Наборы Задач термодинамика new_1с

13.14. Константа равновесия реакции : Сl₂ + Н₂ = 2НСl зависит от температуры следующим образом:

lgK_p =9400/T – 1,353*lgT + 0,138*10^-3Т + 0,118*10⁵/Т2 + 5,035

Рассчитать ΔG⁰ этой реакции при Т = 600 К, если исходные давления смеси P_Cl2 =0,5 атм, P_H2 = 0,5 атм и P_HCl = 2 атм.

Задание 14

14.1. Напишите в дифференциальной форме уравнение зависимости теплового эффекта химической реакции от температуры.

14.2. Сколько кг каменного угля потребуется на разложение одной тонны CaСO₃ по реакции CaСO_{3 (ТВ)} = CaO + СО₂ .При сгорании 1 кг каменного угля выделяется 58198 кДж теплоты. Стандартные теплоты образования СО₂ -393,51 кДж/моль; CaO -635,09 кДж/моль; CaСO₃ -1206,83 кДж/моль.

14.3. Найти тепловой эффект реакции получения гептана из простых веществ при 500 К. Энергия связи С-С 347,00 кДж/моль; С-Н 413,0 кДж/моль. Теплота сублимации углерода 716,67 кДж/моль; теплота диссоциации водорода 435,96 кДж/моль; теплота испарения гептана 36760 Дж/моль. Теплоемкости в Дж/моль*К зависят от температуры:

С⁰_{P, С7Н16} = 10,00 +587,14*10^-3 Т-215,66*10^-6Т² ,

С⁰_{P, H2} = 27,28+ 3,26 *10^-3 *Т +0,50*10⁵ Т^-2 ,

С⁰_{P, граф} = 16,86 + 4,77*10^-3 *Т - 8,54*10⁵ Т^-2 .

14.4. Найти тепловой эффект при постоянном давлении и 500°С для реакции:

C_граф + 3/2H₂ + 1/2Cl₂ = CH₃Cl, если для CH₃Cl Δ_fН⁰ =-86,31 кДж/моль

Теплоемкости в Дж/моль*К зависят от температуры:

С⁰_{P ,СНCl3} = 15,57 + 92,74*10^-3 Т -28,31*10^-6Т²

С⁰_{P, H2} = 27,28+ 3,26 *10^-3 Т +0,50*10⁵ Т^-2

С⁰_{P, граф} = 16,86 + 4,77*10^-3 Т - 8,54*10⁵ Т^-2.

С⁰_{P, Cl2} = 37,03+ 0,67 *10^-3 Т - 2,85*10⁵ Т^-2

14.5. К какому значению стремится энтропия правильно образованного кристалла (идеального) при приближении температуры к абсолютному нулю?

14.6 На сколько изменится энтропия в результате изотерми­ческого расширения 10 г криптона от V₁= 50 л до V₂= 200 л при Р = I атм.

14.7. Найти стандартную энтропию газообразного хлористого водорода, если при температуре плавления (-114°С) энтропия твердого НСl равна 50,574 Дж/моль*K, температура кипения НСl -85,08°С, ΔH_исп = 16150 Дж/моль, С⁰_P ^жидк = 63,01 Дж/моль*K,

С⁰_P ^газ = 26,53 + 4,60*10^-3 Т + 1,09*10⁵ Т^-2 Дж/моль*K.

14.8. Напишите математические выражения, показывающие, как изменяется энтропия, энергия Гельмгольца и энергия Гиббса при конденсации водяного пара в лед при 273 К и давлении 1,0133*10⁵Пa, считая водяной пар идеальным газом.

14.9. Укажите, в какой из приведенных ниже систем энергия Гиббса G быстрее изменяется при росте температуры вблизи 300 К: 1 моль H₂; 1 моль I₂ (г) ; 1 моль N₂ ; 1 моль О₂

14.10. Реакция обмена ацетилена с тяжелой водой протекает при t = 27°С

C₂H₂ + D₂O = C₂D₂ + H₂O с выходом 0,47 моля C₂D₂, если исходить из моля ацетилена и I моля тяжелой воды. Определить направление этой реакции в указанных условиях, если в исходной смеси содержится 2 моля C₂H₂ , 3 моля C₂D₂ , 4 моля H₂O и I моль D₂O и рассчитать состав равновесной смеси.

