Задача 2 Направленность химических процессов, скорость и равновесие

Задача 1 Энергетика химических процессов

Условие задачи: Вычислите теплоту образования подчеркнутого в уравнении вещества, исходя из термохимических уравнений.

№ варианта	Уравнение реакции	DHХР, кДж	Ответы DHОБРАЗ, кДж/моль
	1) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (Ж) 2) 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O (Ж)	—1169 —1530
	1) 4As + 3O2 = 2As2O3 2) As2O3 + O2 = As2O5	-1328 -261	-925
	1) CuCl2 + Cu = 2CuCl 2) Cu + Cl2 = CuCl2	—56 —216	—136
	1) 2P + 3Cl2 = 2PCl3 2) PCl5 = PCl3 + Cl2	-574	-375
	1) 2Pb + O2 = 2PbO 2) 2PbO2 = 2PbO + O2	-438	-277

Условие задачи: Рассчитайте тепловой эффект указанной реакции, исходя из стандартных теплот образования (табл. 1). Вычислите также количество теплоты (Q), которое выделится или поглотится, если в данную реакцию вступило m г первого вещества.

№ задачи	Уравнение реакции	m г	Ответы Q, кДж
	H2S(Г) + CO2(Г) = H2O(Г) + COS(Г)
	S(Т) + 2CO2(Г) = SO2(Г) + 2CO(Г
	CO2(Г) + 4H2(Г) = CH4(Г) + 2H2O(Г)		-332
	PCl5(Г) + H2O(Г) = POCl3(Ж) + 2HCl (Г)		-680
	2NaHCO3(Т) = Na2CO3(Т) + H2O(Г) + CO2(Г)

Условие задачи: Вычислите тепловой эффект указанной реакции, исходя из стандартных теплот сгорания (табл. 2). Вычислите также количество теплоты, которое выделится или поглотится, если в данную реакцию вступило V л первого газа.

№ задачи	Уравнение реакции	V, л	Ответы Q, кДж
	2СH4 (Г) + О2(Г) = 2СО(Г) + 4Н2(Г	89,6	-140
	2NH3(Г) + 2O2(Г) " N2O(Г) + 3H2O(Г)	67,2	-1045,5
	C2H2 (Г) + 2CO2(Г) = 4CO(Г) + H2 (Г)
	CH4 (Г) + CO2(Г) = 2CO(Г) + 2H2 (Г)	44,8
	C2H6 (Г) + H2(Г) = 2CH4 (Г)		-165

Условие задачи: Рассчитайте стандартную теплоту образования первого в уравнении вещества, исходя из приведенного термохимического уравнения реакции и данных по DH^ОБРАЗ (табл 1).

№ задачи	Уравнение реакции	DHХР, кДж/моль
	2Al2O3(Т) + 6SO2(Г) + 3O2(Г) = 2Al2(SO4)3(Т)	-1736
	4NO2(Г) + O2(Г) + 2H2O(Ж) = 4HNO3(Ж)	-252
	2Mg(NO3)2(Т) = 2MgO(Т) + 4NO2(Г) + O2(Г)
	2CuO(Т) + 4NO2(Г) + O2(Г) = 2Cu(NO3)2(Т)	-416
	4Na2SO3 (Т) = 3Na2SO4(Т) + Na2S (Т)	-176

Условие задачи: Вычислите тепловой эффект реакции. Вычислите количество теплоты, которое выделяется (или поглощается), если в реакцию вступило m первого вещества:

№ задачи	Р е а к ц и я	m, г	Ответ: q, кДж
	C H OH(ж) + 3O (г) = 2CO (г) + 3H O(г)		-3087,2
	CO (г) + 4H (г) = CH (г) + 2H O(г)		-830
	S(т) + 2CO (г) = SO (г) + 2CO(г)		672,5
	C H (ж) + SO (г) = 7CO (г) + 4H O(г)		672,5
	C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O(г)		–20439,3

Таблица 1 стандартные теплоты образования некоторых веществ

Вещество	DНОБР кДж/моль	Вещество	DНОБР кДж/моль
Al2O3(Т)	-1675	H2O(Ж)	-286
Al2(SO4)3(Т)	-3434	H2O(Г)	-242
As2O3(Т)	-657	H2S(Г)	-20
CH4(Г)	-75	MgO(Т)	-601
C2H6(Г)	-85	Mg(NO3)2	-790
C3H8(Г)	-104	NH3(Г)	-425
C6H6(Ж)		NO2(Г)
C7H8(Ж)		NaHCO3(Т)	-914
C2H5OH(Ж)	-278	Na2CO3(Т)	-1129
CO(Г)	-110	Na2S(Т)	-372
CO2(Г)	-393	Na2SO3(Т)	-1090
COS(Г)	-137	Na2SO4(Т)	-1388
HCl(Г)	-92	PbO(Т)	-218
HNO3(Ж)	-173	PCl3(Г)	-277
CuCl2(Т)	-220	PCl5(Г)	-369
CuO(Т)	-165	POCl3(Ж)	-597
Cu(NO3)2(Т)	-307	SO2(Г)	-297

Таблица 2 Стандартные теплоты сгорания некоторых веществ

Вещество	DHСГОР. кДж,моль	Вещество	DHСГОР. кДж,моль
H2	-286	C2H5OH	-1367
CO	-283	CH3COOH	-874
CH4	-890	CH3COOC2H5	-2254
C­2­H­2­	-1300	N2O	-69
C2H6	-1560	NH3	-383

Задача 2 Направленность химических процессов, скорость и равновесие

На основании уравнения реакции дайте качественную оценку знака изменения энтропии и вычислите ее изменение по приведенным (под формулами) значениям энтропий участников реакции.

