школа, 1997. – 384 с.
5. Булатова О.Ф., Сыркин А.М. Тепловые эффекты и направление химических процессов: учебное пособие.-Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008 г. 67с.
ЗАДАНИЕ №3
по теме: «ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ»