Химия. Сборник задач и упражнений. Учебно-методическое пособие-1

10.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

SO2(г) + 2 H2S(г) = 3 S(к) + 2 Н2О(ж).

11. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными, определите знак r S298o в следующих реакциях

а) СН4(г) + 2 Cl2(г) = 4 HCl(г) + С(к), б) SiF4(г) + 2 H2O(г) = SiO2(т) + 4 HF(г), в) Na2O(к) + Cl2(г) = 2 NaCl(к) + ½ O2.

12. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными,

определите, для какой из реакций r S298o имеет наибольшее значение в расчёте на 1 моль исходного вещества

a) (NН4)2Cr2O7(к) = N2(г) + 4 H2O(г) + Сr2O3(к), б) С3Н8(г) = 4 H2(г) + 3 С(т),

в) CuSO4 5H2O(к) = CuSO4(к) + 5 H2О(г).

13. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными, определите, для какой из реакций r S298o имеет наибольшее значение

врасчёте на 1 моль исходного вещества

a)2 FeCl3(к) = Cl2(г) + 2 FeCl2(к), б) 2 СO(г) = CO2(г) + С(т),

в) 2 NO2(г) = N2O4(г).

21

14.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

2ZnS(к) + 3О2 = 2ZnO(к) + 2SO2(г).

15.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

Cr2O3 + 3CO = 2Cr + 3CO2.

16. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными,

определите знак r S298o и объясните, какие факторы приводят к такому изменению

а) 2 Р(к) + 3 Сl2(г) = 2 РСl3(к),

б) NH4Cl(т) + NaOH(т) = NaCl(т) + Н2О(ж) + NH3(г), в) SО2(г) + Н2О(г) + 1/2 О2(г) = Н2SО4(ж).

17. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными,

определите, для какой из реакций r S298o имеет наибольшее значение, и объясните, какие факторы приводят к такому изменению

а) Li2O(т) + Н2(г) = 2 Li(т) + Н2О(г), б) 2 NО(г) + О2(г) = 2 NО2(г),

в) СаО(т) + СО2(г) = СаСО3(т).

18. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными,

определите знак r S298o в следующих реакциях и объясните, какие факторы приводят к такому изменению:

а) 2 SО2(г) + О2(г) = 2 SО3(г),

б) СO2(г) + С(т) = 2 СО(г),

в) Р2О5(т) + 3 Н2О(ж) = 2 РН3(г) + 4 О2(г).

22

19. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными,

определите знак r S298o в следующих реакциях и объясните, какие факторы приводят к такому изменению:

а) 4 NН3(г) + 3 О2(г) = 6 Н2О(ж) + 2 N2(г),

б) СS2(ж) + 3 О2(г) = СО2(г) + 2 SО2(г), в) Fe2О3(т) + 3 CО(г) = 2 Fe(т) + 3 СО2(г).

20.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

Fe2О3(т) + 3 CО(г) = 2 Fe(т) + 3 СО2(г).

21.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

2Н2О(г)+ СО2(г) = СН4(г) + 2О2(г).

22.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

4NН3(г) + 3 О2(г) = 6 Н2О(г) + 2 N2(г).

23.Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными,

определите знак r S298o в следующих реакциях и объясните, какие факторы приводят к такому изменению:

а) 4 НCl(г) + О2(г) = 2 Н2О(г) + Cl2(г), б) 2Н2О(г)+ СО2(г) = СН4(г) + 2О2(г), в) 2 PCl3(т) = 2 P(т) + 3 Cl2(г).

24.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

Н2S(г) + Cl2(г) = 2 НCl(г) + S(т).

23

25. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными,

определите знак r S298o в следующих реакциях и объясните, какие факторы приводят к такому изменению:

а) СCl4(г) + 3 H2(г) = CH4(г) + 2 Сl2(г), б) Н2(г)+ СО2(г) = СО(г) + Н2О(г), в) 2 SnO2(т) = 2 SnO(т) + O2(г).

26. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными,

определите, для какой из реакций r S298o имеет наибольшее значение, и объясните, почему

а) СО2(г) + Сl2(г) = СОСl2(г),

б) Са(ОН)2(т) = СаО(т) + Н2О(г),

в) PCl3(г) + Cl2(г) = PCl5(г).

27. Рассчитайте изменение энтропии реакции r S298o

НNO2(г) + ½ О2(г) = НNO3(г)

по следующим данным:

4 HNO3(г) = 2 N2O4(г) + О2(г) + 2 Н2О(г), r S298o = 122,48 Дж К–1.

28.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

СО(г) + Н2О(г) = Н2(г)+ СО2(г).

24

Задание 3. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы

(Ответы на вопросы заданий необходимо подтвердить расчетом соответствующих термодинамических функций).

1. Будет ли при температуре 25 °С самопроизвольно протекать реакция

3/2 C(графит) + Fe2O3(т) → 2 Fe(т) + 3/2 CO2(г)?