Вычислите величину изменения энергии Гиббса при стандартных условиях. В каком направлении протекает реакция при стандартной температуре? Как изменится положение равновесия реакции при повышении температуры? Вычислите значение изобарно-изотермического потенциала реакции при температурах 800, 900, 1000, 1100 и 1200К и постройте график DG_ХР = f(T). Проэкстраполируйте его на Т_РАВН. Поясните его. По величине DG при 1000К укажите, будет ли К_РАВН > 1.

Во сколько раз увеличатся скорость прямой и обратной реакции, если давление газовой смеси увеличить вдвое?

Запишите выражение для константы равновесия. Вычислите равновесные концентрации участников равновесия и константу равновесия, если концентрации исходных веществ были соответственно 1 и 2 моль/л, а к моменту наступления равновесия осталось 80% первого вещества. Вычислите температуру, при которой устанавливается химическое равновесие.

№ вар
	CO(Г)	+ H2(Г)	Á	C(ТВ)	+ H2O(Г)	DH = -132 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CO2(Г)	+ 4H2(Г)	Á	CH4(Г)	+2H2O(Г)	DH = -254 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	2SO2(Г)	+ O2(Г)	Á	2SO3(Г)		DH = -198 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	2H2(Г)	+ C(ТВ)	Á	CH4(Г)		DH = -75 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CO2(Г)	+ C(ТВ)	Á	2CO(Г)		DH = +173 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CH4(Г)	+ H2O(Г)	Á	CO(Г)	+ 3H2(Г)	DH = +207 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	2CO(Г)	+ 3Fe(ТВ)	Á	Fe3C(ТВ)	+ СO2(Г)	DH = -149 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CO(Г)	+ FeO(ТВ)	Á	Fe(ТВ)	+ CO2(Г)	DH = -17 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	2H2(Г)	+GeO2(ТВ)	Á	Ge (ТВ)	+ H2O(Г)	DH = +71 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	4HCl (Г)	+GeO2(ТВ)	Á	GeCl4 (Г)	+ 2H2O (Г)	DH = -56 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	3CO(Г)	+ 2Fe(ТВ)	Á	Fe2O3(ТВ)	+ 3С(ТВ)	DH = -490 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	3H2(Г)	+Fe2O3(ТВ)	Á	2Fe(ТВ)	+3H2O(Г)	DH = +97 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	4HCl (Г)	+ O2(Г)	Á	2Cl2(Г)	+2H2O(Г)	DH = -114 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CH4(Г)	+ CO2(Г)	Á	2CO(Г)	+ 2H2(Г)	DH = +247 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CO(Г)	+Fe3O4(ТВ)	Á	3FeO (ТВ)	+ CO2(Г)	DH = 35 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CO(Г)	+ FeO(ТВ)	Á	Fe(ТВ)	+ CO2(Г)	DH = -19,3 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CO(Г)	+ H2O(Г)	Á	CO2(Г)	+ H2(Г)	DH = -41,2 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	H2O(Г)	+ Fe(ТВ)	Á	FeO(ТВ)	+ H2(Г)	DH = -21,9 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	2NO(Г)	+ O2(Г)	Á	2NO2(Г)		DH = -112,9 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	4NH3(Г)	+ 3SO2(Г)	Á	2N2(Г)	+3S(ТВ)+ 6H2O(Ж)	DH = -543,8 кДж/моль
					32 70	S0 = [Дж/моль·К]
	CO(Г)	+ Cl2(Г)	Á	COCl2(Г)		DH = -13 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	SO2(Г)	+ NO2(Г)	+H2O(Ж)	Á	NO(Г) + H2SO4(Ж)	DH = -174 кДж/моль
					211 157	S0 = [Дж/моль·К]
	H2(Г)	+HCOH(Г)	Á	CH3OH(Г)		DH = -85 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	Cl2(Г)	+ 2NO(Г)	Á	2NOCl(Г)		DH = -73 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CH4(Г)	+ 2H2S(Г)	Á	CS2(Г)	+ 4H2(Г)	DH = +230 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	CH3CHO(Г)	+ H2(Г)	Á	C2H5OH(Г)		DH = -70 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	С6H6(Г)	+ 3H2(Г)	Á	C6H12(Г)		DH = -206 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	3CO2(Г)	+ 2H2O(Г)	Á	CH3OH(Г)	+2CO2(Г)	DH = -172 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	PCl3(Г)	+ Cl2(Г)	Á	PCl5(Г)		DH = -93 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]
	3H2(Г)	+ Sb2S3(Т)	Á	3H2S(Г)	+ 2Sb(Т)	DH = 89 кДж/моль
						S0 = [Дж/моль·К]