Задача 90

Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензола с образованием паров воды и диоксида углерода равен –3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравне­ние этой реакции и вычислите теплоту образования С₆Н₆ (ж).

Решение

Термохимическое уравнение реакции:

С₆Н₆ (ж) + 15/2 О₂(г) = 6СО₂ (г) + 3Н₂О(г);

∆Н = – 3135,58 кДж

Стандартные энтальпии образования продуктов реакции смотрим по таблице 5.

СО₂ (г) ΔН₁= – 393,51 кДж/моль

Н₂О (г) ΔН₂= – 243,83 кДж/моль

Обозначим энтальпию образования бензола ΔН₃

По закону Гесса тепловой эффект реакции

ΔН = Σ ΔН_прод– Σ ΔН_исх= 6 ∙ ΔН₁+ 3 ΔН₂– ΔН₃

Отсюда

ΔН₃= 6 ∙ ΔН₁+ 3 ΔН₂– ΔН =

= – 6 ∙ 393,51 – 3 ∙ 243,83 + 3135,58 = + 49,03 кДж

Ответ: ΔН₃=+ 49,03 кДж

Задача 111

На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите G⁰₂₉₈реакции, протекающей по урав­нению

4NНз (г) + 5O₂(г) = 4NО (г) + 6Н₂O (г)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Решение

Выпишем абсолютные стандартные энтропии веществ участвующих в реакции:

Аммиак NH₃ (г)

Кислород О₂ (г)

Окись азота NO (г)

Вода Н₂О (г)

Находим изменение энтропии в ходе реакции:

ΔS = Σ S_прод – Σ S_исх = 4 ∙ S₃ + 6 ∙ S₄ – 4 ∙ S₁ – 5 ∙ S₂ =

= 4 ∙ 210,20 + 6 ∙ 188,72 – 4 ∙ 192,50 – 5 ∙ 205,03 =

= 177,97 = 0,17797 =

Выпишем стандартные энтальпии образования веществ, участвующих в реакции.

Аммиак NH₃ (г)

Окись азота NO (г)

Вода Н₂О (г)

По закону Гесса находим изменение энтальпии в ходе реакции:

ΔН = Σ ΔН_прод– Σ ΔН_исх= 4 ∙ ΔН₃+ 6 ∙ ΔН₄– 4 ∙ ΔН₁=

= 4 ∙ 90,37 – 6 ∙ 241,83 + 4 ∙ 46,19 = – 904,74

Тогда изменение энергии Гиббса:

=ΔH–T∙ΔS= – 904,74 – 298 ∙ 0,17797 = – 957,77

Ответ: –957,77 кДж

Задача 132

Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы CO₂+ С2СО. Как изменится скорость прямой реакции – образования СО, если концентрацию СО₂уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?

Решение

Выражение для константы равновесия системы:

где К₁и К₂– константы химического равновесия для прямой и обратной реакции соответственно.

Скорости прямой и обратной реакции выражаются уравнениями:

Отсюда следует, что если уменьшить концентрацию СО₂в 4 раза, то соответственно скорость прямой реакции уменьшится в 4 раза.

При повышении давления равновесие сдвигается в направлении образования веществ (исходных или продуктов) с меньшим объемом. В ходе реакции объем системы увеличивается. Следовательно, для повышение выхода СО давление нужно уменьшить.

Задача 153

Какой объем 0,3 н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см³?

Решение

Эквивалентная масса NaOH:

m_э= 23 + 16 + 1 = 40

Количество эквивалентов NaOH

Объем кислоты требуемый для нейтрализации раствора:

Ответ: 26,6 см³.

Задача 174

Сколько граммов мочевины (NН₂)₂СО следует растворить в 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465? Криоскопическая констан­та воды 1,86.

Решение

М = 14 ∙ 2 + 4 + 12 + 16 = 60 – молярная масса мочевины

По закону Рауля, понижение температуры замерзания

Отсюда находим массу растворенного вещества

Oтвeт: 1,12 г.