14.11. 3,6 г пентахлорида фосфора нагреты до температуры 200°С, при этом он полностью испаряется и пары его занимают объем 1л при давлении 1 атм. Найти константы равновесия Кр и Кс реакции PCl₅ =PCl₃ +Cl₂ при данной температуре.

14.12. Железо и диоксид углерода реагируют по уравнению:

1. Fe(тв) + CO₂(г) =FeO(тв) + CO

при 1000 К и под общим давлением в 760 мм рт.ст. При равновесии парциальное давление CO₂ равно 495 мм рт.ст.

Равновесное давление O₂ при диссоциации оксида железа (II) 2. 2FeO(тв) = 2Fe(тв) + O₂ при данной температуре равна 3,16*10^-18 мм.рт.ст.

Определить константу равновесия реакции: 2СО + O₂ = 2CO₂ при данной температуре.

14.13. Нg0 диссоциирует согласно уравнению 2Нg0_кр= 2Hg_ж + O₂ . В равновесии при 420°С давление O₂ равно 387 мм.рт.ст., а при 450°С оно равно 810 мм рт.ст. Найти константы диссоциации и теплоту диссоциации.

14.14. Зависимость давления насыщенного пара азота от температуры может быть выражена уравнением: lgP(атм) = 304,5/T + 3,9335. Вычислить теплоту парообразования при стандартных усло­виях и температуре кипения.

Задание 15

1. Напишите формулу для расчета теплового эффекта химической реакции: а) по теплотам образования исходных веществ и продуктов реакции и б) по теплотам сгорания исходных веществ и продуктов реакции.

2. Теплоты растворения MgSO₄, MgSO₄*2Н₂0, MgSO₄*7Н₂0 соответственно равны: -87610, -46360, -15860 Дж/моль. На основании приведенных данных найдите теплоты гидратации следующих реакций:

MgSO₄+ 2Н₂0 = MgSO₄*2Н₂0;

MgSO₄ + 7Н₂0 = MgSO₄*7Н₂0

MgSO₄*2Н₂0 +5Н₂0= MgSO₄*7Н₂0

15.3. Найти тепловой эффект при стандартных условиях для реакции:

C₆H₁₂(ж) + H₂ = C₆H₁₄(ж)

Энергия связей: С-С 347 кДж/моль, С-Н 413,0 кДж/моль. Теплоты сублимации углерода -716,67 кДж/моль, диссоциации водорода -435,96 кДж/моль, испарения C₆H₁₄(ж) -31,63 кДж/моль. Теплота образования C₆H₁₂(ж) из простых веществ -156,23 кДж/моль.

15.4. Рассчитать тепловой эффект реакции СО +2Н₂ = CH₃OH_(г) при 500 К. Тепловой эффект реакции при 298 К и р= const равен -128040 Дж/моль. Теплоемкости зависят от температуры в Дж/моль*K : С⁰_{P, СН3ОН} = 15,28 + 105,2*10^-3 Т -31,04*10^-6Т² ,

С⁰_{P, H2} = 27,28+ 3,26 *10^-3 Т +0,50*10⁵ Т^-2,

С⁰_{P, СО} = 28,41+4,10 *10^-3 Т -0,46 *10⁵ Т^-2 .

15.5. В некотором самопроизвольно протекающем изобарно-изотермическом процессе энтропия убывает. Сопоставьте изменение энергии Гиббса ΔG и теплового эффект процесса ΔH по величине. Что больше?

15.6. Пользуясь справочными данными, рассчитайте абсолютную энтропию I моля воды при 200°С и давлении 1,0133*10⁵ Па. Теплоемкость газообразной воды принять равной 33,61 Дж/моль*K.

15.7. B двух отдельных сосудов одинаковой емкости 30 л находятся 28 г. азота, а в другом - 32 г кислорода. В обоих сосудах температура одинакова. Найти изменение энтропии при диффузии в результате соприкосновения содержимого этих сосудов. Считать, что кислород азот являются идеальными газами.

8. Укажите, в каком процессе и при каких условиях убыль внутренней энергии равна максимально полезной работе.

9. В результате расширения 20 кг водорода при 300 К объем газа увеличился в 1000 раз. Вычислите изменение энергии Гиббса в этом процессе, считая водород идеальным газом.

