Первый и второй законы термодинамики. Учебно-методическое пособие
.pdfб) Это возможно, если температура системы понизилась на 10 град.
в) Это возможно, если температура системы повысилась на 10 град.
г) Такой процесс невозможен, т.к. нарушается второй закон термодинамики.
д) Это возможно, если энтропия системы возросла на 20 Дж/K.
70. Что больше для приведенной в таблице реакции – изменение энтальпии r H 0 или изменение внутренней энергии rU 0 ?
а) r H 0 > rU 0 . б) r H 0 < rU 0 . в) r H 0 = rU 0 .
г) Недостаточно данных, чтобы ответить. д) Ни один из ответов неправилен.
Вариант |
Реакция |
1 |
4HCl(Г) + O2(Г) ↔ 2Н2О(Г) + 2Сl2(Г) |
2 |
PCl3(Т) + Cl2(Г) ↔ PCl5(Т) |
3 |
CaCO3(Т) ↔ СаО(Т) + СО2(Г) |
4 |
NO(Г) + 1/2O2(Г) ↔ NO2(Г) |
5 |
PCl3(Т) + 2НCl (Г) ↔ PCl5(Т) + Н2(Г) |
6 |
CaCO3(Т) + CO2(Г) + H2O(Г) ↔ Ca(HCO3)2(Т) |
7 |
3Fe(Т) + 4CO2(Г) ↔ Fe3O4(Т) + 4СО(Г) |
8 |
СO(Г) + H2O(Г) ↔ CO2(Г) + H2(Г) |
9 |
PCl5(Т) ↔ PCl3(Т) + Cl2(Г) |
10 |
2NO2(Г) ↔ N2O4(Г) |
11 |
СОСl2(Г) ↔ СО(Г) + Сl2(Г) |
12 |
2NH3(Г) ↔ 3H2(Г) + N2(Г) |
13 |
MgO(Т) + CO2(Г) ↔ MgСО3(Т) |
14 |
СO(Г) + 1/2O2(Г) ↔ СO2(Г) |
15 |
Ca(HCO3)2(Т) ↔ CaCO3(Т) + CO2(Г) + H2O(Г) |
16 |
Fe3O4(Т) + 4СО(Г) ↔ 3Fe(Т) + 4CO2(Г) |
17 |
2СО(Г) + О2(Г) ↔ 2СО2(Г) |
18 |
С(Т) + 2N2O(Г) ↔ СО2(Г) + 2N2(Г) |
19 |
2HCl(Г) + 1/2O2(Г) ↔ Н2О(Г) + Сl2(Г) |
20 |
1/2Ca(HCO3)2(Т) + 1/2H2O(Ж) ↔ 1/2CaO(Т) + H2CO3(Г) |
|
41 |
71. |
Определите разность между r H 0 и rU 0 |
при указанной |
||
температуре для реакции, приведенной в таблице. |
|
|
||
|
|
|
|
|
Вариант |
|
Реакция |
|
Температура, |
|
|
|
|
°С |
1 |
|
Na2CO3 + 2HCl(Г) = 2NaCl + CO2(Г) + H2O(Ж) |
|
26 |
2 |
|
NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3(Г) + H2O(Г) |
|
33 |
3 |
|
4HNO3(Ж) = 2H2O(Г) + 4NO2(Г) + O2(Г) |
|
67 |
4 |
|
HNO3(Ж) + KOH = KNO3 + H2O(Г) |
|
200 |
5 |
|
NaOH + HCl(Г) = NaCl + H2O(Г) |
|
128 |
6 |
|
Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O(Г) |
|
65 |
7 |
|
Na2SO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4(Т) |
|
44 |
8 |
|
KCl + AgNO3 = KNO3 + AgCl(Т) |
|
122 |
9 |
|
Li2SO4 + BaCl2 = 2LiCl + BaSO4(Т) |
|
14 |
10 |
|
2HCl(Г) + 2Na = 2NaCl + H2(Г) |
|
88 |
11 |
|
3H2SO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3H2(Г) |
|
16 |
12 |
|
2HCl(Г) + FeS = FeCl2 + H2S(Г) |
|
22 |
13 |
|
2NaOH + SO3(Г) = Na2SO4 + H2O(Ж) |
|
15 |
14 |
|
2HCl(Г) + CaO = CaCl2 + H2O(Г) |
|
133 |
15 |
|
NaOH + HCl(Ж) = NaCl + H2O(Г) |
|
87 |
16 |
|
Na2CO3 + 2HCl(Г) = 2NaCl + CO2(Г) + H2O(Ж) |
|
94 |
17 |
|
NH4Cl(Ж) + NaOH = NaCl + NH3(Г) + H2O(Ж) |
|
33 |
18 |
|
4HNO3(Ж) = 2H2O(Ж) + 4NO2(Г) + O2(Г) |
|
66 |
19 |
|
NaOH + HCl(Ж) = NaCl + H2O(Г) |
|
44 |
20 |
|
2HCl(Ж) + 2Na = 2NaCl + H2(Г) |
|
23 |
3 Закон Гесса и тепловой эффект реакции
