Термохимия и термодинамика химических процессов.

4.1. Составьте термохимические уравнения реакций и вычислите стандартную энтальпию образования DН⁰₂₉₈, (кДж/ моль) следующих веществ:

01 – MnBr₂, если при образовании 5 г его выделилось 14,3 кДж;

02 – MnCl₂, если при образовании 5 г его выделилось 19,3 кДж;

03 – MnS, если при образовании 5 г его выделилось 11,76 кДж;

04 – Na₂O, если при образовании 10 г его выделилось 67,6 кДж;

05 – K₂O, если при образовании 10 г его выделилось 38,6 кДж;

06 – Rb₂O, если при образовании 10 г его выделилось 17,6 кДж;

07 – Cs₂O, если при образовании 10 г его выделилось 9,24 кДж;

08 – CrCl₃, если при образовании 17 г его выделилось 60,5 кДж;

09 – CdJ₂, если при образовании 20 г его выделилось 10,9 кДж;

10 – CdBr₂, если при образовании 18 г его выделилось 21,0 кДж;

11 – CdF₂, если при образовании 4,6 г его выделилось 21,2 кДж;

12 – CdCl₂, если при образовании 9,6 г его выделилось 8,2 кДж;

13 – CaS, если при образовании 6 г его выделилось 40,3 кДж;

14 – CaCO₃, если при образовании 10 г его выделилось 120,9 кДж;

15 – CBr₄, если при образовании10 г его выделилось 3,78 кДж;

16 – BiCl₃, если при образовании 2,4 г его выделилось 2,06 кДж;

17 – BeO, если при сгорании 15 г бериллия выделилось 1020,6 кДж;

18 – BaF₂, если при образовании 3 г его выделилось 20,6 кДж;

19 – BaCl₂, если при образовании 1,75 его выделилось 7,3 кДж;

20 – As₂O₅, если при сгорании 7 г мышьяка выделилось 40,8 кДж;

21 – Al₂S₃, если при образовании 3,5 г его выделилось 11,9 кДж;

22 – AlCl₃, если при образовании 5 г его выделилось 26,2 кДж;

23 – AgF, если при образовании 3 г его выделилось 4,83 кДж;

24 – Ag₂O, если при сгорании 4,5 г серебра выделилось 2,57 кДж;

25 – H₂Se, если при образовании 2 л его (н.у.) поглотилось 7,68 кДж;

26 – PCl₃, если при образовании 27,5 г его выделилось 55,9 кДж;

27 – SO₂, если при сгорании 1 г серы выделилось 29,9 кДж;

28 – CO₂, если при образовании 1 л CO₂ (н.у.) выделилось 15,8 кДж;

29 – AlF₃, если при образовании 2,1 г его выделилось 32,4 кДж;

30 – Cr₂O₃, если при образовании 3,8 г оксида выделилось 30,8 кДж.

4.2. Вычислите количество тепла (кДж), выделяющееся при образовании из простых веществ в стандартных условиях:

01 – 4,8 г оксида фосфора (III); 03 – 26,7 г хлорида алюминия; 05 – 16,9 г сульфида бария; 07 – 50,0 г оксида бериллия; 09 – 200 г оксида кальция; 11 – 17,4 г оксида марганца (IV); 13 – 47,8 г оксида свинца (IV); 15 – 18,0 г оксида кремния (IV); 17 – 79,8 г оксида теллура (IV); 19 – 24,0 г хлорида бериллия; 21 – 15,9 г оксида меди (II); 23 – 47,8 г сульфида меди (II); 25 – 3,04 г оксида хрома (III); 27 – 20 г оксида мышьяка (III); 29 – 0,5 г хлороводорода;

02 – 26,7 г бромида алюминия; 04 – 45,0 г сульфида алюминия; 06 – 16,9 г оксида бария; 08 – 3,6 г сульфида кальция; 10 – 7,1 г оксида марганца (II); 12 – 44,6 г оксида свинца (II); 14 – 160 г оксида серы (VI); 16 – 105,5 г оксида олова (IV); 18 – 8,0 г оксида титана (IV); 20 – 10,7 г сульфида висмута (III); 22 – 47,8 г сульфида свинца (II); 24 – 0,27 г бромида алюминия; 26 – 3,6 г воды; 28 – 8,1 г селеноводорода; 30 – 1 г гидроксида натрия.

