Задачи для самостоятельного решения

1. Из предложенных уравнений реакций, выберите такое, тепловой эффект который является стандартной энтальпией образования NaOH:

1) ½ Na₂O + ½ H₂O = NaOH

2) Na + ½ O₂ + ½ H₂ = NaOH

3) Na₂O + H₂O = 2NaOH

4) Na + H₂O = NaOH + ½ H₂

2. Стандартная энтальпия сгорания N₂ соответствует тепловому эффекту реакции:

1. ½ N₂ + O₂ = NO₂

2. N₂ + 3/2 O₂ = N₂O₃

3. ½ N₂ + ½ O₂ = NO

4. N₂ + 5/2 O₂ = N₂O₅

3. Энтальпия образования PCl₃ равна -311,7 кДж/моль. Рассчитайте, сколько (в г) PCl₃ образуется в результате реакции, если при этом выделяется 62,34 кДж теплоты?

4. Термохимическое уравнение реакции имеет вид: 2P + 3Cl₂ = 2PCl₃ + 623,4 кДж. Рассчитайте стандартную энтальпию образования PCl₃.

5. В результате реакции, термохимическое уравнение которой:

4HCl + O₂ = 2Cl₂ + 2 H₂O + 116,44 кДж

Выделилось 291,1 кДж теплоты. Определите: а) количество выделившейся воды; б) объем затраченного кислорода (при н.у.); в) массу израсходованного хлороводорода?

6. При образовании 5 моль HCl выделилось 456 кДж теплоты. Определить стандартную энтальпию образования НСl.

7. Энтальпия образования Н₂О равна -285,83 кДж/моль. Определить теплоту сгорания 67,2 л Н_2­ (при н.у.).

8. Качественно оцените изменение энергии Гиббса и возможность протекания реакции: 4NH₃ + 3O₂ = 6H₂O + 2N₂ + Q.

9. Рассчитайте тепловой эффект реакции окисления глюкозы одного из важнейших процессов протекающих в организме человека С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6CО₂ + 6H₂O. Если известны стандартные энтальпии образования ∆H⁰_обр (С₆Н₁₂О₆) = -1273 кДж/моль; ∆H⁰_обр(CО₂) = -393 кДж/моль; ∆H⁰_обр(H₂O) = -286 кДж/моль

10. Проверьте, нет ли угрозы, что оксид азота (I), применяемый в медицине в качестве наркотического средства, будет окисляться кислородом воздуха до весьма токсичного оксида азота (II): 2N₂O + O₂ = 4NO, если ΔG⁰(NO)= 87 кДж/моль; ΔG⁰(N₂O)= 104 кДж/моль; ΔG_f⁰(O₂)= 0.

11. Существуют два возможных пути метаболического превращения -D-глюкозы: -D-глюкоза (ж) = 2С₂Н₅ОН(ж) + 2СО₂; 6О₂ + -D-глюкоза (ж) = 6СО₂ + 6Н₂О. Вычислить изменения стандартной свободной энергии Гиббса этих процессов при 298 К. Какой из них более эффективен с точки зрения использования -D-глюкозы? ∆G⁰_f(С₂Н₅ОН(ж)) = -182,3 кДж/моль, ∆G⁰_f(Н₂О) = -22,26 кДж/г, ∆G⁰_f(СО₂) = -387,8 кДж/моль, ∆G⁰_f(-D-глюкоза(ж)) = -918,8 кДж/моль.

12. Определить, будет ли взаимодействовать газообразный этилен с водой при 298 К и давлении 1,013∙10⁵ Па. Стандартные теплоты и энтропии образования исходных веществ и продуктов следующие: ∆Н⁰_обр(С₂Н₄(г)) = 52,28 кДж/моль; S⁰_обр(С₂Н₄(г)) = 219,4 Дж/(моль∙К); ∆Н⁰_обр(Н₂О(ж)) = -285,0 кДж/моль; S⁰_обр(Н₂О_(ж)) = -163,8 Дж/(моль∙К); ∆Н⁰_обр(С₂Н₅ОН(г)) = -201,2 кДж/моль; S⁰_обр(С₂Н₅ОН(г)) = 239,7 Дж/(моль∙К).

13. Определить изменение молярной энергии Гиббса для приведенных ниже реакций при 298 К и установить, являются ли они спонтанными в прямом и обратном направлениях:

H₂(г) + ½ O₂(г) = H₂O (ж); (1).

3H₂(г) + С₆H₆(ж) = С₆Н₁₂(ж); (2).

CH₃CHO (г) + ½ О₂(г) = СН₃СООН (ж), (3)

если ΔG⁰_обр(H₂O (ж)) = -237,13 кДж/моль; ΔG⁰_обр(С₆H₆(ж)) = 129,72 кДж/моль; ΔG⁰_обр(С₆Н₁₂(ж)) = 31,91кДж/моль;ΔG⁰_обр(CH₃CHO(г)) = -128,86 кДж/моль; ΔG⁰_обр(CH₃CHO(ж)) = -389,9 кДж/моль.

14. Как будут изменяться (качественно) энтропия, энтальпия и энергия Гиббса в ходе самопроизвольной кристаллизации вещества?

15. При какой температуре установится термодинамическое равновесие в системе 6О₂ + С₆Н₁₂О₆ = 6СО₂ + 6Н₂О, если Н⁰_р-ции = -77,7 кДж/моль, S⁰_р-ции = 259 Дж/(моль∙К)? При каких температурах она пойдет самопроизвольно?

16. Определить направление протекания реакции: Н₂ + I₂ = 2НI при 298 К, если: [Н₂] = [I₂] = 0,1 моль/л; [НI] = 1 моль/л.

17. Пойдет ли самопроизвольно реакция гидролиза дипептида гли – гли при 310 К, если ΔG⁰_р-ции = -15,08 кДж/моль? Чему равна К_р (1, <1, > 1)?

18. Рассчитать изменение энергии Гиббса и определить, пойдет ли самопроизвольно реакция при 298 К: FeS + H₂ = Fe + H₂S – 79,4 кДж, если S⁰_р-ции = 110 Дж/(моль∙К)?

19. Константа равновесия реакции СО + Н₂О = СО₂ + Н₂ при 798С равна 1. Чему равно G⁰ при этой температуре, и каково термодинамическое состояние системы?

20. Взаимодействует ли алюминий с водой? Нет ли опасности, что изделия из алюминия, широко применяемые в быту и медицинской технике, будут разрушаться под действием воды в результате протекания реакции: 2Al(т) + 6H₂O(ж) = 3Н₂(г) + 2Al(ОН)₃(т). Надо ли слишком тщательно чистить алюминиевые изделия? (G ⁰ (Н₂О) = -237 кДж/моль, G ⁰ (Al(OH)₃) = -1157 кДж/моль).