Задачи по термодинамике
Используя справочные данные, рассчитать изменение энтропии при полном окислении 1 моль глюкозы:
C6H12O6 ( K ) + 6O2 ( Г ) 6CO2 ( Г ) + 6H2O ( Ж )
Рассчитать значение энтальпии реакции окисления этанола в организме человека:
C2H5OH( Ж )+ 3O2 ( Г )2CO2 ( Г )+ 3H2O ( Ж )
Рассчитать значение энтальпии реакции гидролиза мочевины:
CO(NH2)2 (р) + H2O (Ж) → CO2 (г) + 2NH3 (р)
Сделать вывод о тепловом эффекте данной реакции.
В процессе усвоения в организме человека сахарозы происходит ее окисление:
C12H22O11 ( K ) + 12O2 ( Г )→ 12CO2 ( Г )+ 11H2O ( Ж )
Рассчитать изменение свободной энергии Гиббса. Сделать вывод о возможности самопроизвольного протекания данной реакции в стандартных условиях.
При отравлении угарным газом из гемоглобина (Нв) образуется карбоксигемоглобин (Нв–СО). Написать уравнение реакции разрушения карбоксигемоглобина и определить, возможно ли самопроизвольное протекание данной реакции.
Gобр(Нв)= - 1821,3 кДж/моль,
Gобр(Нв-CO)= - 2901 кДж/моль.
Рассчитать значение энтальпии реакции спиртового брожения глюкозы:
C6H12O6 ( K ) → 2CO2 ( Г ) + 2C2H5OH( Ж )
Сделать вывод о тепловом эффекте данной реакции.
Рассчитать значение энтальпии реакции окисления глюкозы в организме человека:
C6H12O6 ( K ) + 6O2 ( Г )→ 6CO2 ( Г )+ 6H2O ( Ж )
Сделать вывод о тепловом эффекте данной реакции.
В процессе восстановления муравьиного альдегида (формальдегида) водородом протекает следующая реакция:
CH2O( Г )+H2( Г )→CH3OH( Ж )
Рассчитать изменение свободной энергии Гиббса.
Сделать вывод о возможности самопроизвольного протекания данной реакции в стандартных условиях.
Используя справочные данные, рассчитать изменение энтропии реакции полного окисления метанола:
2CH3OH( Г ) + 3O2 ( Г )→ 4H2O( Г ) + 2CO2 ( Г )
Рассчитать изменение свободной энергии Гиббса реакции:
2NO( Г ) +O2 ( Г )→ 2NO2( Г )
Сделать вывод о возможности самопроизвольного протекания данной реакции в стандартных условиях.
Кинетика химических реакций
Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры с 0 0до 500С, принимая температурный коэффициент скорости (γ) равным 3?
Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры с 20 0С до 800С? Температурный коэффициент скорости (γ) равен 2.
Используя табличные данные экспериментов, составить кинетическое уравнение скорости данной реакции:
2N2O5 → 4NO2+O2
Определить порядок реакции и рассчитать константу скорости химической реакции.
-
№ опыта
[N2O5], моль/л
Скорость, моль/(л ∙ сек)
1.
0,90
5,4 ∙ 10-4
2.
0,45
2,7 ∙ 10-4
Используя табличные данные экспериментов, составить кинетическое уравнение скорости данной реакции:
2NO2(г)+F2(г)→ 2NO2F (г)
Определить суммарный порядок реакции и рассчитать константу скорости химической реакции.
-
№ опыта
[NO2] моль/л
[F2] моль/л
Скорость,
(моль/л ∙ сек)
1.
0,10
0,10
8,0 ∙ 10-4
2.
0,20
0,10
16 ∙ 10-4
3.
0,20
0,20
10-4
Используя табличные данные экспериментов, составить кинетическое уравнение скорости данной реакции:
NH4+ (р)+ NO2- (р) → N2 (г)+ 2H2O (ж)
Определить суммарный порядок реакции и рассчитать константу скорости этой химической реакции.
