Задания для текущих и промежуточных контролей

Раздел I

1. Процесс образования диоксида углерода при сжигании графита в кислороде может протекать двумя путями:

I. 2C_(гр)+О_2(г) = 2СО_(г); 2CO_(г) + О₂ = 2СО_2(г), D_rН° = -566 кДж.

II. C_(гр) + О_2(г) = СО_2(г), D_rН° = -393 кДж.

Найдите D_fH°(CO).

Ответ: -110 кДж/моль.

2. Рассчитайте энтальпию образования и энтальпию сгорания монооксида углерода (СО), исходя из приведенных ниже реакций:

I. 2С_(гр) + О_2(г) = 2СО_(г), D_rН° = -220 кДж.

II. 2СО_(г) + О_2(г) = 2СО_2(г), D_rН° = -566 кДж.

Ответ: -110 кДж/моль; -283 кДж/моль.

3. Найдите стандартную энтальпию образования сульфита натрия из термохимического уравнения

4Na₂SO₃₍_кр₎= 3Na₂SO₃₍_кр₎+ Na₂S₍_кр₎ – 181,1 кДж,

если Задания для текущих и промежуточных контролей - student2.ru кДж/моль и кДж/моль.

Ответ: -1090 кДж/моль.

4. Найдите стандартную энтальпию сгорания метана, исходя из реакции СН_4(г) + 2О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(г), D_rН°= -802 кДж.

Ответ: -802 кДж/моль.

5. Предскажите, положительным или отрицательным будет

изменение энтропии системы в реакциях:

а) Н₂О_(ж) ® Н₂О_(г) (при температуре 25 °С);

б) СаСО_3(т) ® СаО_(т) + СО_2(г);

в) N_2(г) + 3Н_2(г) = 2NH_3(г);

г) N_2(г) + О_2(г) = 2NO_(г);

д) Ag⁺_(р-р) + Cl^-_(р-р) = AgCl_(т).

Дайте объяснения, не производя расчетов.

Ответ: а) +; б) +; в) -; г) ~0; д) -.

6. Предскажите знак DS системы в каждом из следующих

процессов:

а) испарение 1 моль CCl_4(ж);

б) Br_2(г) → Br_2(ж);

в) осаждение AgCl(т) при смешении NaCl(водн.) и AgNO₃(водн.).

Дайте объяснения.

Ответ: а) +; б) -; в)-.

7. Пользуясь табличными значениями абсолютных значений энтропий веществ при стандартных условиях (S°), сравните значения абсолютных энтропий веществ при температуре 298 К в каждой из перечисленных ниже пар:

а) О_2(г) и О_3(г);

б) С(алмаз) и С(графит);

в) NaCl_(т) и MgCl_2(т).

Объясните причину различия S° в каждом случае.

8. Вычислите D_rS° для реакций

а) N_2(г) + 3Н_2(г) = 2NH_3(г); б) 2SO_2(г) + О_2(г) = 2SO_3(г),

используя табличные значения абсолютных энтропий веществ при стандартных условиях.

Ответ: а) -197,74 Дж/К; б) -188,06 Дж/К.

9. Пользуясь табличными значениями абсолютных эн-

тропий (S°), вычислите D_rS° для следующих процессов:

а) СО_(г) + 2Н_2(г) = СН₃ОН_(г);

б) 2НСl_(г) + Br_2(ж) = 2HBr_(г) + Cl_2(г);

в) 2NO_2(г) = N₂O_4(г).

Согласуется ли в каждом случае знак величины D_rS° с тем, который следует ожидать на основе качественных представлений? Ответы объясните.

Ответ: а) -218,83 Дж/К; б) 94,15 Дж/К; в) -175,77 Дж/К.

10. Стандартная энтальпия образования СО_(г) составляет -110,5 кДж/моль. При сгорании 2 моль СО_(г) выделилось 566 кДж теплоты. Вычислите Задания для текущих и промежуточных контролей - student2.ru

Ответ: -393,5 кДж/моль.

