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 DHОБРАЗ (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 DGХР = f(T). Проэкстраполируйте его на ТРАВН. Поясните его. По величине DG при 1000К укажите, будет ли КРАВН > 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]
|