Основы химической термодинамики. 51.Возможно ли осуществление процесса восстановления металлического железа из оксида железа Fe2O3 действием водорода при стандартных условиях?
51.Возможно ли осуществление процесса восстановления металлического железа из оксида железа Fe2O3 действием водорода при стандартных условиях?
52.Как изменяются основные свойства оксидов элементов IIА-группы? Ответ подтвердите расчетом ∆G°298 реакций взаимодействия оксидов металлов с диоксидом углерода (IV) для СаО и MgO : ЭО(т) + СО2(г) = ЭСО3(т), где Э – Са , Mg.
53.Вычислите значения ∆Н0298, ∆S0298, ∆G0298 для процесса МеСОз(т)= МеО(т) + СО2(г)
и сравните термическую стабильность карбонатов MgCO3 и СаСО3.
54.Предскажите знак изменения энтропии в следующих реакциях и проверьте предсказание расчетами: а) СаО(т) + СО2(г) = СаСОз(т),
б) А12О3(т) + 3SO3(г) = A12(SO4)3(т).
55.Вычислите изменение энергии Гиббса и определите возможность процесса получения титана магнийтермическим способом – восстановлением хлорида титана (IV) металлическим магнием при 1000 К.
56.Определите, при какой температуре возможен самопроизвольный процесс восстановления оксида железа (III) по реакции
Fe2O3(т) + ЗСО(г) = 2Fe(т) + ЗСО2(г), ∆Н°298 = 346 кДж .
57. Какие из приведенных водородных соединений могут быть получены в стандартных условиях непосредственно из элементов, а какие – косвенным путем: Н2О(г), H2S(г), H2Se(г) и Н2Те(г)? Вывод обоснуйте сравнением значений ∆G0298 реакций Н2 + Э = Н2Э, где Э – О , S , Se, Те.
58.Можно ли использовать реакцию Сr2О3(т) + ЗС(т) = 2Сr (т) + ЗСО(г) для получения хрома при 1500К? Изменение энергии Гиббса определите на основании расчета теплового эффекта и изменения энтропии этой реакции.
59.Определите, при какой температуре в реакционной системе
4НС1(г) + О2(г) ⇄ 2Н2О(г) + 2С12(г) , ∆H0298= − 114,4 кДж,
наступит термодинамическое равновесие. Приведите соответствующие расчеты, принимая во внимание, что в состоянии равновесия реализуется условие ∆G0 = 0.
60.Определите, прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях и при 500К в системе 2NO(г) + О2(г) ⇄ 2NO2(г). Ответ обоснуйте, вычислив значения ∆G0298 и ∆G0500 прямой реакции.
Химическая кинетика
61.Рассчитайте, как изменится скорость реакции образования оксида азота
N2(г) + О2(г) ⇄ 2NO(г), если общее давление в системе увеличить в 3 раза.
62.При 20°С реакция протекает за 2 мин. За сколько времени будет протекать эта реакция: а) при 0° С; б) при 50°С? Температурный коэффициент скорости равен 2.
63.Рассчитайте, как изменится скорость прямой и обратной реакций в гомогенной системе 2SO2 + О2 ⇄ 2SO3, если уменьшить объем, занимаемый газами, в два раза? Сместится ли при этом равновесие системы?
64.Процесс окисления аммиака протекает по уравнению
4NH3(г) + 5О2(г) = 4NO(г) + 6Н2О(г).
Определите, как изменится скорость прямой реакции: а) при увеличении давления в системе в два раза; б) при уменьшении концентрации аммиака в 3 раза.
65.Известно, что при 25°С две реакции протекают с одинаковой скоростью. Определите соотношение скоростей этих реакций при 95°С, если известно, что температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2, а второй равен 3.
66.Рассчитайте, как и во сколько раз изменится скорость химической реакции
2Cu2О (т)+ О2(г) = 4СuО (т) а) при повышении температуры на 30°С (γ = 3); б) при уменьшении парциального давлении кислорода в газовой фазе в 2 раза.