1.Вставьте пропущенный текст: «Тепловой эффект реакции не зависит от ________________, а определяется только химической природой и физическими свойствами участников реакции».
а) температуры и давления; б) числа молей веществ, взятых для проведения реакции;
в) числа и вида промежуточных стадий; г) количества теплоты, подведенной к системе.
2.Вставьте пропущенный текст: «Тепловой эффект прямой реакции ________________ тепловому эффекту обратной реакции».
42
а) равен по величине и противоположен по знаку; б) равен по величине и по знаку; в) противоположен по величине и по знаку; г) обратно пропорционален.
3.Вставьте пропущенный текст: «Теплотой образования называется изменение энтальпии в реакции образования одного моля данного вещества ________________ при стандартных условиях».
а) из атомов; б) из любых других соединений;
в) из протонов и электронов; г) из простых веществ.
4.Тепловой эффект какой реакции может считаться теплотой образования серной кислоты?
а) 2Н + 4О + Sромбич = 2Н2SО4;
б) Н2 + 2О2 + Sромбич = Н2SО4;
в) 3Н2SO3 + 2НNО3 = 3Н2SО4 + 2 NО + Н2О;
г) SO3 + Н2О = Н2SO4;
д) 2Н+ + SO42– = Н2SO4.
5.Вставьте пропущенный текст: «Теплотой сгорания называется изменение энтальпии в реакции окисления одного моля данного вещества кислородом ____________».
а) или другим сильным окислителем; б) при условии, что все продукты сгорания выводятся из систе-
мы;
в) с образованием высших оксидов соответствующих элементов; г) если вещество находилось в твердом или жидком состоянии; д) в адиабатических условиях.
6.Вставьте пропущенный текст: «Теплотой сгорания называется изменение энтальпии в реакции окисления одного моля данного вещества ________________ c образованием высших оксидов соответствующих элементов».
а) кислородом; б) сильным окислителем;
в) при условии, что все продукты сгорания выводятся из системы; г) при постоянстве объема системы.
43
7.Выберите все верные высказывания: «Тепловым эффектом реакции называют количество теплоты, выделившееся или поглотившееся в ходе этой реакции при соблюдении условий: _____________».
а) постоянства давления либо постоянства объема; б) единственным видом работы в системе является работа рас-
ширения; в) реакция идет с образованием высших оксидов соответствую-
щих элементов; г) температура исходных веществ и продуктов реакции одина-
кова;
д) в реакции участвуют только простые вещества; е) реакция идет в адиабатических условиях; ж) продукты реакции выводятся из системы.
8.Тепловой эффект какой реакции может считаться теплотой образования соли CaCO3?
а) Са +3О + Сграфит = CaCO3;
б) 2Са + 2Сграфит+ 3O2 = 2CaCO3; в) СаО + СO2 = CaCO3;
г) Са(ОН)2 + Н2СO3 = CaCO3 + 2Н2O;
д) Са + Сграфит+ 3/2O2 = CaCO3; е) Са +3О + Салмаз = CaCO3.
