Контрольные вопросы

101. Определите знак изменения энтропии для реакции

2A_2(Г) + B_2(Г) = 2A₂B_(Ж).

Возможно ли протекание этой реакции в стандартных условиях?

Ответ обосновать.

102. Возможна ли следующая реакция:

2Hg₂Cl_2(К) = 2HgCl_2(К) + 2Hg_(Ж)? Ответ подтвердите расчётом _rG° (298 K) этой системы. Ответ: невозможна.

103. При какой температуре наступит равновесие системы

4 HCl_(Г) + O_2(Г) 2H₂O(г) + 2Cl_2(Г), H° = –114,42 кДж?

Хлор или кислород в этой системе является более сильным окислителем и при каких температурах? Ответ: 891 К.

104. Восстановление Fe₃O₄ оксидом углерода идёт по уравнению

Fe₃O_4(К) + CO_(Г) = 3FeO_(К) + CO_2(Г).

Рассчитайте _rG° (298 K) и решите, возможно ли самопроизвольное протекание этой реакции при стандартных условиях? Чему равно изменение энтропии в этом процессе? Ответ: 24,19 кДж; 31,34 Дж/К.

105. Рассчитайте значения _rG° (298 K) реакций (а,б,в) и установите, в каком направлении они могут протекать самопроизвольно в стандартных условиях:

а ) NiO_(К) + Pb_(К) Ni_(К) + PbO_(К);

б ) Pb_(К) + CuO_(К) PbO_(К) + Cu_(К);

в ) 8Al_(К) + 3Fe₃O_4(К) 9Fe_(К) + 4Al₂O_3(К).

Ответ: а) 22,5 кДж; б) – 59,7 кДж; в) – 3286,4 кДж.

106. Вычислите _rG° (Т) для реакции

CaCO_3(К) = CaO_(К) + CO_2(Г)

при 25 °С, 500 °С и 1500 °С. Зависимостью _rH° и _rS° от температуры пренебречь. Постройте график зависимости _rG° от температуры и по графику найдите температуру, выше которой данная реакция в стандартных условиях может протекать самопроизвольно.

Ответ: 129,55 кДж; 53,3 кДж; – 107,1 кДж.

107. Определите знаки _rH° , _rS° и _rG° для реакции

А В_(К) + В_2(К) АВ_3(К) ,

протекающей при 298 К в прямом направлении. Убывать или возрастать будет _rG° (298 К) с ростом температуры? Ответ: _rS° < 0;

_rG° (298 К) < 0; _rH° < 0. С ростом температуры _rG° (Т) возрастает.

108. Рассчитайте изменение энтропии при плавлении 3 моль уксусной кислоты CH₃COOH, если температура плавления CH₃COOH 16,6 °C, а теплота плавления равна 194 Дж/г. Ответ: 120,5 Дж/К.

109. Вычислите изменение энтропии при испарении 250г воды при 25 °С, если молярная теплота испарения воды при этой температуре равна 44,08 кДж/моль. Ответ: 2053,4 Дж/К.

110. Теплота испарения бромбензола при 429,8 К равна 241,0 Дж/г. Определите _vS при испарении 1,25 моль бромбензола. Ответ: 110,0 Дж/К.

111. Изменение энтропии при плавлении 100г меди равно 1,28 Дж/К. Рассчитайте удельную теплоту плавления меди, если температура плавления меди равна 1083 °С. Ответ: 17358,7 Дж/кг.

112.Удельная теплота плавления льда 33480 Дж/кг. Определите изменение молярной энтропии при плавлении льда. Ответ: 2,206 Дж/(мольК)_.

113. Уменьшается или увеличивается энтропия при переходах:

а) воды в пар; б) графита в алмаз? Почему? Вычислите S°(298 K) для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях. Ответ: а) 118,78 Дж/(мольК); б) – 3,25 Дж/(мольК).

114. Реакция горения ацетилена идёт по уравнению

C₂H_2(Г) + 2,5O_2(Г) = 2CO_2(Г) + H₂O_(Ж).

Вычислите _rG° (298 К) и _rS° (298 К). Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. Ответ: –1235,15 кДж; –216,15 Дж/К.

115. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция

H_2(Г) + CO_2(Г) = CO_(Г) + H₂O_(Ж), H° = – 2,85 кДж?

Зная тепловой эффект реакции и абсолютные энтропии соответствующих веществ, определите _rG° (298 К) этой реакции. Ответ: 19,92 кДж.

116. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе

2 NO_(Г) + O_2(Г) 2NO_2(Г)?

Ответ мотивируйте, вычислив _rG° (298 К) прямой реакции. Ответ: – 69,70 кДж.

117. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите _rG° (298 К) реакции, протекающей по уравнению

NH_3(Г) + HCl_(Г) = NH₄Cl_(К).

Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно? Ответ: – 92,01 кДж.

118. При какой температуре наступит равновесие системы

C O_(Г) + 2H_2(Г) CH₃OH_(Ж), H° = – 128,05 кДж?

Ответ: 386,3 К.

119. При какой температуре наступит равновесие системы

C H_4(Г) + CO_2(Г) 2CO_(Г) + 2H_2(Г), H° = 247,37 кДж?

Ответ: 961,9 К.

120. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите _rG° (298 К) реакции, протекающей по уравнению

4NH_3(Г) + 5O_2(Г) = 4NO_(Г) + 6H₂O_(Г).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: – 957,79 кДж.

121. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите _rG° (298 К) реакции, протекающей по уравнению

CO_2(Г) + 4H_2(Г) = CH_4(Г) + 2H₂O_(Ж).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: – 130,79 кДж.

122. Вычислите _rH°, _rS° и _rG° (T) реакции, протекающей по уравнению

Fe₂O_3(К) + 3H_2(К) = 2Fe_(К) + 3H₂O_(Г).

Возможна ли реакция восстановления Fe₂O₃ водородом при температурах 500 К и 2000 К? Ответ: 96,61 кДж; 138,73 Дж/К; 27,2 кДж; –180,85 кДж.

123. Какие из карбонатов: BeCO₃ или BaCO₃ – можно получить по реакции соответствующих оксидов с СО₂? Какая реакция идёт наиболее энергично? Вывод сделайте, вычислив _rG° (298 К) реакций. Ответ: 31,24 кДж; –216,02 кДж.

124. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите _rG° (298 К) реакции, протекающей по уравнению

CO_(Г) + 3H_2(Г) = CH_4(Г) + H₂O_(Г).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: –142,13 кДж.

125. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите _rG° (298 К) реакции, протекающей по уравнению

C₂H_4(Г) + 3O_2(Г) = 2CO_2(Г) + 2H₂O_(Ж).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: –1331,26 кДж.