4.3. Вычислите тепловой эффект процесса, DН⁰₂₉₈ (кДж), протекающего в стандартных условиях, для следующих реакций:

01 – 2Al_(ТВ) + 3NiO_(ТВ) = Al₂O_3(ТВ) + 3Ni_(ТВ)

02 – BaCO_3(ТВ) + C_(ТВ) = BaO_(ТВ) + 2CO_2(Г)

03 – 2BaO_(ТВ) + O_2(Г) = 2BaO_2(ТВ)

04 – 3BaO_(ТВ) + 2Al_(ТВ) = 3Ba_(ТВ) + Al₂O_3(ТВ)

05 – CaO_(ТВ) + H₂O_(Ж) = Ca(OH)_2(ТВ)

06 – CaO_(ТВ) + CO_2(Г) = CaCO_3(ТВ)

07 – 2MgO_(ТВ) + Si_(ТВ) = 2Mg_(ТВ) + SiO_2(ТВ)

08 – Cr₂O_3(ТВ) + 2Al_(ТВ) = 2Cr_(ТВ) + Al₂O_3(ТВ)

09 – 3CuO_(ТВ) + 2Al_(ТВ) = 3Cu_(ТВ) + Al₂O_3(ТВ)

10 – 3CuO_(ТВ) + 2Fe_(ТВ) = 3Cu_(ТВ) + Fe₂O_3(ТВ)

11 – 2CuO_(ТВ) + C_(ТВ) = 2Cu_(ТВ) + CO_2(Г)

12 – 2 AgF_(ТВ) + H_2(ТВ) = 2Ag_(ТВ) + 2HF_(Г)

13 – Ag₂O_(ТВ) + CO_(Г) = 2Ag_(ТВ) + CO_2(Г)

14 – Ag₂O_(ТВ) + H_2(Г) = 2Ag_(ТВ) + H₂O_(Ж)

15 – Na₂O_2(ТВ) + 2Na_(ТВ) = 2Na₂O_(ТВ)

16 – 2NaOH_(ТВ) + 2Na_(ТВ) = 2Na₂O_(ТВ) + H_2(Г)

17 – 4 NaOH_(ТВ) + 3Fe_(ТВ) = 4Na_(Г) + Fe₃O_4(тв) + 2H_2(Г)

18 – 2Na₂CO₃₍_ТВ) + 3Fe₍_ТВ) = 4Na₍_Г) + Fe₃O₄₍_ТВ) + 2CO₍_Г)

19 – 2NaHCO₃₍_ТВ) = Na₂CO₃₍_ТВ) + H₂O₍_Г) + CO₂₍_Г)

20 – Na₂CO_3(ТВ) + 2C_(ТВ) = 2Na_(Г) + CO_(Г) + H₂O_(Г)

21 – 2NaOH_(ТВ) + C_(ТВ) = 2Na_(Г) + CO_(Г) + H₂O_(Г)

22 – 3Fe_(ТВ) + 2O_2(Г) = Fe₃O_4(ТВ)

23 – 2FeO_(ТВ) + Si_(ТВ) = 2Fe_(ТВ) + SiO_2(ТВ)

24 – Fe₂O_3(ТВ) + 3CO_(Г) = 2Fe_(ТВ) + 3CO_2(Г)

25 – FeO_(ТВ) + CO_(Г) = Fe_(ТВ) + CO_2(Г)

26 – Fe₃O_4(ТВ) + CO_(Г) = 3FeO_(ТВ) + CO_2(Г)

27 – 3Fe₂O₃₍_ТВ) + CO₍_Г) = 2Fe₃O₄₍_ТВ) + CO₂₍_Г)

28 – 3Fe₃O₄₍_ТВ) + 8Al₍_ТВ) = 9Fe₍_ТВ)+ 4Al₂O₃₍_ТВ)

29 – Fe₂O₃₍_ТВ) + 2Al₍_ТВ) = 2Fe₍_ТВ) + Al₂O₃₍_ТВ)

30 – Fe₂O_3(ТВ) + 3H_2(Г) = 2Fe_(ТВ) + 3H₂O_(Г).

