Vi. енергетика та кінетика хімічних процесів

1. Користуючись необхідними термодинамічними функціями розрахувати можливість відновлення зо допомогою оксиду вуглецю (ІІ) таких металів з їх оксидів: Al₂O₃, CuO.

2. Розрахувати зміну ізобарного потенціалу реакції MgCO₃(к) ↔ MgO_(к) + +CO_2(г) для 400 і 1000 К, а також температуру при якій система досягає стану рівноваги.

3. В якому напрямку наведена нижче реакція буде проходити самовільно:

Fe₂O_3(к) + 3H_2(г) = Fe_(к) + 3H₂O_(г)

Необхідні для розрахунку ΔG°₂₉₈ реакції значення ΔН°₂₉₈ і ΔS°₂₉₈ реагуючих речовин знайти в додатку 2.

4. Чи можна оксиди бору та кремнію відновити вуглецем в стандартних умовах (дані для розрахунків з додатку 2)?

5. Розрахувати зміну ізобарно-ізотермічного потенціалу для реакцій:

SO_2(г) + ½ O_2(г) = SO_3(г)

3Fe₂O_3(к) + CO_(г) = 2Fe₃O_4(к) +CO_2(к)

6. Використовуючи допоміжні дані (додаток 2) визначити, яка з реакцій термодинамічно можлива в стандартних умовах:

CaCO_3(к) = CaO_(к) + CO_2(г)

CaO_(к) + CO_2(г) = CaCO_3(к)

Ca(OH)_2(к) = CaCO_3(к) + H₂O_(р)

7. Користуючись необхідними термодинамічними функціями розрахувати можливість відновлення зо допомогою оксиду вуглецю (ІІ) таких металів з їх оксидів: ZnO, Ag₂O.

8. Використовуючи дані довідника, визначити термодинамічну можливість протікання в стандартних умовах наступних реакцій:

2Ag_(к) + 1/2O_2(г) = Ag₂O_(к)

2Сu_(к) + 1/2O_2(г) = Cu₂O_(к)

9. Розрахувати стандартну зміну енергії Гіббса для хімічної реакції:

NH_3(г) + HCl_(г) = NH₄Cl_(к)

10. Визначити зміну ентропії в стандартних умовах для хімічної реакції:

2С_(гр) + 3Н_2(г) → С₂Н_6(г)

11. Розрахувати зміну ізобарно-ізотермічного потенціалу для реакцій:

4NO_(г) + 3O_2(г) + H₂O_(р) = 4HNO_3(р)

CaO_(к) + CO_2(г) = CaCO_3(к)

12. Використовуючи дані довідника, визначити термодинамічну можливість протікання в стандартних умовах наступних реакцій:

2Al_(к) + 3/2O_2(г) = Al₂O_3(к)

Сu_(к) + 1/2O_2(г) = CuO_(к)

13.Які фактори і яким чином впливають на швидкість хімічних реакцій?

14. Визначити число фаз і компонентів в системах:

а) лід, рідка вода, пара води;

б) Na₂CO_3(р) + H₂О_(p) = NaOH_(р) +NaHCО_3(p);

в) Na_(г) +3H_2(г) = 2NH_3(г);

г) AgNO_3(p) + KCl_(p) = AgCl_(т) + KNO_3(p).

15. Як залежить швидкість хімічної реакції від концентрації реагуючих речовин? Написати математичний вираз для швидкостей реакцій, що відбува­ються за рівняннями:

a) 4NH₃ + 5О₂ = 4NО + 6H₂О;
б)2H₂S +SO₂=3S+ 2H₂О;

в)H₂ + C1₂=HC1.

16. Як зміниться швидкість реакції 2SO₂ + O₂ = 2SO₃:

а) якщо збільшити концентрацію кисню у 2 рази?

б) якщо залишити концентрацію кисню початковою і збільшити втричі концентрацію SO₂?

17. Реакція між речовинами А і В відбувається за рівнянням А + 2В = С.
Початкова концентрація речовини А дорівнює 0,3 моль/дм³, а речовини
В - 0,5 моль/дм³. Константа швидкості даної реакції 0,4. Обчислити
початкову швидкість реакції і швидкість реакції через деякий час, коли
концентрація речовини А зменшилася до 0,1 моль/дм³.

18. Як зміниться швидкість реакції Н₂ + С1₂=2НС1, якщо удвічі збільшити:

1) тиск в системі?

2) концентрацію водню в системі?

19. Написати формулу залежності швидкості реакцій від температури. Як
зміниться швидкість реакції при підвищенні температури від 80°С до 130°С, якщо температурний коефіцієнт цієї реакції 3?

20. При 80°С деяка реакція закінчується за 16 хвилин. Скільки потрібно часу для проведення тієї ж реакції:

а) при 120°С?

б) при 60°С?

Температурний коефіцієнт цієї реакції = 2.

21. Як змінюється швидкість хімічної реакції 2Fe + 3Cl₂ =2FeCl₃, якщо тиск в
системі збільшити у 6 разів?

22. На скільки градусів потрібно підвищити температуру, щоб швидкість

реакції збільшилась у 64 рази, якщо температурний коефіцієнт реакції

дорівнює 2?

23. Які існують засоби впливу на рівноважні системи для зміщення хімічної рівноваги?

24. В якому напрямі зміститься хімічна рівновага оборотної реакції у випадку підвищення температур:

а) якщо пряма реакція екзотермічна?

б) якщо зворотна реакція екзотермічна?

25. Оборотна реакція відбувається за рівнянням: А + В ↔ С + D. Вихідна концентрація кожної із речовин в системі складає 1 моль/дм³. Після встановлення рівноваги [С]=1,5 моль/дм³. Обчислити константу рівноваги.

26. В який бік зміститься рівновага реакції:

H₂S_(г) = H_2(г) + S_(т) – 20,1 кДж

N₂O_4(г) = 2NO_2(г) – 66,5 кДж

CO_2(г) + C_(т) = 2CO_(г) +282,8 кДж

27. Обчислити вихідні концентрації NO і NO₂ і константу рівноваги оборотної реакції 2NO + O₂ ↔ 2NO₂, якщо рівновага встановилася за наступних концентрацій реагуючих речовин: [NO₂]=0,12 моль/дм³ [NO]=0,48 моль/дм³ [O₂]=0,24 моль/дм³.

28. Швидкість реакції при 0°С становить 1 моль/(л∙с). Температурний коефіцієнт швидкості дорівнює 3. Обчислити швидкість реакції при 30°С.

29. При взаємодії 6,3 г заліза з сіркою виділилось 11,33 кДж теплоти. Розрахувати температуру утворення сульфіду заліза (FeS).

30. При згоранні 1 л ацетилену (н.у.) виділилось 56,05 кДж теплоти. Написати термохімічне рівняння реакції (утворюються пари води та оксид вуглецю IV). Розрахувати ентальпію утворення С₂Н₂(г).

31. Яка реакція (пряма чи зворотна) буде відбуватися за стандартних умов?

Na₂SiO_3(к) + H₂O_(р) ↔ 2NaOH_(к) + SiO_2(т)

32. Розрахувати за стандартних умов теплові ефекти хімічних реакцій:

CaCO_3(к) → CaO_(к) + CO_2(г)

CaCO_3(к) + SiO_2(к) → CaSiO₃ + CO_2(г)

33. Які реакції називають гомогенними, гетерогенними? Наведіть приклади.

34. Сформулюйте принцип Ле-Шатальє. Наведіть приклади його використання.