Задача 1 Энергетика химических процессов
Условие задачи: Вычислите теплоту образования подчеркнутого в уравнении вещества, исходя из термохимических уравнений.
№ варианта |
Уравнение реакции |
HХР, кДж |
Ответы HОБРАЗ, кДж/моль |
1 |
|
—1169 —1530 |
90 |
2 |
|
-1328 -261 |
-925 |
3 |
|
—56 —216 |
—136 |
4 |
|
-574 88 |
-375 |
5 |
|
-438 116 |
-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 |
6 |
H2S(Г) + CO2(Г) = H2O(Г) + COS(Г) |
102 |
102 |
7 |
S(Т) + 2CO2(Г) = SO2(Г) + 2CO(Г |
64 |
538 |
8 |
CO2(Г) + 4H2(Г) = CH4(Г) + 2H2O(Г) |
88 |
-332 |
9 |
PCl5(Г) + H2O(Г) = POCl3 (Ж) + 2HCl (Г) |
836 |
-680 |
10 |
2NaHCO3(Т) = Na2CO3(Т) + H2O(Г) + CO2(Г) |
252 |
96 |
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 |
11 |
2СH4 (Г) + О2(Г) = 2СО(Г) + 4Н2(Г |
89,6 |
-140 |
12 |
2NH3(Г) + 2O2(Г) N2O(Г) + 3H2O(Г) |
67,2 |
-1045,5 |
13 |
C2H2 (Г) + 2CO2(Г) = 4CO(Г) + H2 (Г) |
112 |
590 |
14 |
CH4 (Г) + CO2(Г) = 2CO(Г) + 2H2 (Г) |
44,8 |
496 |
15 |
C2H6 (Г) + H2(Г) = 2CH4 (Г) |
56 |
-165 |
Условие задачи: Рассчитайте стандартную теплоту образования первого в уравнении вещества, исходя из приведенного термохимического уравнения реакции и данных по HОБРАЗ (табл 1).
№ задачи |
Уравнение реакции |
HХР, кДж/моль |
16 |
2Al2O3(Т) + 6SO2(Г) + 3O2(Г) = 2Al2(SO4)3(Т) |
-1736 |
17 |
4NO2(Г) + O2(Г) + 2H2O(Ж) = 4HNO3(Ж) |
-252 |
18 |
2Mg(NO3)2(Т) = 2MgO(Т) + 4NO2(Г) + O2(Г) |
510 |
19 |
2CuO(Т) + 4NO2(Г) + O2(Г) = 2Cu(NO3)2(Т) |
-416 |
20 |
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 |
21 |
C H OH(ж) + 3O (г) = 2CO (г) + 3H O(г) |
115 |
-3087,2 |
22 |
CO (г) + 4H (г) = CH (г) + 2H O(г) |
220 |
-830 |
23 |
S(т) + 2CO (г) = SO (г) + 2CO(г) |
220 |
672,5 |
24 |
C H (ж) + SO (г) = 7CO (г) + 4H O(г) |
460 |
672,5 |
25 |
C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O(г) |
440 |
–20439,3 |
Таблица 1 стандартные теплоты образования некоторых веществ
Вещество |
НОБР кДж/моль |
Вещество |
НОБР 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) |
49 |
NO2(Г) |
33 |
C7H8(Ж) |
8 |
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 |
HСГОР. кДж,моль |
Вещество |
HСГОР. 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 GХР = f(T). Проэкстраполируйте его на ТРАВН. Поясните его. По величине G 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 |
|
|
|
|
|
|
1 |
CO(Г) |
+ H2(Г) |
|
C(ТВ) |
+ H2O(Г) |
H = -132 кДж/моль |
|
98 |
131 |
|
6 |
189 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
CO2(Г) |
+ 4H2(Г) |
|
CH4(Г) |
+2H2O(Г) |
H = -254 кДж/моль |
|
214 |
131 |
|
186 |
189 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
2SO2(Г) |
+ O2(Г) |
|
2SO3(Г) |
|
H = -198 кДж/моль |
|
248 |
205 |
|
257 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2H2(Г) |
+ C(ТВ) |
|
CH4(Г) |
|
H = -75 кДж/моль |
|
131 |
6 |
|
186 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
CO2(Г) |
+ C(ТВ) |
|
2CO(Г) |
|
H = +173 кДж/моль |
|
214 |
6 |
|
196 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
CH4(Г) |
+ H2O(Г) |
|
CO(Г) |
+ 3H2(Г) |
H = +207 кДж/моль |
|
186 |
189 |
|
196 |
131 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
2CO(Г) |
+ 3Fe(ТВ) |
|
Fe3C(ТВ) |
+ СO2(Г) |
H = -149 кДж/моль |
|
198 |
27 |
|
108 |
214 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