15.10. Найти степень диссоциации PCl₅ если давление равновесной смеси газов PCl₅ , PCl₃, Cl₂ равно 8 атм, Кр=1/3. Температура равна 227°С. Определить ΔG⁰ и направление реакции: PCl₅ = PCl₃ + Cl₂

11. Исходные 1,7 г Н₂S при 945⁰С и давлении 1 атм, час­тично диссоциируя, занимают объем 5,384 л. Вычислить константу равновесия реакции Кр, считая газы идеальными.

12. При температуре 727°С равновесие 2SO₂ +O₂ = 2SO₃ характеризуется константой Кр =3,55. При каком давлении степень диссоциации SO₃ будет равна 20%? Какое потребуется давление для снижения степени диссоциации до 5%.

15.13. Рассчитайте теплоту диссоциации известняка на СаО и СО₂ если равновесное давление СО₂при диссоциации СаСО₃ при 740⁰С равна 255 мм.рт.ст, а при 810°С равна 678 мм.рт.ст.

15.14. Зависимость константы равновесия реакции 2Н = H₂ от температуры может быть выражена уравнением:

lgK_p =22545/T – 1,720*lgT + 0,085*10^-3Т + 0,013*10⁵/Т2 -0,185

Определить тепловой эффект реакции при Т = 800 К и вывести урав­нение зависимости ΔH⁰ =f(T).

Задание 16

1. Напишите формулу, показывающую, в каком соотношении находятся величины ΔH и ΔU для химической реакции.

2. Найти теплоту сгорания мочевины СО(NH₂)₂ при p = const и t = 25°С. В этих условиях теплота образования мочевины равна -333,17 кДж/моль, СO₂ -393,51 кДж/моль, Н₂0 -285,83 кДж/моль, Тепловой эффект окисления азота до NO равен 91,26 кДж/моль.

16.3. Определить теплоту сгорания ацетилена на основе следующих данных: теплоты образования воды и углекислого газа равны -285,83 кДж/моль и -393,51 кДж/моль, теплота сублимации углерода 716,67 кДж/моль. Энергия в кДж/моль связи C-H 413,0 , СС 838,0 диссоциации H₂ 435,96.

16.4. Найти тепловой эффект при постоянном давлении и 1000 К для реакции полу-чения муравьиного альдегида из простых веществ, если _fH⁰ = -115900 Дж/моль

С_граф + 1/2O₂ + H₂ = H₂CO

Теплоемкости Дж/моль*K зависят от температуры:

С⁰_{P , H2} = 27,28+ 3,26 *10^-3 Т +0,50*10⁵ Т^-2

С⁰_{P , граф} = 16,86 + 4,77*10^-3 Т - 8,54*10⁵ Т^-2.

С⁰_{P , O2} = 31,46 + 3,39*10^-3 *Т - 3,77*10⁵ Т^-2

С⁰_{P , СН3ОН} = 18,82 + 58,38*10^-3 Т -15,61*10^-6Т²

16.5. При каких условиях внутренняя энергия системы может служить критерием направления процесса? Как она изменяется в ходе самопроизвольного процесса в этих условиях?

16.6. Найти и изменение энтропии 20 г бромида калия при нагре­вании его от 300 до 500 К. Молярная теплоемкость бромистого калия выражается уравнением:

С⁰_P = 48,37+13,89 *10^-3 *Т , Дж/моль*K

16.7. Найти изменение энтропии при охлаждении 100 г циклогексана от 100 до 0⁰C t_пл = 6,5°С; ΔН⁰_пл =2,63 кДж/моль; ΔН⁰_исп = -33,03 кДж/моль; С⁰_P^тв = 128,35 Дж/моль*K; С⁰_P^ж = 156,48 Дж/моль*K ; С⁰_P ^г = 106,27 Дж/моль*K.

16.8. При каких условиях энтальпия является критерием самопро­извольного протекания процесса? Каково её изменение в этих условиях?

16.9. Какой знак будет иметь величина ΔG для перехода жидкого бензола в твердый бензол при 10°С, если температура плавления бензола равна 5,5⁰C? Какое состояние бензола - жидкое или твердое является более устойчивым при температуре 10°С?

16.10. Рассчитайте выход муравьиной кислоты в реакции: CO + Н₂О(г) = HCOOH(г) при давлении СО 10 атм. и Н₂0 5 атм. и постоянном объеме при t = 100°С, если Δ_fG⁰₂₉₈ образования для СО, Н₂О HCOOH соответственно равны: -137150 Дж/моль, -228610 Дж/моль, -351510 Дж/моль.

