Задачи для самостоятельного решения:

Задача 1. На испарение 1 моля воды требуется 40 кДж. Сколько теплоты будет потеряно за день при выделении через кожу 720г воды?

Ответ: 1600 кДж

Задача 2. Пероксид водорода (Н₂О₂) в виде раствора с массовой долей 3 %. используется в медицине для обработки ран. Докажите, что процесс разложения пероксида водорода в присутствии фермента каталазы является самопроизвольным, используя для расчёта значения стандартной энтропии образования исходных веществ и продуктов реакции:

S⁰ ₂₉₈ (H₂O₂) =110 Дж/моль×К; S⁰ ₂₉₈ (Н₂О) = 70 Дж/моль×К; S⁰₂₉₈(O₂) = 205 Дж/моль×К.

Ответ: ΔS = 62,5 Дж/моль × К

Задача 3. При сжигании метана объемом 2 м³ выделяется 79600 кДж теплоты. Рассчитайте стандартную теплоту сгорания метана.

Ответ: 891,52 кДж/моль

Задача 4. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса для процесса окисления глюкозы по следующим данным: DН⁰_обр (С₆Н₁₂О₆) = - 1264,4 кДж/моль; DН⁰_обр (СО₂) = - 393 кДж/моль;

DН⁰_обр (Н₂О) = - 286 кДж/моль. Изменение энтропии всей реагирующей системы равно 0,259 кДж/моль×K

Ответ: DG = - 2886,8 кДж/моль.

Задача5.Вычислите стандартную энтальпию образования этанола, воспользовавшись необходимыми для этого стандартными энтальпиями сгорания.

Ответ: DН⁰_обр. = -273 кДж/моль

Задача 6. Константа равновесия реакции N₂0₄(г) ↔ 2N0₂ (г) при 25°С равна 0,1. В каком направлении будет идти реакция при следующих концентрациях веществ:

а) С(N0₂) = С(N₂0₄) = 0,1 моль/л;

б) С(N0₂) = 0,01 моль/л; C(N₂0₄) = 0,02 моль/л?

Задача 7. Для реакции H₂ + I₂ ® 2HI при 444⁰С константа равновесия равна 50. Определите направление процесса, если исходная смесь имеет следующий состав: С(H₂) = 2моль/л, С(HI) = 10моль/л.

Ответ: Состояние равновесия, т.к ∆G=0.

Задача 8 .Рассчитайте константу равновесия, если DG⁰ ₂₉₈ для данной реакции равно 4,478 кДж/моль.

Ответ: 6,1

Задача 9.Константа равновесия разложения лекарственного вещества в автоклаве при 413К равна 0,396∙10⁵ Па, а при 443К - 1,286∙10⁵ Па. Вычислить тепловой эффект реакции.

Ответ: 59,6 кДж/моль.

Задача 10. Используя значение ΔG°, установите, существует ли угроза отравления больного при использовании в качестве наркотического средства оксида азота(I), Токсичный оксид азота (II) может образовываться по реакции: 2N₂O + O₂ = 4NO. Все вещества находятся в газообразном состоянии. Справочные данные см. в таблице.

Тестовые вопросы

1. Если энтальпия образования SO₂ равна -297 кДж/моль, то количество теплоты, выделяемое при сгорании 16г серы, равно . . . кДж

1. 148,5 2) 297 3) 594 4)74,25

2. В реакции, протекающей в соответствии с термохимическим уравнением

3H₂ + N₂ = 2 NH₃ + 92 кДж

выделилось 23 кДж теплоты. Объём полученного (н.у.) аммиака

1. 5,6 л 2) 11,2л 3) 22,4л 4) 44,8л

3) По термохимическому уравнению реакции С₂Н₄ + Н₂О ↔ С₂Н₅ОН +46 кДж

вычислите объём взятого этилена (н,у.), если известно, что выделившаяся в этом процессе теплота составила 138 кДж.

1. 44,8 л 2) 22,4л 3) 67,2 4) 89,6л

4. В реакцию, протекающую в соответствии с термохимическим уравнением

2Al + 3S = Al₂S₃ +509 кДж вступило 108 г алюминия. Количество выделившейся теплоты равно

1. 242,5 кДж 2) 509 кДж 3) 1018 кДж 4) 2036 кДж

5. В результате реакции, термохимическое уравнение которой 2Al +Fe₂O₃ = Al₂O₃ + 2 Fe +848 кДж, выделилось 169,6 кДж теплоты. Масса образовавшегося железа равна:

1) 11,2 г 2) 22,4 г 3) 56 г 4) 28 г

6. По термохимическому уравнению реакции горения ацетилена 2С₂Н₄ + 5О₂ = 4СО₂ + 2Н₂О +2610 кДж рассчитайте, сколько выделится теплоты, если в реакцию вступило 67, 2 л ацетилена (н.у.)