11. Определите количество теплоты, выделяющееся при гашении 100 кг извести водой: CaO_(к) + H₂O_(ж) = Ca(OH)_2(к), если стандартные теплоты образования CaO_(к), H₂O_(ж), Ca(OH)_2(к) равны соответственно -635,14; -285,84; -986,2 кДж/моль.

Ответ: -1165357,2 кДж.

12. Определите энтальпию разложения пероксида водорода (Н₂О₂) на воду и кислород, используя нижеприведенные данные:

SnCl_2(р) + 2НCl₍_p₎ + H₂O₂₍_p₎ = SnCl₄₍_p₎ + 2H₂O_(ж), D_rН°=-393,3 кДж;

SnCl_2(р) + 2HCl₍_p₎ + 1/2O_2(г) = SnCl₄₍_p₎ + H₂O_(ж), D_rН°=-296,6 кДж.

Ответ: - 96,7 кДж.

13. Вычислите количество теплоты, которое выделяется при производстве 10⁶ кг аммиака в сутки, если

N_2(г) + 3Н_2(г) = 2NH_3(г), D_rН° = -92 кДж.

Ответ: -2,7^.10⁹кДж.

14. Определите Задания для текущих и промежуточных контролей - student2.ru , исходя из следующих данных:

Р_4(кр) + 6Cl_2(г) = 4РСl_3(ж), D_rН° = -1272,0 кДж;

PCl_3(ж) + Cl_2(г) = PCl_5(кр), D_rН° = -137,2 кДж.

Ответ: -455,2 кДж/моль.

15. Вычислите изменение энтальпии реакции при стандартных условиях: Н_2(г) + 1/3О_3(г) = Н₂О_(г), исходя из следующих данных:

2О₃(г)=3О₂(г), D_rН°=-288,9 кДж,

Задания для текущих и промежуточных контролей - student2.ru кДж/моль.

Ответ: -289,95 кДж.

16. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции образования PbO, используя следующие данные:

1) 2Pb_(кр)+О_2(г)=2PbO_2(кр) – 553,2 кДж;

2) 2PbO_2(кр)= 2PbO_{(кр) )}+О_2(г) + 117,48 кДж.

Ответ: -217,86 кДж/моль.

17. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции образования CuCl, используя следующие данные:

1) CuCl_2(кр)+Cu_(кр)=2 CuCl_(кр) – 63,5 кДж;

2) Cu_(кр)+ Cl_2(г)= CuCl_2(кр) – 205,9 кДж.

Ответ: 134,7 кДж/моль.

18. Вычислите Δ_fH° метилового спирта в жидком состоянии, зная следующие данные:

Н_2(г) + 1/2О_2(г) = Н₂О_(ж), D_rН° = -285,8 кДж;

С_(гр) + О_2(г) = СО_2(г), D_rН° = -393,7 кДж;

СН₃ОН_(ж) + 3/2О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(ж), D_rН° = -715,0 кДж.

Ответ: -250,3 кДж/моль.

19. Стандартные энтальпии сгорания бензола и ацетилена равны соответственно -3270 и -1302 кДж/моль. Определите D_rH° превращения ацетилена в бензол: 3С₂Н_2(г) = С₆Н_6(г).

Ответ: -636 кДж.

20. Определите стандартную энтальпию образования оксида железа (III), если при окислении 20 г железа выделилось 146,8 кДж теплоты.

Ответ: -822 кДж/моль.

21. Вычислите количество теплоты, которое выделяется при получении 22,4 л аммиака (н.у.), если

N_2(г) + 3Н_2(г) = 2NH_3(г), D_rН° = -92 кДж.

Ответ: -46 кДж.

