Задачи для самостоятельного решения

1. Стандартные энтальпии образования (в кДж/моль) аммиака и нитрата аммония равны соответственно:- 46,2 и -365,4. Напишите уравнения реакций, к которым относятся эти тепловые эффекты.

2. При образовании 1,70г аммиака выделилось 4620Дж тепла. Определите стандартную теплоту образования аммиака.

3. Рассчитайте энтальпию реакции ( при стандартных условиях:):

SO₂(г)+ 2H₂S(г)= 3S(кр).+ 2Н₂О(ж),.если стандартные энтальпии образования SO₂(г),H₂S(г) и.H₂О(ж) равны соответственно( в кДж/моль):-296,9;-21,0;-285,8.

4. Окисление аммиака протекает по уравнению:4NH₃(г)+ 30₂(г)= 2N₂(г) + 6Н₂О(ж).

Стандартная энтальпия реакции –1530 кДж/моль. Определите стандартную энтальпию образования аммиака, если стандартная энтальпия образования воды -285,8кДж/моль.

5. Не производя вычислений, установите знак изменения энтропии реакции окисления аммиака(см.п.4).

6. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса реакции СО(г) + Н₂О(ж) = СО₂(г) + Н₂(г)

и установите, в каком направлении эта реакция может протекать самопроизвольно в стандартных

условиях при 25^оС. Стандартные энергии Гиббса образования СО₂(г), Н₂О(ж) и СО(г)

соответственное( в кДж/моль):-137,1 ;-237,3;-394.4.

7 Напишите выражения констант химического равновесия (Кс, Кр)

следующих обратимых реакций (V = const. Т = const):

а)N₂(г) + 3H₂(г) = 2NH₃(г) д) 3Fe₂O₃(тв) + H₂(г) = 2Fe₃O₄(тв) + H₂Oг)

б)C(тв)+ CO₂(г) =2CO(г) е) CaCO₃(тв) = CaO(тв) + CO₂

в)4HCl(г) +O₂(г) = 2H₂O(г) + 2Cl₂(г)

г)2NO₂(г) =2NO(г) +O₂(г)

Как повлияет повышение давления на состояние равновесия в этих системах?

8. В каком направлении смещено равновесие в реакции Н₂(г)+ J₂(г)= 2HJ(г),

если при некоторой температуре константа равновесия Кр>1?

9 . С ростом температуры равновесие в реакции

N₂(г) + O₂(г)= 2NO(г) сдвигается в сторону прямой реакции.

Сделайте вывод о знаке энтальпии реакции.

10. При некоторой температуре константа равновесия реакции А=В равна 4.

Как изменится константа равновесия реакции, если концентрацию вещества А

увеличить в 10 раз?

11. При температуре 298К константа равновесия реакции А=В равна 410^-4, а при температуре 1000К равна 510^-6. Экзотермическая или эндотермическая эта реакция?

12. Сформулируйте принцип смещения химического равновесия.

13. Приведите примеры параметров, которые : а)смещают положение равновесия,изменяя величину константы равновесия; б) смещают положение равновесия, не изменяя величины константы равновесия.

14. Как повлияет понижение температуры на величину константы равновесия реакции N₂(г)+ ЗН₂(г)=2 NH₃(г),если стандартная энтальпия реакции -92,4кДж.

15. Исходные концентрации СО и Н₂О соответственно равны 0,08 моль/л.

Вычислите равновесные концентрации СО, Н₂О и Н₂ в системе

СО(г)+ Н₂0(г)= СО₂(г)+ Н₂(г),если равновесная концентрация СО оказалась равной 0,05моль/л.

16. Равновесие реакции 4HCl(г) + 0₂(г)= 2H₂O(г)+ 2Cl₂(г) установилось

при следующих концентрациях реагирующих веществ(в моль/л):

/Н₂О/ = /Cl₂ / = 0.4; /HCl/ = /О₂/ = 0.2. Вычислите константу равновесия Кс и

исходную концентрацию кислорода в реакционной смеси.

17.При 721К константа равновесия Кр реакции Н₂(г)+ I₂(г)=2HI(г), равна 50. Рассчитайте стандартное изменение энергии Гиббса этой реакции.

РАСТВОРЫ СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Пример 1. Рассчитайте рН раствора, содержащего в 1л 0,001 моль HCl и 0,06 моль CaCl₂ с учетом и без учета коэффициентов активности.

Решение:

Уравнение протолиза: HCl + H₂O = H₃O⁺ + Cl^-

а) без учета коэффициента активности:

[H₃O⁺] = 0,001моль/л; рН = -lg[H₃O⁺] = -lg10^-3 = 3.

б) с учетом коэффициента активности:

Ионная сила раствора I = 0,5( 0,001∙1 + 0,001∙1 + 0,06∙2² + 2∙0,06∙1)= 0,182.

Коэффициент активности иона H₃O⁺ f= 0,824. а(Н₃O⁺) = 0,824∙0,001 = 0,000824. рН= -lgа(Н₃O⁺) = - lg8,24 ∙10^-4 = 3,08.

Пример 2. Рассчитайте рН 0,001М NaOH.

Решение:

pOH = -lg 10^-3 = 3. pH = 14 – pOH = 14 – 3 = 11.

Пример 3.Рассчитайте рН раствора соляной кислоты с концентрацией 10^-7 моль/л.

Решение:

При концентрации сильного электролита < 10^-6 моль/л пренебречь автопротолизом воды нельзя.

Уравнение электронейтральности: [H₃O⁺] = [Cl^-] + [OH^-]

[Cl^-] = [HCl]; [OH^-] = Kw / [H₃O⁺] ; Тогда [H₃O⁺] = [HCl} + Kw/[H₃O⁺] ;

[H₃O⁺]² - [HCl] - Kw = 0;

[H₃O⁺] = 0,5( [HCl] + √ [HCl]² + 4Kw )

[Cl^-] = 10^-7 моль/л ; [OH^-] = K(H₂O)/ [H₃O⁺] = 10^-14/ [H₃O⁺] ;

Тогда [H₃O⁺] = 10^-7 + 10^-14/ [H₃O⁺] или [H₃O⁺]² - 10^-7 - 10 ^–14 = 0

Отсюда: [H₃O⁺] = 0,5(10^-7 + √ 10-¹⁴ + 4 ∙10^-14 = 1,67 ∙ 10^{-7 ­­} моль/л.

pH = -lg1,67 ∙ 10^-7 = 6,78.