16.11. Найти константу равновесия Кр и степень термической диссоциации реакции N₂0₄ = 2N0₂ по следующим данным: 0,7340 г частично диссоциированного N₂0₄ занимают объем 1 л при температуре 49,7°С под давлением в 261,4 мм.рт.ст.

16.12. Найти константу равновесия реакции H₂O + HD = HDO + H₂

при температуре 900 К, если при смешении 1 моля H₂O и 1 моля HD образовалось 0,484 моля HDO . Определить, сколько HD обра­зуется при равновесии, если в исходной смеси при данной температуре имеется 1 моль H₂O, 1 моль HD и 1 моль HDO.

16.13. При температуре 727°С константа диссоциации иода I₂ = 2I К_p = 3,04*10^-3. Сколько иода останется непродиссоциирован­ным, если 1 моль I₂ поместить в сосуд емкостью 1000 мл и нагреть до Т =1000 К?

16.14. Найти тепловой эффект реакции : 4NO + 6H₂O = 4NH₃ +5O₂ при t = 300°С, если зависимость Кр от температуры имеет вид

lgK_p =- 47500/T – -1,75*lgT - 8,7.

Задание 17

I7.1.Одинаковое количество вещества двух идеальных газов X и У изотермически расширяется от объёма V₁ до объёма V₂. Оба га­за находятся при одинаковой температуре, но теплоёмкость газа X в 1,5 раза меньше теплоёмкости газа У. Напишите формулу для расчета работы расширения и укажите, для какого из этих газов работа расширения будет больше.

17.2. Вычислите теплоту образования 1,4-диоксана из прос­тых веществ, если теплота сгорания углерода равна -393,51 кДж/моль, теплота сгорания водорода -285,83 кДж/моль, теплота сгорания 1,4-диоксана -2316,56 кДж/моль.

17.3. Найти теплоту образования 2-метилпропана из простых веществ при стандартных условиях, если энергия связи C-С равна 351,46 кДж/моль, С-Н 408,92 кДж/моль, теплота сублимации углерода 716,67 кДж/моль, теплота диссоциации водорода 435,96 кДж/моль.

17.4.Найти тепловой эффект реакции CH₂=CH₂ + HCl ↔ CH₃CH₂Cl при t =60⁰C Значения теплот образования реагентов при 25°С , а также температурные зависимости теплоемкостей взять из справочника.

17.5. Один моль гелия при 100°С и 1 атм смешивают с 0.5 моль неона при 0°С и 1 атм. Определите изменение энтропии, если ко­нечное давление равно 1 атм.

17.6. Аргон объёмом 5 л, находящийся под давлением 19,61*10⁴Па, нагревают до тех пор, пока объём его не увеличится до 10 л. Ка­ково изменение энтропии, если начальная температура 100°С? Давление газа считать постоянным.

17.7. Рассчитать энтропию воздуха, состоящего из 20 мол.% кислорода и 80 мол. % азота, при Р=1 атм и t = 25⁰С, если при тех же условиях энтропия азота 191,50 Дж/(моль*К), а энтро­пия кислорода 205,04 Дж/моль*К.

17.8. Укажите, в каком из следующих четырёх случаев распределе­ния частиц по ячейкам фазового пространства энтропия наибольшая:

A B C D

17.9. Рассчитайте изменение энергии Гельмгольца А в реакции СО + 3H₂ = CH₄ +H₂O, протекающей в газовой фазе при 298,15 K. Необходимые данные для расчета возьмите из справочника.

17.10. Для реакции C₆H₅NH₂ +H₂ ↔C₆H₆ + NH₃ при t =227°С в равновесной смеси будет содержаться 0,165 молей аммиака, если было взято по 1 молю анилина и водорода, Определить максимальную работу, изменение энергии Гиббса, состав равновесной смеси, если в исходной смеси при указанных условиях содержится 2 моль ани­лина, 3 моль водорода, 1 моль бензола и 1,5 моля аммиака.

17.11. Найти константу равновесия и G реакции 2SO₂ +O₂ =2SO₃ для следующих условий: в исходной смеси содержится 24 г SO₂ и 16 г O₂. От взятого O₂ про­реагировало 40%. Общий объём равен 20 л, t =300°C.

