Энергетика и направленность химических процессов

Закончите химическое уравнение схемы реакции, приведённой в вашем варианте задания в таблице и выполните следующие задания:

а) вычислите стандартную энтальпию ∆Н^о₂₉₈ и стандартную энтропию ∆S^о₂₉₈ реакции, расчёты приведите (значения ∆Н^о_{f, 298} и ∆S^о₂₉₈ веществ, участвующих в реакции, возьмите из таблицы приложения );

б) вычислите приблизительную равновесную температуру Т_равн. для этой реакции, расчёты приведите и укажите, выше или ниже равновесной температуры реакция может протекать самопроизвольно, ответ поясните;

в) вычислите стандартную энергию Гиббса ∆G^о₂₉₈ этой реакции и оцените возможность её самопроизвольного протекания при температуре 298 К, ответ поясните;

г) по термохимическому уравнению реакции определите массу первого реагента, которая может быть израсходована в ходе реакции при выделении (или поглощении) теплоты Q, равной 10 кДж.

Варианты задания 4.1. приведены в таблице 5

Таблица 5

№ ва-рианта	Схема превращения	№ ва- рианта	Схема превращения
	PbO2(к)+Zn(к)→ Pb(к)+ZnO(к)		NH4NO3(к)→N2O(г)+H2O(г)
	Fe3O4(к)+CO(г)→FeO(к)+CO2(г)		NH4NO3(к)→N2+O2(г)+H2O(г)
	С2H2(г)+O2(г)→CO2(г)+H2O(ж)		SiO2(к)+C(к)→SiC(к)+CO(г)
	H2(г)+CO2(г)→СО(г)+ H2O(ж)		SiCl4(г)+H2(г)→Si(к)+HCl(г)
	NO(г)+О2(г)→NO2(г)		FeS2(к)+O2(г)→Fe2O3(к)+SO2(г)
	СО(г)+Н2(г)→СН3ОН(ж)		SiO2(к)+Mg(к)→MgO+Si(к)
	NH3(г)+O2(г)→NO(г)+H2O(г)		MnO2(к)+C(к)→Mn(к)+CO2(г)
	СН4(г)+СО2(г)→СО(г)+Н2(г)		TiCl4(ж)+Mg(к)→Ti(к)+MgCl2(к)
	CO2(г)+H2(г)→CH4(г)+H2O(ж)		WO3(к)+CO(г)→W(к)+CO2(г)
	Fe2O3(к)+H2(г)→Fe(к)+H2O(г)		Al(к)+Fe2O3(к)→Fe+Al2O3(к)
	PCl5(г)→PCl3(г)+Cl2(г)		NH3(г)+O2(г)→N2(г)+H2O(г)
	CO(г)+H2(г)→CH4(г)+H2O(г)		B2O3(к)+Ca(к)→B(к)+CaO(к)
	TiO2(к)+C(к)→Ti(к)+CO(г)		H2O(ж)→H2(г)+O2(г)
	HCl(г)+O2(г)→H2O2(г)+Cl2(г)		Al2O3(к)+SO3(г)→Al2(SO4)2(к)
	C2H4(г)+O2(г)→CO2(г)+H2O(ж)		Al2O3(к)+Na2O(к)→NaAlO2(к)

Зависимость скорости химических процессов от концентрации реагирующих веществ, давления и температуры

Используя уравнение реакции и числовые данные таблицы 6, приведённые в вашем варианте задания, определите, как изменится (уменьшится или увеличится, и во сколько раз) скорость прямой реакции (процесс одностадийный), протекающий по данному уравнению, при изменении следующих условий:

а) при увеличении концентрации первого вещества в «а» раз и одновременном уменьшении концентрации второго вещества в «b» раз;

б) при увеличении давления в системе в «с» раз;

в) при увеличении объёма системы в «d» раз;

г) при понижении (∆t < 0) или повышении (∆t > 0) температуры на «∆t» градусов Цельсия, если условно температурный коэффициент скорости данной реакции γ равен 3,0;

Варианты задания 4.2 приведены в таблице 6.