67.В реакции Na2S2O3 + 2HC1 = 2NaCl + S + SO2 + Н2О
исходные концентрации реагирующих веществ равны CNa2S2O3 =1 моль/л и СHCl =
2 моль/л. Как изменится скорость реакции, если концентрацию тиосульфата натрия увеличить до 3 моль/л, а концентрацию соляной кислоты до 6 моль/л?
68.Во сколько раз увеличится скорость прямой реакции Н2 + Сl2 ⇄ 2HCl при повышении температуры от 25°С до 200°С, если известно, что при повышении температуры на каждые 25° С скорость этой реакции увеличивается в четыре раза?
69.С увеличением температуры на 10°С скорость химической реакции увеличивается в 2 раза. Определите скорость реакции при 40°С и 10°С, если известно, что при 20°С скорость реакции равна 0,08 моль/л • ч.
70.Реакция при температуре 50°С протекает за 2 мин 15 сек. За сколько времени закончится эта реакция при температуре 70°С, если в данном температурном интервале температурный коэффициент скорости равен 3?
Химическое равновесие
71.Укажите и объясните, в каком направлении будет смещаться равновесие в системах: 2СО(г) ⇄ СО2 (г) + С (т), ∆H0298= –173,0 кДж
MgCO3(т) ⇄ MgO(т)+СО2(г), ∆H0298 = 385,0 кДж
а) при повышении температуры; б) при понижении общего давления. Напишите выражения для константы равновесия этих реакций.
72.Вычислите константу равновесия для обратимой реакции, протекающей по уравнению 2NО2(г) ⇄ 2NO(г)+О2(г), если известно, что в состоянии равновесия
[NO2] = 0,06 моль/л , [NO] = 0,24 моль/л и [О2] = 0,22 моль/л. В каком направлении сместится равновесие при повышении давления?
73.Напишите выражение для константы равновесия следующих обратимых реакций:
2НВr(г) ⇄ Н2(г) + Вr2(г) , ∆H0298= 72,5 кДж;
3Fe(т) + 4Н2О(г) ⇄ Fe3O4(т), + 4Н2(г) , ∆H0298 = –152,3 кДж .
Объясните, как повлияют увеличение концентрации реагирующих веществ и понижение температуры на химическое равновесие в этих системах.
74.При сгорании метана протекает экзотермическая реакция
СН4(г) + 2О2(г) ⇄ СО2(г) + 2Н2О(г)
Напишите выражение для константы равновесия этой системы. Какие внешние воздействия надо оказать на систему для увеличения выхода углекислого газа?
75.При некоторой температуре константа равновесия Кс гомогенной системы
N2 + О2 ⇄ 2NO равна 4,1•10 -4. Вычислите равновесную концентрацию О2, если равновесные концентрации N2 и NO соответственно равны 0,10 и 0,05 моль/л.
76.В каком направлении сместится равновесие реакции
2NO + 2Н2 ⇄ N2+ Н2О, если концентрации всех реагирующих веществ уменьшить в 3 раза? Напишите выражение для константы равновесия.
77.При состоянии равновесия гомогенной системы
N2+ 3H2 ⇄ 2NH3 концентрации участвующих веществ были следующими (моль/л): [N2] = 0.3; [Н2]=0.9; и [NH3]=0.4. Рассчитайте, как изменятся скорости прямой и обратной реакций, если концентрации веществ увеличить в 5 раз. В каком направлении сместится при этом равновесие?
78.Как влияет на равновесие гетерогенной системы С(т) + СО2(г) ⇄ 2C0(г), ∆Hº298 = +119,8кДж: а) добавление СО2(г); б)добавление С(т); в) повышение температуры; г) повышение давления; д) введение катализатора; е)удаление СО(г)?
79.Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению РС15(г) ⇄ РС13(г) + С12(г), ∆Hº298= +92,6 кДж.
Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции разложения РС15?
80.Напишите выражения константы равновесия Кс для равновесных систем:
а) СaCO3(т) ⇄ CaO(т)+СО2(г); б) СО(г)+Н2О(г) ⇄ CO2(г)+Н2(г)
От каких факторов зависит константа равновесия?