4.4. Вычислите изменение стандартной энтропии, DS⁰₂₉₈ (кДж/град.), при протекании следующих процессов:

01 – CO_2(Г) + CaO_(ТВ) = CaCO_3(ТВ)

02 – CO_2(Г) + BaO_(ТВ) = BaCO_3(ТВ)

03 – B₂O_3(ТВ) + 3Mg_(ТВ) = 2B_(ТВ) + 3MgО_(ТВ)

04 – KClO_4(ТВ) = KCl_(ТВ) + 2O_2(Г)

05 – SO_2(Г) + 0,5O_2(Г) = SO_3(Г)

06 – PbS_(ТВ) + 4O_3(Г) = PbSO_4(ТВ) + 4O_2(Г)

07 – CuS_(ТВ) + 1,5O_2(Г) = CuO_(ТВ) + SO_2(Г)

08 – 2CO_(Г) + O_2(Г) = 2CO_2(Г)

09 – 2Al₍_ТВ) + 3S₍_ТВ) = Al₂S₃₍_ТВ)

10 – Al_(ТВ) + 1,5Cl_2(Г) = AlCl_3(ТВ)

11 – Al_(ТВ) + 1,5Br_2(Ж) = AlBr_3(Ж)

12 – Al_(ТВ) + 1,5J_2(ТВ) = AlJ_3(ТВ)

13 – 2Ag_(ТВ) + Cl_2(Г) = 2AgCl_(ТВ)

14 – BeO_(ТВ) + Mg_(ТВ) = MgO_(ТВ) + Be_(ТВ)

15 – CS_2(Г) + 3O_2(Г) = CO_2(Г) + 2SO_2(Г)

16 – C_{(ГРАФИТ)} + 2S_(ТВ) = CS_2(Г)

17 – Be_(ТВ) + Cl_2(Г) = BeCl_2(ТВ)

18 – CdS_(ТВ) + 1,5O_2(Г) = CdO_(ТВ) + SO_2(Г)

19 – 3FeO_(ТВ) + 0,5O_2(Г) = Fe₃O_4(ТВ)

20 – 2FeO_(ТВ) + 0,5O_2(Г) = Fe₂O_3(ТВ)

21 – H_2(Г) + S_(ТВ) = H₂S_(Г)

22 – H₂S_(Г) + 1,5O_2(Г) = H₂O_(Г) + SO_2(Г)

23 – J_2(ТВ) + Br_2(Г) = 2JBr_(Г)

24 – J_2(ТВ) + 3Cl_2(Г) = 2JCl_3(ТВ)

25 – H₂O_2(Ж) = H₂O_(Ж) + 0,5O_2(Г)

26 – Fe₂O_3(ТВ) + 3H_2(Г) = 2Fe_(ТВ) + 3H₂O_(Г)

27 – Fe₃O_4(ТВ) + 4CO_(Г) = 3Fe_(ТВ) + 4CO_2(Г)

28 – 3Fe_(ТВ) + 4H₂O_(Г) = Fe₃O_4(ТВ)+ 4H_2(Г)

29 – CuO_(ТВ) + H_2(Г) = Cu_(ТВ) + H₂O_(Ж)

30 – Fe₂O_3(ТВ) + CO_(Г) = 2FeO_(ТВ) + CO_2(Г).

4.5. Вычислите изменение стандартной энергии Гиббса, D G⁰₂₉₈ (кДж), и определите возможность осуществления в стандартных условиях следующих реакций:

01 – AgF_(ТВ) + 0,5Cl_2(Г) = AgCl_(ТВ) + 0,5F_2(Г)

02 – Be_(ТВ) + H₂O_(Г) = BeO_(ТВ) + H_2(Г)

03 – B₂O_3(ТВ) + 3CO_(Г) = 2B_(ТВ) + 3CO_2(Г)

04 – BaO_2(ТВ) + CO_(Г) = BaCO_3(ТВ)

05 – BaO_2(ТВ) = BaO_(ТВ) + 0,5O_2(Г)