CO(Г) |
+ FeO(ТВ) |
|
Fe(ТВ) |
+ CO2(Г) |
H = -17 кДж/моль |
|
198 |
57 |
|
27 |
214 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
2H2(Г) |
+GeO2(ТВ) |
|
Ge (ТВ) |
+ H2O(Г) |
H = +71 кДж/моль |
|
131 |
55 |
|
31 |
189 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
4HCl (Г) |
+GeO2(ТВ) |
|
GeCl4 (Г) |
+ 2H2O (Г) |
H = -56 кДж/моль |
|
187 |
55 |
|
348 |
189 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
3CO(Г) |
+ 2Fe(ТВ) |
|
Fe2O3(ТВ) |
+ 3С(ТВ) |
H = -490 кДж/моль |
|
196 |
27 |
|
90 |
6 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
3H2(Г) |
+Fe2O3(ТВ) |
|
2Fe(ТВ) |
+3H2O(Г) |
H = +97 кДж/моль |
|
131 |
90 |
|
27 |
189 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
4HCl (Г) |
+ O2(Г) |
|
2Cl2(Г) |
+2H2O(Г) |
H = -114 кДж/моль |
|
187 |
205 |
|
223 |
189 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
CH4(Г) |
+ CO2(Г) |
|
2CO(Г) |
+ 2H2(Г) |
H = +247 кДж/моль |
|
186 |
214 |
|
196 |
131 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
CO(Г) |
+Fe3O4(ТВ) |
|
3FeO (ТВ) |
+ CO2(Г) |
H = 35 кДж/моль |
|
196 |
146 |
|
57 |
214 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
CO(Г) |
+ FeO(ТВ) |
|
Fe(ТВ) |
+ CO2(Г) |
H = -19,3 кДж/моль |
|
198 |
57 |
|
27 |
214 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
CO(Г) |
+ H2O(Г) |
|
CO2(Г) |
+ H2(Г) |
H = -41,2 кДж/моль |
|
198 |
189 |
|
214 |
131 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
H2O(Г) |
+ Fe(ТВ) |
|
FeO(ТВ) |
+ H2(Г) |
H = -21,9 кДж/моль |
|
189 |
27 |
|
57 |
131 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
19 |
2NO(Г) |
+ O2(Г) |
|
2NO2(Г) |
|
H = -112,9 кДж/моль |
|
211 |
205 |
|
240 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
4NH3(Г) |
+ 3SO2(Г) |
|
2N2(Г) |
+3S(ТВ)+ 6H2O(Ж) |
H = -543,8 кДж/моль |
|
192 |
248 |
|
191 |
32 70 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
21 |
CO(Г) |
+ Cl2(Г) |
|
COCl2(Г) |
|
H = -13 кДж/моль |
|
198 |
223 |
|
289 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
22 |
SO2(Г) |
+ NO2(Г) |
+H2O(Ж) |
|
NO(Г) + H2SO4(Ж) |
H = -174 кДж/моль |
|
248 |
240 |
70 |
|
211 157 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
23 |
H2(Г) |
+HCOH(Г) |
|
CH3OH(Г) |
|
H = -85 кДж/моль |
|
131 |
220 |
|
237 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
24 |
Cl2(Г) |
+ 2NO(Г) |
|
2NOCl(Г) |
|
H = -73 кДж/моль |
|
223 |
211 |
|
263 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
CH4(Г) |
+ 2H2S(Г) |
|
CS2(Г) |
+ 4H2(Г) |
H = +230 кДж/моль |
|
186 |
205 |
|
238 |
131 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
26 |
CH3CHO(Г) |
+ H2(Г) |
|
C2H5OH(Г) |
|
H = -70 кДж/моль |
|
265 |
131 |
|
282 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
27 |
С6H6(Г) |
+ 3H2(Г) |
|
C6H12(Г) |
|
H = -206 кДж/моль |
|
269 |
131 |
|
298 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
28 |
3CO2(Г) |
+ 2H2O(Г) |
|
CH3OH(Г) |
+2CO2(Г) |
H = -172 кДж/моль |
|
198 |
189 |
|
237 |
214 |
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
29 |
PCl3(Г) |
+ Cl2(Г) |
|
PCl5(Г) |
|
H = -93 кДж/моль |
|
312 |
223 |
|
53 |
|
S0 = [Дж/моль·К] |
|
|
|
|
|
|
|
30 |
3H2(Г) |
+ Sb2S3(Т) |
|
3H2S(Г) |
+ 2Sb(Т) |
H = 89 кДж/моль |
|
131 |
166 |
|
205 |
44 |
S0 = [Дж/моль·К] |