9. Теплота сгорания некоторой жидкости: -200 кДж/моль, теплота испарения этой жидкости 30 кДж/моль. Вычислите теплоту сгорания газа.
10. Теплота сгорания некоторой жидкости составляет -300 кДж/моль, теплота конденсации этой жидкости: -10 кДж/моль. Вычислите теплоту сгорания газа.
11.Теплота сгорания некоторой жидкости: -200 кДж/моль, теплота сгорания того же вещества в газообразной форме: -230 кДж/моль Вычислите теплоту испарения жидкости.
12.Теплота конденсации некоторой этой жидкости из паров:
-40 кДж/моль. Теплота сгорания газа того же вещества: -400 кДж/моль. Определите теплоту сгорания жидкости.
44
13. Для некоторого вещества известны теплоты кипения -40 кДж/моль и сублимации -60 кДж/моль. Определите теплоту плавления данного вещества.
14.Для некоторого вещества известны теплоты кристаллизации 30 кДж/моль и сублимации -50 кДж/моль. Определите теплоту кипения данного вещества.
15.Для некоторого вещества известны теплоты кристаллизации 20 кДж/моль и конденсации 45 кДж/моль. Определите теплоту сублимации данного вещества.
16.Для некоторого вещества известны теплоты плавления -50 кДж/моль и конденсации 25 кДж/моль. Определите теплоту сублимации данного вещества.
17.Некоторое твердое вещество может находиться в двух кристаллических модификациях – альфа и бета. Известны теплоты плав-
ления альфа-кристаллов -50 кДж/моль и бета-кристаллов -43 кДж/моль. Определите тепловой эффект перехода из альфа в бетамодификацию.
18. Некоторое твердое вещество может находиться в двух кристаллических модификациях – альфа и бета. Известны теплоты сублимации альфа-кристаллов -105 кДж/моль и бета-кристаллов -100 кДж/моль. Определите тепловой эффект перехода из бета в аль- фа-модификацию.
19. Определите тепловой эффект реакции N2O4 Г 2NO2 Г при стандартных условиях, если известны стандартные теплоты образова-
ния исходных |
и конечных |
веществ: f |
H 298 |
0 ( N2O4 Г ) = |
11 кДж, |
|
f H 298 |
0 ( NO2 Г ) = 34 кДж. |
|
|
|
|
|
20. |
Определите |
тепловой |
|
эффект |
реакции |
|
MgCO3 Т MgO Т CO2( Г ) при стандартных условиях, если известны стандартные теплоты образования исходных и конечных веществ:
45
f |
H |
298 |
0 |
( MgCO3 Т ) = -1096 |
кДж, |
f H 298 |
0 |
( MgO Т ) = -602 кДж, |
|
f |
H |
298 |
0 ( CO2( Г ) ) = -394 кДж. |
|
|
|
|
|
|
|
|
21. |
Определите |
тепловой |
|
эффект |
реакции |
||
Al2O3 Т 3SO3 Г Al2( SO4 )3( Т ) |
при |
стандартных условиях, |
если из- |
||||||
вестны стандартные теплоты образования исходных и конечных ве-
ществ: |
f H 298 |
0 ( Al2O3 Т ) = -1676 кДж, f |
H 298 |
0 ( SO3 Г ) = |
-396 кДж, |
|
f H 298 |
0 ( Al2 (SO4 )3(Т ) ) = -3442 кДж. |
|
|
|
||
22. |
Определите |
тепловой |
|
эффект |
реакции |
|
