5. Химическая термодинамика.

1. Сформулируйте первое начало термодинамики.

2. Что такое энтальпия реакции и энтальпия образования?

3. Сформулируйте закон Гесса.

4. Как изменяется энтропия в самопроизвольном процессе?

5. Как изменяется энергия Гиббса в самопроизвольном процессе?

6. Что называется теплотой образования химического соединения?

7. Привести примеры применения закона Гесса для химических реакций, протекающих через промежуточные стадии.

8. Определите стандартную теплоту образования сероуглерода СS_2, если известно, что CS_{2 (ж)} + 3 O₂ = CO_{2 (г)} + 2 SO_{2 (г)} – 1075 кДж/моль.

9. При взаимодействии 5 г металлического натрия с водой выделяется 40,25 кДж теплоты, а при взаимодействии 10 г оксида натрия с водой выделяется 36,46 кДж теплоты. Рассчитайте ΔН⁰₂₉₈ Na₂O.

10. Вычислите стандартную теплоту образования сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁, если тепловой эффект реакции С₁₂Н₂₂О₁₁ + 12 О₂ = 12 СО₂ + 11 Н₂О_(ж) равен – 5694 кДж.

11. Вычислить тепловой эффект реакции Al₂O_{3 (к)} + 3 SO_{3 (г)} = Al₂(SO₄)_{3 (к)}, если известны стандартные теплоты образования реагирующих веществ.

12. По стандартным теплотам сгорания веществ рассчитайте Δ Н⁰₂₉₈ системы

С₂Н₅ОН _(ж) + СН₃СООН _(ж) = СН₃СООС₂Н_{5 (ж)} + Н₂О

и Δ Н⁰_сгор. (СН₃СООС₂Н₅) = – 2254,21 кДж/моль. Конечные продукты сгорания – газообразный СО₂ и жидкая Н₂О.

13. Определите тепловой эффект реакции: 2 PbS_(к) + 3 O_{2 (г)} = 2 PbO_(к) + 2 SO_{2 (г)}

используя значение стандартных теплот образования реагирующих веществ.

14. Определите ΔU при испарении 100 г воды при 20 ⁰С, допуская, что пары воды подчиняются законам идеальных газов и что объём жидкости незначителен по сравнению с объёмом пара. Удельная теплота парообразования воды 2451 Дж/г.

15. Разложение хлората калия протекает по уравнению:

КClO_3(к) = KCl_(к) + 1,5 O_{2 (г)}

16. Какое количество тепла выделилось, если объём кислорода после окончания реакции равен 2,24 л?

17. Возможна ли следующая реакция: 2 Hg₂Cl₂ = 2 HgCl₂ + 2 Hg.

Ответ подтвердите, рассчитав ΔG⁰₂₉₈ этой системы.

18. Какая из приведённых реакций разложения KNO₃ наиболее вероятна:

а) KNO₃ = K + NO₂ + ½ O₂;

б) 2 KNO₃ = K₂O + 2 NO₂ + O₂

в) KNO₃ = KNO₂ + ½ O₂.

19. Определите знак изменения энтропии для реакции

2 А_{2 (г)} + В_{2 (г)} = 2 А₂В_(ж).

20. Возможно ли протекание этой реакции в стандартных условиях? Ответ обосновать.

21. Можно ли получить серный ангидрид по реакции

CaSO_{4 (к)} + CO_{2 (г)} = CaCO_{3 (к)} + SO_{3 (г)}?

6. Химическая кинетика и равновесие

1. Дайте определение скорости химической реакции в гомо- и гетерогенной системах. Что такое обратимая реакция?

2. Сформулируйте закон действующих масс. Что такое порядки реакции?

3. Чем отличаются зависимости скорости реакции от температуры по уравнениям Вант-Гоффа и Аррениуса?

4. Как катализатор влияет на скорость реакции и равновесие?

5. Как смещается химическое равновесие при изменении внешних параметров среды (температуры, давления, концентраций реагентов и продуактов реакции)?

6. Как катализатор влияет на равновесие?

7. Равновесие в системе Н₂ (г) + J₂ (г) = 2HJ (г) установилось при следующих концентрациях: [H₂] = 0,025 моль/л; [J₂] = 0,005 моль/л; [HJ] = 0,09 моль/л. Определить исходные концентрации йода и водорода.

8. Константа равновесия реакции FeO (к) + СО (г) = Fe (к) + СО₂ (г) при некоторой температуре равна 0,5. Найти равновесные концентрации СО и СО₂, если начальные концентрации этих веществ составляли: [CO]_исх = 0,05 моль/л; [CO₂]_исх = 0,01 моль/л.

9. Найти константу равновесия реакции N₂O₄ = 2NO₂, если начальная концентрация N₂O₄ составляла 0,08 моль/л, а к моменту наступления равновесия диссоциировало 50% молекул N₂O₄.

10. Напишите выражения для константы равновесия гомогенной системы CH₄ + CO₂ = 2CO + 2H₂. Как следует изменить температуру и давление в данной системе, чтобы повысить выход водорода, учитывая, что прямая реакция является эндотермической?

11. В каком направлении сместится равновесие в данных системах при: а) понижении давления; б) повышении температуры; в) понижении концентрации кислорода:

2NO₂ (г) n 2NO (г) + O₂ (г) rH⁰ < 0

N₂ (г) + O₂ (г) n 2NO (г) rH⁰ = 180 кДж;

С(тв) + O₂ (г)n CO ₂ (г) rH⁰= –489 кДж;

2H₂ (г) + O₂ (г) n 2H₂O (г) rH⁰= –489 кДж;

CH₄ (г) +2O₂ ↔ CO₂ (г) + 2H₂O (пар) rH⁰< 0.