1. 870 кДж 2) 3915 кДж 3) 5220 кДж 4) 7830 кДж

7. В результате реакции, термохимическое уравнение которой 2С₂Н₄+ 5О₂ = 4СО₂ + 2Н₂О +2610 кДж выделилось 652, 5 кДж теплоты. Объём сгоревшего ацетилена равен

1) 11,2 л 2) 22,4 л 3) 44,8 л 4) 67,2 л

8. Какое выражение соответствует константе химического равновесия для данной реакции N₂+3H₂ = 2NH₃

1) K_c = [NH₃]²/ [N₂]+[H₂]³ 3) К_р = [NH₃]² / [N₂][H₂]

2) К_с = [NH₃]² / [N₂][H₂]³ 4) К_с = []N₂][H₂]³/ [NH₃]²

9. Как нужно изменить давление, чтобы реакция гемоглобина с кислородом

Hb + O₂ « HbO₂ была смещена вправо

1) уменьшить давление 2) увеличить давление 3) давление не влияет

10. Какое значение константы равновесия соответствует данной реакции 2NO +O₂ « 2NO₂

1) Kc= [NO₂]²/ [NO][O₂] 3) Kc= [NO][O₂]/ [NO₂]²

2) Kc= [NO₂]² / [NO]²[O₂] 4) Kc= [NO₂]/ [NO][O₂]

11. Как нужно изменить давление реакции N₂+3H₂ « 2 NH₃, чтобы сместить равновесие вправо

1) уменьшить 2) увеличить

3) не изменять 4) увеличить давление NH₃

12. Будет ли влиять давление на смещение равновесия данной реакции H₂ + Cl₂ = 2 HCl

1) будет 2) нет

3) сместит равновесие вправо 4) сместит равновесие влево

13. Какие значения должна принимать энергия Гиббса, чтобы процесс шёл в обратном направлении

1) DG⁰ < 0 3) DG⁰ = 0

2) DG⁰ > 0 4) DG⁰ = 1

14. Равновесие в реакции, уравнение которой СН₄(г) + 4S(ж) ↔ СS₂(г) + 2Н₂S(г), ΔH<0, сместиться влево при

1) понижении давления 3) дополнительном введении серы

2) понижении температуры 4) увеличении концентрации H₂S

15. Будет ли проходить реакция в прямом направлении, если DG = 18 кДж/моль

1) нет 2) химическое равновесие 3) будет

16. Система, в которой повышение давления и повышение температуры приведут к смещению равновесия в противоположных направления

1) СO₂(г) + C(т) ↔ 2СО(г), ΔН<0

2) J₂(г) + 5 СО₂(г) ↔ J₂O₅(т) + 5СО(г), ΔН>0

3) N₂(г) + О₂(г) ↔ 2 NO(г), ΔН>0

4) С₂Н₂(г) + 2Н₂(г) ↔ С₂Н₆ (г), ΔН<0

17. Как нужно изменить давление, чтобы реакция гемоглобина с кислородом была смещена влево Hb + O₂ « HbO₂

1) уменьшить давление 2) увеличить давление 3) давление не влияет

18. В реагирующей системе, уравнение которой NO(г) + Cl₂(г) ↔ NOCl₂(г) ΔH > 0, равновесие сместиться вправо при:

1) повышении давления 3) понижении температуры

2) использовании катализатора 4) повышении концентрации NOCl₂

19. Для смещения равновесия в системе SO_2(г)+Cl_2(г)SO₂Cl_2(г), H<0 в сторону продуктов реакции необходимо

1) понизить температуру 3) понизить концентрацию SO₂

2) понизить давление 4) ввести катализатор 5) повысить температуру

20. На состояние химического равновесия в системе 2SO_2(г) + О_{2 (г)} ↔2 SO₃, ΔH⁰ < 0 не влияет

1) катализатор 3) изменение температуры

2) изменение концентрации исходных веществ 4) изменение давления

22. Для нахождения реакции , следует воспользоваться формулой…

1)

2)

3)

4)

Методические указания составлены доцентом Дарюхиной Е.Н., профессором Сторожок Н.М.

2 09. 2011г.

Зав. кафедрой общей и

биоорганической химии, профессор Н.М.Сторожок