CO( Г ) 3H2( Г ) |
CH4( Г ) H2O( Г ) |
при стандартных условиях, если из- |
||||
вестны стандартные теплоты образования исходных и конечных ве-
ществ: |
|
|
f |
H |
0 |
( CO( Г ) ) |
= -111 |
кДж, |
|
f |
H |
0 ( H |
2( Г ) |
) |
= 0 кДж, |
|
|
|
|
2 9 |
8 |
|
|
|
|
298 |
|
|
|||
f H 298 |
0 ( CH 4( Г ) ) = -75 кДж, f H 298 |
0 ( H 2O( Г ) ) = -242 кДж. |
|
|
|||||||||||
23. |
|
|
Определите |
тепловой |
|
|
|
эффект |
|
реакции |
|||||
Сa OH |
2 Т CaOТ H2O Г при стандартных условиях, |
если известны |
|||||||||||||
стандартные теплоты образования исходных и конечных веществ:
|
f |
H |
298 |
0 |
( |
Сa OH |
кДж, |
|
f |
H |
0 |
CaO |
-635 кДж, |
|
|
|
|
2 Т ) = -985 |
|
|
2 9 |
(8 |
Т ) = |
||||||
f |
H 298 |
0 |
( H 2O Г ) = -242 кДж. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
24. |
Определите |
тепловой |
|
|
эффект |
реакции |
|||||
ZnSO4 Т ZnOТ SO3( Г ) при стандартных условиях, если известны стандартные теплоты образования исходных и конечных веществ:
f |
H 298 |
0 |
( ZnSO4 Т ) = -981 кДж, |
f H 2 |
90 (8ZnO Т ) = |
-348 кДж, |
||
f |
H 298 |
0 |
( SO3( Г ) ) = -396 кДж. |
|
|
|
|
|
|
25. |
Определите |
тепловой |
эффект |
реакции |
|||
2ZnS Т |
3O2( Г ) |
2ZnO Т 2SO2 |
при стандартных условиях, если из- |
|||||
вестны стандартные теплоты образования исходных и конечных ве-
46
ществ: |
|
f H 298 |
0 ( ZnS Т ) = |
-205 кДж, |
f H 2 90 (8O2( Г ) ) |
= 0 кДж, |
|
f H 298 |
0 ( ZnO Т ) = -348 кДж, |
f H 298 |
0 ( SO2 ) = -297 кДж. |
|
|||
26. |
Определите |
тепловой |
эффект |
реакции |
|||
C2 H 4( Г ) H 2O Г C2 H5OH Ж |
при стандартных условиях, если извест- |
||||||
ны стандартные теплоты образования исходных и конечных веществ:
f |
H |
298 |
0 |
( C2 H 4( Г ) ) = 52 кДж, |
f H 298 |
0 ( H 2O Г ) = |
-242 кДж, |
|
f |
H |
298 |
0 |
( C2 H5OH Ж ) = -235 кДж. |
|
|
||
|
|
27. |
Определите |
тепловой |
эффект |
реакции |
||
4NH3 Г 5O2( Г ) 4NO Г 6H 2O Г при стандартных условиях, если известны стандартные теплоты образования исходных и конечных
веществ: |
f H 298 |
0 ( NH 3 Г ) |
= |
-46 кДж, |
f H 298 |
0 ( O2( Г ) ) = |
0 кДж, |
|||||||
f H 298 |
0 ( NO Г ) = 91 кДж, f H 298 |
0 ( H 2O Г ) = -242 кДж. |
|
|||||||||||
28. |
|
Определите |
|
тепловой |
эффект |
реакции |
||||||||
2CO |
SO |
1 |
2 |
S |
2 Г |
2CO |
при стандартных условиях, |
если из- |
||||||
( Г ) |
|
|
2( Г ) |
|
|
|
2( Г ) |
|||||||
вестны стандартные теплоты образования исходных и конечных ве-
ществ: |
|
f |
H 298 |
0 ( CO( Г ) ) |
= |
-111 |
кДж, f |
H 298 |
0 ( SO2( Г ) ) = |
-297 кДж, |
|||||
f |
H 298 |
0 ( S2 Г ) = 128 кДж, f H 298 |
0 ( CO2( Г ) ) = -394 кДж. |
|
|||||||||||
|
|
29. |
|
Определите |
|
|
тепловой |
|
эффект |
реакции |
|||||
1 |