06 – BaCO_3(ТВ) = BaO_(ТВ) + CO_2(Г)

07 – BaO_(ТВ) + H_2(Г) = Ba_(ТВ) + H₂O_(Г)

08 – BaO_(ТВ) + C_{(ГРАФИТ)} = Ba_(ТВ) + CO_(Г)

09 – BaO_(ТВ) + CO_(Г) = Ba_(ТВ) + CO_2(Г)

10 – B₂O_3(ТВ) + 3H_2(Г) = 2B_(ТВ) + 3H₂O_(Г)

11 – 2C_{(ГРАФИТ)} + 4Al_(ТВ) = Al₄Cl_3(ТВ)

12 – 2B_(ТВ) + 3H_2(Г) = B₂H_6(Г)

13 – 2HJ_(Г) + 0,5O_2(Г) = H₂O_(Ж) + J_2(ТВ)

14 – 2HBr_(Г) + 0,5O_2(Г) = H₂O_(Ж) + Br_2(Ж)

15 – 2H_2(Г) + Si_(ТВ) = SiO_4(Г)

16 – P_(ТВ) + 1,5H_2(Г) = PH_3(Г)

17 – CaCO_3(ТВ) = CaO_(ТВ) + CO_2(Г)

18 – 2HCl_(Г) + O_3(Г) = Cl_2(Г) + H₂O_(Ж) + O_2(Г)

19 – 2HF_(Г) + 0,5O_2(Г) = H₂O_(Г) + F_2(Г)

20 – H₂O_(Ж) + O_3(Г) = H₂O_2(Ж) + O_2(Г)

21 – 0,5Cl_(Г) + O_2(Г) = ClO_2(Г)

22 – CS_2(Г) + 3O_2(Г) = CO_2(Г) + 2SO_2(Г)

23 – CO_2(Г) + 2H₂S_(Г) = CS_2(Г) + 2H₂O_(Г)

24 – COS_(Г) + H₂O_(Г) = CO_2(Г) + H₂S_(Г)

25 – CO_2(Г) + 2HCl_(Г) = COCl_2(Г) + H₂O_(Г)

26 – BaO₍_ТВ) + SO₃₍_Г) = BaSO₄₍_ТВ)

27 – CH_4(Г) + 3CO_2(Г) = 4CO_(Г) + 2H₂O_(Г)

28 – Mg_(ТВ) + CO_2(Г) = MgO_(ТВ) + CO_(Г)

29 – MgCO_3(ТВ) = MgO_(ТВ) + CO_2(Г)

30 – CO_(Г) + S_(Г) = COS_(Г).

4.6. Вычислите изменение энергии Гиббса, D G⁰ (кДж), следующих реакций, протекающих при указанной температуре (зависимостью DН⁰₂₉₈и DS⁰₂₉₈ от температуры пренебречь):

01 – CaCO₃₍_ТВ) = CaO₍_ТВ) + CO₂₍_Г) 1000 K;

02 – CH_4(ТВ) + 3CO_2(Г) = 4CO_(Г) + 2H₂O_(Г) 800 K;

03 – Ag₂O_(ТВ) + H_2(Г) = 2Ag_(ТВ) + H₂О_(Г) 400 K;

04 – AsH_3(Г) + 3Cl_2(Г) = AsCl_3(Г) + 3HCl_(Г) 500 К;

05 – PH_3(Г)= P_(Г) + 1,5H_2(Г)700 К;

06 – MgO_(ТВ) + CO_(Г) = Mg_(ТВ) + CO_2(Г)800 К;

07 – CO_(Г) + Cl_2(Г) = COCl_2(Г)700 К;

08 – Cl₂O_(Г) = Cl_2(Г) + 1,5O_2(Г)500 К;

09 – 2SO_3(Г) = 2SO_2(Г) + O_2(Г)800 К;

10 – H₂S_(Г) = H_2(Г) + S_(Г) 900 К;

11 – BaCO_3(ТВ) = BaO_(ТВ) + CO_2(Г)800 К;

12 – 2HJ_(Г) = H_2(Г) + J_2(Г) 500 К;