17.12.Гидросульфид аммония при нагревании возгоняется и диссоции­рует на аммиак и сероводород: NH₄HS = NH₃ + H₂S. Определить константу равновесия, если при нагреве исходного NH₄HS в закрытом сосуде объемом в 1 л до температуры 65°С общее давление в сосуде оказалось равным 1,304 атм. Как изменится давление сероводорода, если соль разлагается в закрытом сосуде, в котором уже находился NH₃ под давлением 0,2 атм.?

17.13. Константа равновесия реакции СО_г + 2Н_2,г = СН₃ОН_г равна Кр = 6.09*10^-3 при 500 К. Рассчитайте общее давление, необ­ходимое для получения метанола с 90% выходом, если СО и H₂ взя­ты в соотношении 1:2.

I7.I4. Зависимость давления водяного пара над кристаллогидратом

CuSO₄*5H₂O = CuSO₄*3H₂O + 2H₂O от температуры имеет вид:

t,⁰C 15 20 25 30 35

р, кПа 0,425 0,647 0,980 1,437

Запишите уравнение для константы равновесия. Определите тепловой эффект реакции Н при t = 25⁰C .

Задание 18.

18.1. Какова связь между тепловым эффектом при постоянном объе­ме Q_V и тепловым эффектом при постоянном давлении Q_P для реакции: СО +2Н₂ = СН₃ОН_ж ?

18.2. Вычислите теплоту образования пропионовой кислоты из прос­тых веществ, если теплота сгорания углерода равна -393,51 кДж/моль, теплота сгорания водорода -285,83 кДж/моль, теплота сгорания пропионовой кислоты -874,58 кДж/моль.

18.3. Найти теплоту образования бутана из простых веществ при стандартных условиях, если энергия связи С-С равна 351,46 кДж/моль; С-Н 408,92 кДж/моль, теплота сублимации углерода 716,67 кДж/моль, теплота диссоциации водорода 435,96 кДж/моль.

18.4. Определить тепловой эффект реакции СО + 1/2О₂ = СО₂ при Т= 2500 К:

а) при p-const и б) при V= const . Тепловой эффект реакции при 298 К и p= const равен -325,619 кДж/моль. Теплоемкос­ти в Дж/моль*К соответственно зависят от температуры:

С⁰р(CO) = 28,41 + 4,10*10^-3 *Т -0,46*10⁵ Т^-2 ,

С⁰р(О₂) = 31,46 + 3,39*10^-3 *Т +3,77*10⁵ Т^-2

С⁰р(СО₂) = 44,14 + 9,04*10^-3 *Т -8,54*10⁵ Т^-2

18.5 11,2 л кислорода нагреваются от 0 до 80°С, причем давление уменьшается с 2 атм до 0,01 атм. Найти изменение энтропии, учи­тывая, что С⁰р(О₂) = 29,37 Дж/моль*K.

18.6. Найти по справочным данным энтропию пропилового спирта и рассчитать энтропию спирта в парах при 97,2°С и р = 0,05 атм. Зависимость истинной изобарной теплоём­кости от температуры выражается уравнением:

C⁰p = 13,10 + 277,5*10^-3 *Т - 98,44*10^-6 Т²

18.7. Определить абсолютную энтропию моля газообразного брома при 100°С, если энтропия твердого брома при температуре его плав­ления (-7,3°С) равна 105,47 Дж/моль*К, теплота плавления 10,57 кДж/моль; температура кипения брома 58,2°С; теплота испаре­ния 30,56 кДж/моль. Для жидкого брома C⁰p = 75,69 Дж/моль* К для газообразного брома С⁰р = 37,32 + 0,50 *10^-3 *Т – 1,26*10⁵*Т^-2 Дж/моль* К.

18.8. При обратимом изотермическом сжатии некоторого коли­чества идеального газа от давления P₁ до давления P₂ энергия Гиббса изменилась на 200 Дж. Каково по сравнению с этой ве­личиной будет изменение энергии Гиббса при подобном же, но не-обратимом переходе от P₁ до P₂ ?

