5. Контрольные вопросы

1. Сформулировать первый закон термодинамики.

2. Что называется системой в термодинамике?

3. Объяснить следующие понятия:

– теплота;

– работа;

– закрытая система;

– изолированная система;

– внутренняя энергия.

4. Какие свойства системы называются параметрами состояния?

5. Какие свойства системы называются функциями состояния?

6. Какие уравнения называются термохимическими?

7. Какие условия приняты за стандартные?

8. Что называется теплотой образования вещества?

9. Что называется теплотой сгорания вещества?

10. Чему равен тепловой эффект реакции при постоянном объёме?

11. Чему равен тепловой эффект реакции при постоянном давлении?

12. Что такое энтальпия?

13. Каков знак величины ΔН в эндо– и экзотермическом процессе?

14. Какой особенностью характеризуются термодинамические функции состояния?

15. Как формулируется закон Гесса?

16. Какие следствия вытекают из закона Гесса?

17. Что такое энтропия?

18. Сформулировать второй закон термодинамики.

19. Что называется термодинамической вероятностью состояния системы?

20. Сформулировать третий закон термодинамики.

21. Почему энтропия вещества является абсолютной величиной, а энтальпия образования его – разностной?

22. Что такое изобарно–изотермический потенциал или энергия Гиббса?

23. Почему изобарно–изотермический потенциал может рассматриваться как критерий при оценке направления самопроизвольно протекающей химической реакции?

24. Что такое энтальпия нейтрализации? Почему энтальпия нейтрализации сильных кислот и оснований одинакова для различных кислот и оснований, а энтальпия нейтрализации слабых кислот и оснований зависит от природы реагирующих веществ?

25. Каково соотношение между величинами теплоты нейтрализации сильных кислот сильными основаниями и теплоты диссоциации воды?

26. Что такое теплота растворения?

27. Что называют теплотой или энтальпией гидратации?

28. Что такое энтальпия гидролиза? Почему ее сложно измерить? Какой она имеет знак?

29. Что такое энтальпия связи? Почему величина энтальпии реакции, вычисленная по энергиям химических связей реагентов, является приближенной?

30. Предскажите знак изменения энтальпии системы в каждом из следующих процессов, исходя из предположения о возможности теплового обмена между системой и окружающей средой:

30.1. H₂O_(ж) → H₂O_(г)

30.2. 2CH_{3 (г)} + 3O_{2 (г)} →2 СО_{2 (г)} + H₂O_(ж)

30.3. 2HCl_(г) + → H_{2 (г)} + Cl_{2 (г)}

30.4. NH₄Cl_(к) + H₂O_(ж) → NH₄Cl_{(раствор)}(температура понижается)

30.5. O_(г) + 2H_(г) → H₂O_(г)

30.6. Ba²⁺_(р) + SO₄^2–_(р) → BaSO_{4 (к)}

30.7. 2Na _(к) + Cl_{2 (г)} → 2NaCl_(к)

31. Не проводя расчета, определите, для каких из приведенных реакций

разница в значениях Q_p и Q_v будет наибольшей:

31.1. С_(к) + 1/2O_{2 (г)} → СО _(г)

31.2. С_(к) + O_{2 (г)} → СО_{2 (г)}

31.3. 2С_(к) + 3Н_{2 (г)} → C₂H_{6 (г)}

32. Какие из перечисленных веществ можно отнести к числу стабильных?

[ ]	H2O(г)	H2Se(г)	Al2O3 (к)	N2O3 (г)	SiO2 (к)	ClO2 (г)	SF6 (г)
	–242	+30	–1675	+83	–912	+104	– 1221

33. Как изменяется энтропия при обратимом фазовом переходе:

твердое вещество → жидкое → газ → твердое вещество?

34. Как объяснить изменение величин энтропии в приведенных рядах сходных веществ?

NO(г)	50,34	О(г)	38,47	S(т)	7,62
NO2 (г)	54,47	О2 (г)	49,01	Se(т)	10,50
N2O5 (г)	82,00	О3 (г)	57,10	Te(т)	11,85

35. Не проводя расчетов, определить знак ΔS в ходе химических реакций

2Р_(к) + 5/2О_{2 (г)} → Р₂О_{5 (к)}

(NH₄)₂Cr₂O_{7 (к)} → N_{2 (г)}+ Cr₂O_{3 (к)} + 4Н₂О_(г)

36. Для некоторой реакции

2А_{2 (г)} + В_{2 (г)} → 2А₂В_(г)

∆S < 0. Значит ли это, что реакция термодинамически невозможна?

37. Для реакции Н_{2 (г)} + F_{2 (г)} → 2HF_(г)

в стандартных условиях изменение энтропии равно –269,6 кДж/моль град.

Вычислить изменение стандартного изобарно–изотермического потенциала этой реакции.

38. Какую информацию о веществе можно получить, используя величину изобарно–изотермического потенциала его образования?

39. Расположить перечисленные вещества в порядке увеличения их термической устойчивости, с учетом приведенных значений:

СаF_{2 (к)} СаС_{2 (к)} СаО _(к) СаN_{2 (к)}

ΔG^о₂₉₈ ккал/моль –278 –16 –144 –88

Как это объяснить?

40. Чем объяснить, что из двух реакций, термодинамически не возможных в стандартных условиях:

N_{2 (г)} + 1/2О_{2 (г)} → N₂O_(г); ΔН^о₁ = 19,5 ккал/моль

1/2N_{2 (г)} + 1/2О_{2 (г)} → NO_(г); ΔН^о₂ = 21,6 ккал/моль

только одна из них становится возможной при высокой температуре?

41. Почему при температурах, мало отличающихся от 0 К, стремление к минимуму энергии может рассматриваться как единственный принцип, определяющий направление химического процесса?

42. В каких термодинамических условиях термодинамически возможны экзотермические реакции; эндотермические реакции?

43. Почему даже наиболее термодинамически стабильные вещества при достаточно высокой температуре разлагаются?

44. Можно ли, изменяя температуру, изменить направление следующих реакций:

44.1. 2NО_(г) + О_{2 (г)} → NO_{2 (г)}; ΔН^о = –27,02 ккал

44.2. N₂О_{4 (г)} → 2NO_{2 (г)}; ΔН^о = –13,88 ккал

44.3. 2SО_{2 (г)} + О_{2 (г)} → 2SO_{3 (г)}; ΔН^о = –46,95 ккал

44.4. PCI_{5 (г)} → PCI_3(г) + СI_{2 (г)}; ΔН^о = 44 ккал

44.5. СО_{2 (г)} + С_{(графит)} → 2СО_(г); ΔН^о = 38,3 ккал?

45. Исходя из знака ΔG^о₂₉₈ следующих реакций

PbO_{2 (к)} + Pb _(к) = 2PbO _(к), ΔG^о₂₉₈ < 0;

SnO_{2 (к)} + Sn _(к) = 2SnO _(к), ΔG^о₂₉₈ > 0,

сделать вывод о том, какие степени окисления более характерны для свинца и олова.

46 Учитывая, что NO_{2 (г)} окрашен, N₂O_{4 (г)} бесцветен, и исходя из знака изменения энтропии в реакции 2NO_{2 (г)} = N₂O_{4 (г)}, предсказать, как изменится окраска в системе NO_{2 (г)} – N₂O_{4 (г)} с ростом температуры: усилится или ослабнет.