-
№ опыта
[NH4+], моль/л
[NO2-], моль/л
Скорость,
моль/(л ∙ сек)
1.
0,10
0,005
1,3510-7
2.
0,10
0,010
2,7010-7
3.
0,20
0,010
5,40 10-7
Используя табличные данные экспериментов, составить кинетическое уравнение скорости данной реакции:
NO + O3 → NO2 + O2
Определить суммарный порядок реакции и рассчитать константу скорости этой химической реакции.
№ опыта |
NO, моль/л |
O3,моль/л |
Скорость, моль/(л·сек) |
1. |
1,00 10-6 |
3,00 10-6 |
0,66 10-4 |
2. |
1,00 10-6 |
6,00 10-6 |
1,32 10-4 |
3. |
2,00 10-6 |
6,00 10-6 |
2,65 10-4 |
Используя табличные данные экспериментов, составить кинетическое уравнение скорости данной реакции:
H2(г) + 2NO(г)N2O(г) +H2O
Определить суммарный порядок реакции и рассчитать константу скорости химической реакции.
№ опыта |
NO, моль/л |
H2, моль/л |
Скорость, моль/(л· сек) |
1. |
0,40 |
0,35 |
5,04 10-3 |
2. |
0,80 |
0,35 |
20,16 10-3 |
3. |
0,80 |
0,70 |
40,32 10-3 |
Используя табличные данные экспериментов, составить кинетическое уравнение скорости данной реакции:
2 NO(г) +Cl2 (г)2NOCl(г)
Определить суммарный порядок реакции и рассчитать константу скорости этой химической реакции.
-
№ опыта
NO, моль/л
Cl2, моль/л
Скорость, моль/(л·час)
1
0,50
0,50
1,14
2
1,00
0,50
4,56
3
1,00
1,00
9,12
Используя табличные данные экспериментов, составить кинетическое уравнение скорости данной реакции:
2I-+S2O82-I2+ 2SO42-
Определить суммарный порядок реакции и рассчитать константу скорости этой химической реакции.
-
№ опыта
I-моль/л
S2O82-моль/л
Скорость, моль/(л· сек)
1
0,08
0,040
12.5 10-6
2
0,04
0,040
6.25 10-6
3
0,08
0,020
6.2510-6
Нитрозил хлорид разлагается до оксида азота () и хлора согласно следующему уравнению:
2NOCl(г)2NO(г) +Cl2 (г)
-
[NOCl]моль/л
0.1
0.2
Начальная скорость, моль/л сек
8.0 х 10-10
3.2 х 10-9
Напишите выражение скорости химической реакции. Определите порядок реакции. Подтвердите это расчетами. Рассчитайте константу скорости химической реакции, пользуясь данными задачи.
Оксид азота () взаимодействует с хлором согласно уравнению:
2 NO(г) +Cl2 (г)2NOCl(г)
Константа скорости для этой реакции равна 9,12 л2/(моль2час). Реакция имеет второй порядок поNО и первый порядок поCl2.
Рассчитать скорость химической реакции, если концентрация NOсоставляет 0,5 моль/л и концентрацияCl2составляет 0,1 моль/л.
Одна из реакций, протекающих в процессе образования фотохимического смога соответствует уравнению:
О3(г) +NO(г) → О2(г) +NO2(г).
Константа скорости для этой реакции соответствует 1,2107л/(мольсек). Реакция имеет первый порядок по О3и первый порядок поNO.
Рассчитать скорость химической реакции, если концентрация О3составляет 510-8моль/л и концентрацияNOсоставляет 810-8моль/л.
В какую сторону сместится химическое равновесие в реакции:
2SO2(г) +O2(г) 2SO3 (г),H0298= -198 кДж
а) при понижении температуры
б) при понижении давления
Рассчитайте константу химического равновесия, если равновесие установилось при следующих концентрациях [SO2] = 0,2 моль/л, [O2] = 0,1 моль/л, [SO3] = 0,6 моль/л. Какие вещества преобладают в равновесной смеси?