2.Какая из двух реакций протекает самопроизвольно при 100 °С:

а) NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(к),

б) 2 H2O(г) + CO2(г) = CH4 + 2 O2?

3.При каких температурах (до или после Травн) возможно самопроизвольное протекание реакции синтеза аммиака

½N2(г) + 3/2 H2(г) = NH3(г)?

4.Возможна ли при стандартных условиях реакция

2Н2О(ж) + О2(г) = 2 Н2О2(ж)?

5.Исходя из реакции

SiO2(к) + 2 NaOH(р-р) = NaSiO3(к) + Н2О(ж)

определите, можно ли выпаривать щелочь в стеклянной посуде.

6. Возможна ли при стандартных условиях реакция горения кальция в атмосфере оксида углерода(II)

Са(т) + СО(г) → СаО(т) + С(т)?

7. По какому уравнению возможно разложение пероксида водорода при 25 ºС:

8. Возможен ли процесс восстановления оксида лития водородом при стандартных условиях

Li2O(к) + Н2(г) → 2 Li(к) + Н2О(г)?

25

9. При каких температурах (до или после Травн) становится возможной реакция

BaCO3(т) = ВаО(т) + СО2(г)?

10. Могут ли при 200 °С самопроизвольно протекать следующие реакции:

11. При каких температурах (до или после Травн) становится возможной реакция:

а) CuО(т) + ½ Н2 → ½ Cu2O(т) + ½ Н2О(г); б) CuО(т) + Н2 → Cu(т) + Н2О(г)?

12. Какая из двух реакций при стандартных условиях может идти самопроизвольно:

а) ½ Fe2O3 + Al → Fe + ½ Al2O3;

б) Fe + ½ Al2O3 → ½ Fe2O3 + Al?

13. При каких температурах (до или после Травн) становится возможной реакция разложения оксида алюминия по уравнению

Al2O3 → 2Al + 3/2 O2?

14.Можно ли при 25 °С получить диоксид углерода по реакции

CaCO3(т) + SO3(г) → CaSO4(т) + CO2(г)?

15.Возможно ли при стандартных условиях горение кальция в атмосфере углекислого газа

2Са(т) + СО2(г) → 2 СаО(т) + С(т)?

16.Определите область температур, в которой возможно самопроизвольное протекание реакции

Na2O(т) + CO2(г) → Na2CO3(т).

17. Рассчитайте, при какой температуре начнется процесс диссоциации пентахлорида фосфора, протекающий по уравнению

PCl5(г) → PCl3(г) + Cl2(г).

26

18. Возможно ли при стандартных условиях самопроизвольное протекание реакции:

Р2О5(т) + 3 Н2О(ж) → 2 РН3(г) + 4 О2(г)?

19. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fe3O4, протекающая по уравнению

Fe3О4(т) + СО(г) → 3Fe(т) + СО2(г).

20. При каких температурах (ниже или выше Травн) возможно самопроизвольное протекание реакций:

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

2NO(г) + O2(г) = 2 NO2(г)?

22.Определите, при каких температурах (ниже или выше Травн) становится возможным разложение воды по уравнению

2Н2О(г) → 2 Н2(г) + О2(г)?

23.В прямом или обратном направлении при 200 °С протекает ре-

акция

FeSO4(к) + СО2(г) = FeСO3(к) + SO3(г)?

24.Определите возможность самопроизвольного протекания реакции СаО(т) + СО2(г) → СаСО3(т) при 25 и 2000 °С.

25.Возможно ли при стандартных условиях самопроизвольное протекание реакции в прямом направлении

4NH3(г) + 3 O2(г) → 2 N2(г) + 6 H2O(ж)?

26.Можно ли получить фтор по реакции

2NaF(к) + Cl2(г) = 2 NaCl(к) + F2(г)?

27.Возможно ли при стандартных условиях протекание реакции

Na2О(т) + СО2(г) → Na2СО3(т)?

27

28. Какая из двух реакций взаимодействия меди с хлором при стандартных условиях наиболее термодинамически вероятна

29. Возможно ли протекание экзотермической реакции при стандартных условиях в прямом направлении

Н2(г) + СО2(г) → СО(г) + Н2О(ж)? 30. В каком направлении при 25 °С протекает реакция

H2O(ж) + SO3(г) → H2SO4(ж)?

Задание 4. Дано уравнение реакции (табл. 6):

1. Рассчитайте изменение энтальпии реакции r H298o и определите,

какой является данная реакция – экзоили эндотермической. Запишите термохимическое уравнение реакции.

2. По виду уравнения реакции, не прибегая к расчетам, определите знак изменения энтропии реакции r S298o . Вычислив изменение энтро-

пии реакции в стандартных условиях, объясните знак r S298o .

3. Рассчитайте энергию Гиббса прямой реакции в стандартных

условиях rG298o и установите возможность самопроизвольного про-

текания реакции.

4. Рассчитайте тепловой эффект реакции для заданной массы m или объема V.

Значения стандартных энтальпий образования веществ f H298o и их стандартных энтропий S298o см. в приложении 1.

28

Окончание табл. 6

29