22. Определите Δ_fH° этилена, используя следующие дан

ные:

С₂Н_4(г) + 3О_2(г) = 2СО_2(г) + 2Н₂О_(г)-1323 кДж;

С_(гр)+ О_2(г) = СО_2(г)-393,7 кДж;

Н_2(г)+1/2О_2(г)=Н₂О_(г)-241,8 кДж.

Ответ: 52 кДж/моль.

23.Рассчитайте энтальпию реакции F_(г)+Li_(г)=F^-_(г)+ Li⁺_(г),

если F_(г) + е = F^-_(г) -322 кДж/моль;

Li_(г) = Li⁺_(г) + е +520 кДж/моль.

Ответ: 198 кДж.

24. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции образования Hg₂Br₂, используя следующие данные:

1) HgBr_2(кр)+ Hg_(ж)= Hg₂Br_{2 (кр)} – 37,32 кДж;

2) HgBr_{2 (кр)}= Hg_(ж)+ Br_2(ж) +169,45 кДж.

Ответ: -206,77 кДж/моль.

25. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции образования гидрокарбоната натрия, используя следующие данные:

2NaНСO_3(кр)= Na₂СO_3(кр)+ СО_2(г) +Н₂О_(г)+ 130,3 кДж,

если Задания для текущих и промежуточных контролей - student2.ru кДж/моль;

С_(гр)+О_2(г)=СО_2(г)– 393,7 кДж; Н_2(г)+1/2О_2(г)=Н₂О_(г)-241,8 кДж.

Ответ: -947,4 кДж/моль.

26. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции образования СaСO_3(кр) , используя следующие данные:

Ca(OH)_2(к)+ СО_2(г)= СaСO_3(кр)+173,9 кДж;

С_(гр)+О_2(г)=СО_2(г)– 393,7 кДж;

Задания для текущих и промежуточных контролей - student2.ru кДж/моль.

Ответ: -1206 кДж/моль.

27. Определите стандартную энтальпию образования оксида железа (III), если при реакции

2Fe + Al₂O₃ = Fe₂O₃ + 2Al

на каждые 80 г Fe₂O₃ поглощается 426,5 кДж теплоты, Задания для текущих и промежуточных контролей - student2.ru кДж/моль.

Ответ: -823 кДж/моль.

28. Какое количество теплоты необходимо затратить для получения 11,2 кг железа, если в соответствии с термохимическим уравнением FeO_(т) + Н_2(г) = Fe_(т) + Н₂О_(г)+ 23 кДж.

Ответ: 4600 кДж.

29. Найдите теплоту сгорания алмаза, если стандартная теплота сгорания графита составляет -393,51 кДж/моль, а тепло-

та фазового перехода С(графит) ® С(алмаз) составляет

1,88 кДж/моль.

Ответ: -395,39 кДж/моль.

30. Какое количество теплоты выделяется при превращении 1 кг красного фосфора в черный фосфор, если известно,

что стандартные энтальпии образования красного и чёрного фосфора составляют -18,41 и -43,20 кДж/моль соответственно.

Ответ: -800 кДж.

Раздел II

Вычислите стандартное изменения энергии Гиббса химической реакции при температуре 25 °С по значениям стандартных энтальпий образования и абсолютных энтропий химических соединений и установите возможность самопроизвольного протекания реакции:

1. 4NH_3г + 5O_2г = 4NO_г + 6H₂O_г.

Ответ: -955,24 кДж; реакция возможна.

2. SO_2г + 2H₂S_г = 3S_к + 2H₂O_ж.

Ответ: -107,25 кДж; реакция возможна.

3. 2H₂S_г + 3O_2г = 2H₂O_г + 2SO_2г.

Ответ: -990,48 кДж; реакция возможна.

4. 2NO_г + O_3г + H₂O_ж = 2HNO_3ж.

Ответ: - 260,94 кДж; реакция возможна.

5. 3Fe₂O_3к + CO_г = 2Fe₃O_4к + CO_2г.

Ответ: - 64,51 кДж; реакция возможна.