S |
2 Г |
2H O |
|
SO |
|
2H |
2( Г ) при стандартных условиях, если из- |
|||||||
2 |
|
|
2 Г |
2( Г ) |
|
|
|||||||||
вестны стандартные теплоты образования исходных и конечных ве-
ществ: |
f H 298 |
0 ( S2 Г ) = -128 |
кДж, f H 298 |
0 ( H 2O Г ) |
= -242 кДж, |
||
f H 298 |
0 ( SO2( Г ) |
SO2 Г ) = -297 кДж, f H 298 |
0 ( H 2( Г ) ) = 0 кДж. |
||||
30. |
Определите |
тепловой |
|
эффект |
реакции |
||
MgO Т H 2O Г |
Mg OH 2 Т при стандартных условиях, |
если известны |
|||||
стандартные теплоты образования исходных |
и конечных веществ: |
||||||
47
f |
H 298 |
0 |
( MgO Т ) = -602 кДж, |
f H 2 |
90 ( 8H 2O Г ) = |
-242 кДж, |
|
f |
H 298 |
0 |
( Mg OH 2 Т ) = -925 кДж. |
|
|
|
|
|
31. |
Определите |
тепловой |
эффект |
реакции |
||
СH 4 Г |
Br2 Ж CH3 Br Г HBr Г при стандартных условиях, если |
||||||
известны стандартные теплоты образования исходных и конечных
веществ: |
f H 298 |
0 ( СH4 Г ) = |
-75 кДж, |
f H 298 |
0 ( Br2 Ж ) |
= 0 кДж, |
||
f H 298 |
0 ( CH 3 Br Г ) = -38 кДж, |
f H 298 |
0 ( HBr Г ) = -36 кДж. |
|
||||
32. |
Определите |
тепловой |
эффект |
реакции |
||||
H 2( Г ) CO2( Г ) CO( Г ) H 2O( Г ) при стандартных условиях, если из- |
||||||||
вестны стандартные теплоты образования исходных и конечных ве-
ществ: |
f H 298 |
0 ( H 2( Г ) ) = 0 |
кДж, f H 298 |
0 ( CO2( Г ) ) = -394 кДж, |
|||
f H 298 |
0 ( CO( Г ) |
) = -111 кДж, f H 298 |
0 ( H 2O( Г ) ) = -242 кДж. |
|
|||
33. |
Определите |
тепловой |
|
эффект |
реакции |
||
2SO2( Г ) O2( Г ) 2SO3( Г ) при |
стандартных |
условиях, если |
известны |
||||
стандартные теплоты образования исходных и конечных веществ:
f H 298 0 ( SO2( Г ) ) = -297 кДж, f H 298 0 ( O2( Г ) ) = 0 кДж, f H 298 0 ( SO3( Г ) )
=-396 кДж.
34.Определите тепловой эффект реакции 3С2 H2( Г ) C6 H6( Ж ) при стандартных условиях, если известны стандартные теплоты сгорания
исходных |
и конечных веществ: f H 298 |
0 ( С2 H 2( Г ) ) = |
-1300 кДж, |
||
f H 298 |
0 ( C6 H 6( Ж ) ) = -3268 кДж. |
|
|
|
|
35. |
Определите |
тепловой |
эффект |
реакции |
|
2С2 H5OH ( Ж ) C4 H10О( Ж ) H2O( Ж ) при стандартных условиях, если известны стандартные теплоты сгорания исходных и конечных веществ:
f |
H |
298 |
0 |
( С2 H5OH ( Ж ) ) = -1371 кДж, f H 298 |
0 ( C4 H10О( Ж ) ) = -2727 кДж, |
f |
H |
298 |
0 |
( H 2O( Ж ) ) = 0 кДж. |
|
|
|
|
|
48 |
|
36. |
Определите |
тепловой |
эффект |
реакции |
С12 H22O11( Т ) |
H2O( Ж ) C6 H12О6( Т , ) С6 H12O6( Т , ) при |
стандартных |
||
условиях, если известны стандартные теплоты сгорания исходных и
конечных |
веществ: |
f H 298 |
0 ( С12 H22O11(Т ) ) |
= |
-5647 |
кДж, |
|||||
f |
H 298 |
0 |
( H 2O( Ж ) ) = 0 |
кДж, |
f H 298 |
0 ( C6 H12О6(Т , ) ) |
= -2802 кДж, |