Таблица 6

№ варианта	Уравнения реакций	a	b	c	d	Δt
	2NO(г)+O2(г)=2NO2(г)					-20
	2СO(г)+O2(г)=2СO2(г)					+30
	CH4(г)+2O2(г)=CO2(г)+2H2O(ж)					-40
	H2(г)+S(к)=H2S(г)					+50
	CaO(к)+CO2(г)=CaCO3(к)					-60
	Fe2O3(к)+CO(г)=2FeO(к)+CO2(г)					+20
	H2(г)+Cl2(г)=2HCl(г)					-30
	CO(г)+Cl2(г)=COCl2(г)					+40
	CO2(г)+H2(г)=CO(г)+H2O(г)					-50
	2NaBr(к)+Cl2(г)=2NaCl(к)+Br2(ж)					+60
	FeO(к)+CO(г)=Fe(к)+CO2(г)					-25
	H2(г)+Br2(г)=2HBr(г)					+35
	2H2(г)+O2(г)=2H2O(ж)					-45
	C(к)+CO2(г)=2CO(г)					+55
	CuO(к)+H2(г)=Cu(к)+H2O(г)					-65
	C2H4(г)+H2(г)=C2H6(г)					+25
	NO(г)+Cl2(г)=NOCl2(г)					-35
	2SO2(г)+O2(г)=2SO3(г)					+45
	S(к)+O2(г)=SO2(г)					-55
	CH4(г)+CO2(г)=2CO(г)+2H2(г)					+65
	2NO(г)+Cl2(г)=2NOCl(г)					-20
	2Mg(к)+O2(г)=2MgO(к)					+30
	H2S(г)+Cl2(г)=2HCl(г)+S(к)					-40
	2ZnS(к)+3O2(г)= 2ZnO(к)+2SO2					+50
	SO2(г)+2H2S(г)=3S (к)+2H2O(г)					-60
	NH3(г)+HCl (г)=NH4Cl (к)					+20
	PbO2(к)+H2(г)=2PbO(к)+ H2O(г)					-30
	SiCl4(г)+2H2(г)=Si(к)+4HCl(г)					+40
	2NO(г)+O2(г)=2NO2(г)					-50
	2СO(г)+O2(г)=2СO2(г)					+60

Химическое равновесие.

Химическая система находится в замкнутом объеме в состоянии равновесия:

аА + bB ↔ сС + dD.

Определите направление смещения химического равновесия в системе, приведенной в вашем варианте задания, при изменении условий:

а) при понижении давления;

б) при уменьшении объема;

в) при уменьшении концентрации продуктов реакции;

г) при нагревании.

Укажите, как следует изменить температуру и давление (повысить или понизить), чтобы смещение равновесия привело к повышению выхода продуктов реакции. Все ответы поясните.

Варианты задания4.3 приведены в таблице 7.

Таблица 7.