18.9. Пользуясь справочными данными, рассчитайте изменение стандартных энтропии и энергии Гиббса при 298 К для реакции:

2N₂ + 6 Н₂0_ж =4NH₃ +30₂

18.10. Определить изменение энергии Гиббса при образовании 2 молей AgCl в атмосфере хлора при давлении 100 мм рт.ст. и t = 25⁰С, если для AgCl _fG⁰₂₉₈ = -109,54 кДж/моль.

18.11. В газовой фазе при Т =300 К идет реакция 2SO₂ + O₂ = 2SO₃.

В исходной смеси имеется 86 г SО₂ и 50 г О₂. От взятого SO₂ прореагировало 54%. Общий объем смеси равен 1 л . Найти Кр и Кс .

18.12. Для протекания реакции ЗFе + 4Н₂0_г = Fe₃O₄ +4Н₂ , протекающей при температуре 200°С, равновесные парциальные давления водорода и паров воды соответственно равны: Р_H2 = 95,9 мм рт.ст.; Р_Н20 = 4,6 мм рт.ст. Найти равновесное парциальное давление водорода, если равновесное парциальное давление паров воды равно 14,7 мм рт.ст.

18.13. Константа равновесия для реакции СО +Н₂О = СО₂ +Н₂ при 700 К равна Кр =9,37. Тепловой эффект реакции H⁰₇₀₀ = -37,97 кДж/моль. Вы­числить состав равновесной смеси, получившейся после смешивания 0,5 моля СО и 1 моля Н₂О при 500 К. Общий объем смеси равен 1 л.

18.14. При температуре Т =1000 К степень диссоциации НBr равна 1,44*10^-3. Рассчитать степень его диссоциации при температуре 500 К, если теплота образования НВr в этом интервале температур равна - 35,98 кДж/моль. Давление равно 1 атм.

Задание 19.

19.1. Одинаковое число молей двух идеальных газов X и У изотермически расширяется от объёма V₁ до объёма V₂. Оба газа находятся при одинаковой температуре, но теплоёмкость газа X в 3 раза больше теплоёмкости газа У. Напишите формулу для расчета работы расширения и укажите, для какого из этих газов работа расширения будет больше.

19.2. Вычислите теплоту образования глицерина из прос­тых веществ, если теплота сгорания углерода равна -393,51 кДж/моль, теплота сгорания водорода -285,83 кДж/моль, теплота сгорания глицерина -1661,05кДж/моль.

19.3 Найти стандартную теплоту образования н-октана С₈Н₁₈ из простых веществ, если известны: энергия связи С-С 351,46 кДж/моль, энер­гия связи С-Н 408,92 кДж/моль, теплота сублимации углерода 716,67 кДж/моль, теплота диссоциации водорода 435,96 кДж/моль, теплота испарения С₈Н₁₈ 41,50 кДж/моль. При стандартных условиях С₈Н₁₈ жидкий.

19.4 Определить тепловой эффект реакции CH₃ОH +3/2O₂ = CO₂+ 2Н₂О; _rH⁰₂₉₈ = 764,17 кДж/моль

при Т = 500 К и p = сonst. Молярные теплоемкости реагирующих ве­ществ в Дж/моль*К имеют следующие зависимости от температуры :

С⁰р(CH₃ОH) =15,28 + 105,20*10^-3 *Т - 31,04*10^-6 Т² ,

С⁰р (O₂) = 31,46+ 3,39*10^-3 *Т – 3,77*10⁵ Т^-2 ,

С⁰р (CO₂) = 44,14+ 9,04*10^-3 *Т - 8,54*10⁵ Т^-2 ,

С⁰р (H₂O) = 30,00+ 10,71*10^-3 *Т + 0,33*10⁵ Т^-2 .

19.5. В каком из следующих процессов: изотермическом, адиабатическом, изохорическом, изобарическом при обратимом их протекании не происходит изменения энтропии системы?

19.6. Рассчитать энтропию смеси, состоящей из 30 мол.% кислорода и 70 мол.% водорода, если при р = I атм и той же температуре энтропия водорода 130,52 Дж/моль*К, энтропия кислорода 205,04 Дж/моль*К.

19.7. Определить абсолютную энтропию моля газообразного брома при 100°С, если энтропия твердого брома при температуре его плав­ления (-7,3°С) равна 105,47 Дж/моль*К, теплота плавления 10,57 Дж/моль; температура кипения брома 58,2°С; теплота испаре­ния 30,56 кДж/моль. Для жидкого брома C⁰р = 75,69 Дж/моль*К , для газообразного брома С⁰р = 37,32 + 0,50*10^-3*Т – 1,26*10⁵ Т^-2 Дж/моль* К

19.8. Напишите уравнение в дифференциальной форме зависимос­ти энергии Гельмгольца А от объема и температуры, при условии, что единственным видом работы является работа расширения.