||||
f |
H 298 |
0 |
( С6 H12O6(Т , ) ) = -2808 кДж. |
|
|
|
|
||||
|
37. |
Определите |
|
тепловой |
эффект |
реакции |
|||||
C6 H6( Ж ) |
CH3Cl( Ж ) С7 H8( Ж ) HCl Г при стандартных условиях, ес- |
||||||||||
ли известны стандартные теплоты сгорания исходных и конечных ве-
ществ: f |
H 298 |
0 ( C6 H 6( Ж ) ) = |
-3268 кДж, |
f H 298 |
0 ( CH3Cl( Ж ) Г ) = |
||||
= -760 кДж, f H 298 |
0 ( С7 H 8( Ж ) ) = -3910 кДж, |
f |
H 298 |
0 ( HCl Г ) = 0 кДж. |
|||||
38. |
Определите |
тепловой |
|
эффект |
реакции |
||||
С2 H5OH( Ж ) CH3COOH( Ж ) CH3COOC2 H5( Ж ) |
H2O( Ж ) |
при стан- |
|||||||
дартных условиях, если известны стандартные теплоты сгорания ис-
ходных и конечных |
веществ: |
f H 298 |
0 ( С2 H5OH ( Ж ) ) = -1375 кДж, |
||
f H 298 |
0 ( CH3COOH ( Ж ) ) |
= -875 |
кДж, |
f H 298 |
0 ( CH3COOC2 H5( Ж) ) = |
=-2246 кДж, f H 298 0 ( H 2O( Ж ) ) = 0 кДж.
39.Вычислите при температуре 400 К тепловой эффект rНо реакции А = В + С, если известны следующие данные:
– тепловой эффект данной реакции при 300 К равен
300 = 3,3 кДж;
– коэффициенты зависимости теплоемкости участников реакции от температуры СР = а + b·Т приведены в таблице.
Вещество |
А |
В |
С |
a |
1 |
2 |
2 |
b |
0,003 |
0,0022 |
0,002 |
40. Вычислите при температуре 500 К тепловой эффект rНо реакции А = В + С, если известны следующие данные:
49
– тепловой эффект данной реакции при 300 К равен
300 = 3,0 кДж;
– коэффициенты зависимости теплоемкости участников реакции от температуры СР = а + b·Т приведены в таблице.
Вещество |
А |
В |
С |
a |
1 |
2 |
2,5 |
b |
0,003 |
0,0022 |
0,0028 |
41. Вычислите при температуре 500 К тепловой эффект rНо реакции А = В + С, если известны следующие данные:
– тепловой эффект данной реакции при 300 К равен
rНо300 = -4,0 кДж;
– коэффициенты зависимости теплоемкости участников реакции от температуры СР = а + b·Т приведены в таблице.
Вещество |
|
А |
|
В |
С |
a |
|
1 |
|
2 |
2,5 |
b |
|
0,003 |
|
0,0022 |
0,0028 |
42. Вычислите при температуре 400 К тепловой эффект Но ре- |
|||||
|
|
|
|
|
r |
акции А = В + С, если известны следующие данные: |
|
||||
– тепловой |
эффект данной |
реакции при |
300 К равен |
||
300 = -2,0 кДж;
– коэффициенты зависимости теплоемкости участников реакции от температуры СР = а + b·Т приведены в таблице.
Вещество |
|
А |
|
В |
С |
a |
|
3,2 |
|
1 |
2 |
b |
|
0,003 |
|
0,0012 |
0,008 |
43. Вычислите при температуре 600 К тепловой эффект Но ре- |
|||||
|
|
|
|
|
r |
акции А = В + С, если известны следующие данные: |
|
||||
– тепловой |
эффект данной |
реакции при |
300 К равен |
||
300 = -8,0 кДж;
– коэффициенты зависимости теплоемкости участников реакции от температуры СР = а + b·Т приведены в таблице.
50