Номер варианта	Уравнение обратимой реакции аА + bB ↔ сС + dD
	4NH3(г)+5O2(г)=4NO(г)+6H2O(г); ΔH<0
	2CO(г)+O2(г)=2CO2(г); ΔH<0
	PCl5(г)=PCl3(г)+Cl2(г); ΔH>0
	2SO2(г)+O2(г)=2SO3(г); ΔH<0
	C(к)+H2O(г)=CO(г)+H2(г); ΔH>0
	C3H8(г)=C2H4(г)+CH4(г); ΔH>0
	N2(г)+3H2(г)=2NH3(г); ΔH<0
	2NO(г)+Cl2(г)=2NOCl(г); ΔH<0
	N2(г)+O2(г)=2NO(г); ΔH>0
	2CO(г)=CO2(г)+C(к); ΔH<0
	2H2S(г)=2H2(г)+S2(г); ΔH>0
	CO(г)+2H2(г)=CH3OH(г); ΔH>0
	H2(г)+Br2(г)=2HBr(г); ΔH<0
	4HCl(г)+O2(г)=2H2O(г)+2Cl2(г); ΔH<0
	CO(г)+H2O(г)=CO2(г)+H2(г); ΔH<0
	C(к)+O2(г)=CO2(г); ΔH<0
	2H2O(г)=2H2(г)+O2(г); ΔH>0
	COCl2(г)=CO(г)+Cl2(г); ΔH>0
	2NO(г)+O2(г)=2NO2(г); ΔH<0
	MgCO3(к)=MgO(к)+CO2(г); ΔH>0
	VO(к)+H2(г)=V(к)+H2O(г); ΔH>0
	2C(к)+O2(г)=2CO(г); ΔH<0
	C(к)+2N2O(г)=CO2(г)+2N2(г); ΔH<0
	P4(к)+6Cl2(г)=4PCl3(ж); ΔH<0
	PCl3(ж)+Cl2(г)=PCl5(к); ΔH<0
	2CH3OH(ж)+3O2(г)=CO2(г)+2H2O(ж); ΔH<0
	2CH4(г)+O2(г)=2CO(г)+4H2(г); ΔH<0
	N2H4(ж)+O2(г)=N2(г)+2H2O(ж); ΔH<0
	SiO2(к)+2C(к)+2Cl2(г)=SiCl4(г)+2CO(г); ΔH<0
	SiH4(г)+2O2(г)=SiO2(к)+2H2O(г); ΔH<0

Контрольное задание №5

Способы выражения состава растворов. Приготовление растворов

Способы выражения состава растворов

Состав водного раствора некоторого вещества выражен одним способом. Выразите состав этого раствора другим способом, если известны его плотность и формула растворенного вещества.

Используя формулу растворенного вещества и числовые данные таблицы 8, приведенные в вашем варианте задания, выполните данные расчеты (приведите их) и заполните таблицу в соответствии с вашим вариантом. В таблице 8 использованы следующие обозначения:

ρ – плотность водного раствора, г·см^-3;

ω_% - массовая доля растворенного вещества в растворе, %;

С_М – молярная концентрация вещества в растворе, моль·л^-1;

С_Н – молярная концентрация эквивалента вещества в растворе, моль·л^-1;

С_m – моляльная концентрация вещества в растворе, моль·(кг Н₂О)^-1;

Т – титр, г·мл^-1;

N – мольная доля.

Варианты задания 5.1 приведены в таблице 8.

Таблица 8.

Номер варианта	Формула растворенного вещества	ρ , г·см-3	ω%, %	См, моль·л-1	Сн, моль·л-1	Сm, моль·кг-1	Т, г·мл-1	N
	HNO3	1,115	20,00%
	HNO3	1,160		4,970
	HNO3	1,180			5,618
	HNO3	1,225				9,203
	HNO3	1,245					0,4955
	HNO3	1,270	43,70%
	HNO3	1,310		10,39
	HNO3	1,380			13,73
	H2SO4	1,025				0,4252
	H2SO4	1,195					0,3238
	H2SO4	1,230	31,40%
	H2SO4	1,265		4,592
	H2SO4	1,295			10,33
	H2SO4	1,305				6,874
	H2SO4	1,355					0,6206
	H2SO4	1,400	50,50%
	H2SO4	1,430		7,801
	H2SO4	1,435			15,80
	H2SO4	1,495				15,12
	H2SO4	1,520					0,9424
	H2SO4	1,655	73,80%
	H2SO4	1,695		13,34
	H2SO4	1,730			28,32
	H2SO4	1,735				42,67
	H2SO4	1,824					1,678
	H2SO4	1,825	92,25%
	H3PO4	1,020		0,4164
	H3PO4	1,080			4,827
	H3PO4	1,115				2,591
	H3PO4	1,125					0,2453

Контрольное задание №6

Гомо- и гетерогенные процессы и равновесия в растворах электролитов