В какую сторону сместится химическое равновесие в реакции:
4 NH3 (г) + 7O2 (г) 4NO2 (г) + 6H2O(г)
а) при понижении концентрации NO2 (г)
б) при повышении давления
Рассчитать константу химического равновесия, если равновесие установилось при следующих концентрациях:
[NH3] = 3 моль/л,
[O2] = 2 моль/л,
[NO2] = 2,5 моль/л,
[H2O] = 1 моль/л.
Какие вещества преобладают в равновесной смеси при данных концентрациях? Ответ пояснить.
Реакция образования мочевины происходит по уравнению:
CO2(г) + 2NH3 (г) H2O(г) +CO(NH2)2(к)ΔН = -89,6 кДж
Приведет ли повышение температуры к увеличению выхода мочевины?
Рассчитать константу химического равновесия, если равновесие установилось при следующих концентрациях:
[CO2] = 0,01 моль/л,
[NH3] = 0,2 моль/л,
[H2O] = 0,4 моль/л.
Какие вещества преобладают в равновесной смеси при данных концентрациях? Ответ пояснить.
В какую сторону сместится химическое равновесие в реакции:
COCl2CO+Cl2,H0 = 108,97 кДж
а) при повышении температуры?
б) при повышении давления?
Рассчитать константу химического равновесия, если равновесие установилось при следующих концентрациях:
[COCl2] = 1,2 моль/л,
[CO] = 0,18 моль/л,
[Cl2] = 0,34 моль/л.
Какие вещества преобладают в равновесной смеси при данных концентрациях?
Ответ пояснить.
Используя табличные данные экспериментов, составить кинетическое уравнение скорости данной реакции:
4HBr+O2→ 2Br2 + 2H2O
Определить суммарный порядок реакции и рассчитать константу скорости этой химической реакции.
-
№ опыта
HBr, моль/л
O2, моль/л
Скорость, моль/(лсек)
1.
0,25
0,1
1,2 10-4
2.
0,50
0,1
4,8 10-4
3.
0,50
0,2
9,6 10-4
Используя табличные данные экспериментов, составить кинетическое уравнение скорости данной реакции:
2NO+ 2H2→N2+ 2H2O
Определить суммарный порядок реакции и рассчитать константу скорости этой химической реакции.
-
№ опыта
[NO], моль/л
[H2], моль/л
Скорость моль/(л ∙ сек)
1
0,2
0,05
0,8 10-3
2
0,4
0,05
3,2 10-3
3
0,4
0,1
6,45 10-3
Рассчитать равновесную концентрацию углекислого газа в реакции:
FeO(к) +CO (г)Fe(к) +CO2(г),
если равновесная концентрация угарного газа равна 2,510-2моль/л, а константа равновесия при 10000С равна 0,5.
Приведет ли увеличение давления к увеличению выхода углекислого газа? Ответ пояснить.
В какую сторону сместится химическое равновесие в реакции:
H2(г)+I2 (г)2HI(г) H= -58,9 кДж
а) при повышении температуры
б) при повышении давления
Рассчитать константу химического равновесия, если константа скорости прямой реакции равна 0,32 л/(моль·сек), а обратной - 0,05 л/(моль·сек). Какие продукты преобладают в равновесной смеси?
Скорость реакции при температуре 40 С составляет 0,5 моль/(лс). Рассчитать скорость этой реакции при температуре 80С, если температурный коэффициент () равен 4.
Рассчитать равновесную концентрацию кислорода в реакции:
2CO2(г)2CO(г)+O2(г) H= 567,8 кДж
если [CO2] = 0,03 моль/л, [CO] = 0,12 моль/л, а константа равновесия равна 1,8.
В какую сторону сместится химическое равновесие в данной реакции:
а) при повышении температуры
б) при повышении давления
Ответ пояснить