6. 2СН₃ОН_ж + 3О_2г = 4Н₂О_г + 2СО_2г.

Ответ: - 1370,46 кДж; реакция возможна.

7. СН_4г + 3СО_2г = 4СО_г + 2Н₂О_г.

Ответ: 228,13 кДж; реакция невозможна.

8. Fe₂O_3к + 3CO_г = 2Fe_к + 3CO_2г.

Ответ: -31,3 кДж; реакция возможна.

9. С₂Н_4г + 3О_2г = 2СО_2г + 2Н₂О_г.

Ответ: -1313,9 кДж; реакция возможна.

10. 4NH_3г + 3O_2г = 6H₂O_г + 2N_2г.

Ответ: -1305,69 кДж; реакция возможна.

11. 4NO_2г + O_2г + 2H₂O_ж = 4HNO_3ж.

Ответ: -55,08 кДж; реакция возможна.

12. 2HNO_3ж + NO_г = 3NO_2г + H₂O_ж.

Ответ: -7,71 кДж; реакция возможна.

13. 2С₂Н_2г + 5О_2г = 4СО_2г + 2Н₂О_г.

Ответ: -2452,81 кДж; реакция возможна.

14. Fe₃O_4к + 4H_2г = 3Fe_к + 4H₂O_г.

Ответ: 99,7 кДж; реакция невозможна.

15. 2Fe₂O_3к + 3C_к = 4Fe_к + 3СО_2г.

Ответ: 297,7 кДж; реакция невозможна.

16. Fe₃O_4к + 4CO_г = 3Fe_к + 4CO_2г.

Ответ: -14,88 кДж; реакция возможна.

17. 2H₂S_г + O_2г = 2H₂O_ж + 2S_к.

Ответ: -407,4 кДж; реакция возможна.

18. Fe₂O_3к + 3H_2г = 2Fe_к + 3H₂O_г.

Ответ: 54,47 кДж; реакция невозможна.

Вычислите стандартное изменение энергии Гиббса химической реакции при температуре 25 °С по значениям стандартных энтальпий образования и абсолютных энтропий химических соединений и определите, при какой температуре наступит равновесие в системе.

19. 4HCl_г + O_2г ↔ 2Cl_2г + 2H₂O_ж.

Ответ: -93,1 кДж; ~552 К.

20. Cl_2г + 2HI_г ↔ I_2к + 2HCl_г.

Ответ: -194,0 кДж; ~1632 К.

21. SO_2г + 2CO_г ↔ 2CO_2г + S_к.

Ответ: -214,24 кДж; ~1462 К.

22. СН_4г + 2Н₂О_г ↔ СО_2г + 4Н_2г.

Ответ: 113,8 кДж; ~959 К.

23. СО_г + 3Н_2г ↔ СН_4г + Н₂О_г.

Ответ: -142,36 кДж; ~ 963 К.

Вычислите изменение энергии Гиббса химической реакции при температуре 350 °С по значениям стандартных энтальпий образования и абсолютных энтропий химических соединений. Температурной зависимостью D_fH° и S° пренебречь. Установите возможность самопроизвольного протекания реакций:

24. 2РН_3г + 4О_2г = Р₂О_5к + 3Н₂О_г.

Ответ: 1910,47 кДж; реакция возможна.

25. Cl₂_г + SO₂_г + 2H₂O_ж = H₂SO₄_ж + 2HCl_г.

Ответ: -80,0 кДж; реакция возможна.

26. Р₂О_5к + 5С_к = 2Р_к + 5СО_г.

Ответ: 860,0 кДж; реакция невозможна.

27. 2CO_г + SO_2г = S_к + 2CO_2г.

Ответ: -154,4 кДж; реакция возможна.

28. СО_2г + 4Н_2г = СН_4г + 2Н₂О_г.

Ответ: -57,9 кДж; реакция возможна.

29. NO_г + O_3г = O_2г + NO_2г.

Ответ: -196,83 кДж; реакция возможна.