19.9. Какой знак будет иметь величина G для перехода жид­кого бензола при 0°С в твердое состояние при той же температуре? Температура плавления бензола равна 5,5°С. Какое состояние бензола - жидкое или твердое - является более устойчивым при 0°С?

19.10. Найти константу равновесия Кр реакции N₂ + O₂ = 2NO.

В исходной смеси имеется 150 г N₂ и 90 г O₂ .От взятого количества кислорода прореагировало 45%. Общий объем I л, Т = 298 К.

19.11. При температуре 1000°С константы равновесия реакций

1. C_граф +S₂(г) =CS₂(г); 2. Cu₂S_тв +H₂(г) = Cu_тв +H₂S(г); 3. 2H₂S(г) = 2H₂(г) + S₂(г)

равны соответственно К₁=0,179; К₂ = 3, 5*10^-3; К₃ = 5,91*10^-3 . Определите константу равновесия реакции восстановления сульфида меди графитом.

19.12. Для реакции ЗFе + 4H₂O = Fе₃О₄ + 4H₂ при температуре 200°С. равновесные парциальные давления водорода и паров воды соответственно равны:

P(H₂) = 95,9 мм.рт.ст.; P(H₂O) = 4,6 мм.рт.ст.. Найти равновесное парциальное давление водорода, если равновесное парциональное давление паров воды равно 12,3 мм.рт.ст.

19.13. 9,2 г N₂О₄ при температуре 27°С и при давлении 1 атм занимают объемся V₁= 2,95 л, а при температуре 111°С и при том же давлении - объем V₂ = 6,07 л. Рассчитать константы диссоциации (Кр и Кс) реакции N₂О₄ = 2NО₂ при указанных температурах и величину теплового эффекта _rH⁰.

19.14. Зависимость константы равновесия от температуры для реак­ции

СО + 2H₂ = СН₃ОН, где все вещества газообразные, выражается следующим уравнением: lgКр = 3886,0/T - 8,I42*lgT+ 2,470*10^-3*T -0,270*10^-6 Т² -0,014*10⁵*T^-2+ 10.826. Определить H⁰ , S⁰ при Т = 400 К для этой реакции.

Задание 20

20.1. В каких случаях можно считать, что тепловой эффект хими­ческой реакции прямо пропорционален температуре?

20.2. Найти стандартную теплоту сгорания бензойной кислоты при Т=298 К. Стандартная теплота образования бензойной кислоты из простых веществ при Т=298 К равна -385,14 кДж/моль; теплота образования жидкой воды равна -285,83 кДж/моль; теплота образования СО₂ равна -393,51 кДж/моль.

20.3. Найти теплоту образования бутана C₄H₁₀ из простых веществ в стандартном состоянии. Теплота сублимации углерода 716,67 кДж/моль; теплота диссоциации водо-рода 435,96 кДж/моль; теплота испарения пентана 26,89 кДж/моль. Энергия связи С-С 347,0 кДж/моль; С-Н 413,0 кДж/моль. Пентан в стандартном состоянии жидкий.

20.4. Определить тепловой эффект реакции CH₃OH(г) +3/2O₂ = CO₂ + 2H₂O _rH₂₉₈ =764,17 кДж

при Т = 1000°К и р= const. Молярные теплоемкости реагирующих ве­ществ в Дж/моль*К имеют следующие зависимости от температуры :

С⁰_{P, CH3OH} = 15,28 + 105,2*10^-3 *Т -31,04*10^-6 Т²

С⁰_{P, O2} = 31,46+ 3,39*10^-3 *Т – 3,77*10⁵ Т^-2

С⁰_{P, H2O} = 30,00 + 10,71*10^-3 *Т -8,54*10⁵ Т^-2

С⁰_{P, CO2} = 44,14 + 9,04*10^-3 *Т -0,5*10⁵ Т^-2

20.5. Равновесная система состоит из четырех частей, каждая из которых обладает определённой энтропией: S₁, S₂, S₃, S₄. Как можно выра­зить энтропию системы в целом?