Задачник по химии Литвинова

Из выражения Kравн можнонайти N2 :

ция азота складывается из равновесной и затраченной в реакции:

Ответ : Kравн 355; Kравн 1, следовательно, продуктов реакциибольше, чемисходныхвеществ, равновесие смещено

вправо.

34. Вычислите константу равновесия реакции образования метилового спирта: CO (г) 2H2 (г) CH 3OH (г), при с.у. Сделайте заключение о практической обратимости реакции при с.у. (Справочные данные см. приложение 4.)

Решение.

61

ниявелика, таким образом, реакцияприс. у. практическинеобратима.

35. Рассчитайте константу равновесия реакции окисления

62

21 091 кДж/моль.

Ответ : Gр-ции 0, поэтому реакция не может идти самопроизвольновпрямом направлении.

Задачи иупражнения длясамостоятельного решения

1. Вычислитетепловойэффектреакцииполучениядиэтиловогоэфира из этанола прис. у., пользуясьсправочными значениями стандартныхтеплот образования веществ.

при с. у., пользуясь справочными значениями стандартных теплот сгораниявеществ.

[Hр-ции 336 кДж/моль]

4. Рассчитайте прис. у. тепловой эффект реакции спиртового броженияглюкозымассой 54 г:

C6H12O6 (к) 2CO 2 (г) 2C2H5OH (ж)

исходяиз стандартных энтальпий сгоранияглюкозыи этанола.

[Q 20 8 кДж]

5. В 100 г трески в среднем содержится 11,6 г белков и 0,3 г жиров. Рассчитайте (в кДж и ккал) энергию, которая выделится при усвоении порции трески массой 228 г. Калорийность белков 17,1 кДж/г, жиров 38,8 кДж/г.

[Q 478 8 кДж; Q 114 5 ккал]

6. Теплотысгоранияуглеводовибелковворганизмечеловека составляют 4,1 ккал/г, жиров — 9,3 ккал/г. Среднесуточная потребность в белках, жирах и углеводах для студента составляет

63

соответственно 113, 106 и 451 г. Рассчитайте суточную энергетическую потребность среднестатистического студента.

[Q 3300 ккал]

7. Рассчитайте массу углеводов, необходимуюдлявосполнения энергии, затраченной при выделении 800 г воды через кожу, еслидляиспарения 1 моль водычерезкожу требуется 44 кДж.

[m 115 г]

8. Определите знак и значение энтальпии растворения соли NH 4NO 3, еслиприрастворении 6,4 гэтойсолив 2 лводыприс. у. поглотилось 6,22 кДж теплоты.

[Hр-ния 77 75 кДж/моль]

9. Стандартная энтальпия растворения CuSO 4 равна 66 5 кДжмоль, стандартная энтальпия гидратации до пентагидратаравна 78 22 кДжмоль. Вычислитестандартнуютеплоту растворенияпентагидрата.

[Hр-ния 11 72 кДж/моль]

10. Какое количество теплоты поглотится при растворении вводебромидакалиямассой23,8 г, если Hр-ния 17 кДж/моль? [Q 3 4 кДж]

11. Прирастворениикристаллическойсодымассой715 гбыло поглощено 167,4 кДж теплоты. Определите теплоту растворения кристаллогидрата.

[Hр-ния Na2CO 3 10H 2O 66 96 кДж/моль]

12. При растворении 1 моль серной кислоты в 800 г воды температура раствора повысилась на 22,4 градуса. Рассчитайте тепловой эффект растворения серной кислоты в воде, принимая удельнуютеплоемкостьраствора равной 3 76 Джг град.

[Hр-ния 75 6 кДж/моль]

13. Глицерин — один из продуктов метаболизма, который превращается окончательно в организме в CO 2 (г) и H2O(ж) . Вычислите Gр-ции окисления глицерина, если Gобр глицерина

480 кДж/моль.

[Gр-ции 1650 кДж/моль]

64

14. В организме человека этанол окисляется в две стадии: до уксусного альдегида (H1 256 кДж моль), а затем до уксуснойкислоты (H2 237 кДж моль):

16. Обычныйкусочексахараимеетмассу1,5 г. Каковаэнтальпия его сгорания? На какую высоту можно подняться человеку массой 75 кг, еслисчитать, что наработу тратится 25% энергии?

Определитетепловойэффектэтойреакциипотеплотамсгорания:

Hсгор CH 3CHOHCH 3 2002 кДж/моль;

Hсгор CH 3COCH 3 1789 кДж/моль;

Hсгор H2 285 кДж/моль. [Hр-ции 72 кДж/моль]

18. Предположим, что платье, в котором вы вымокли, впитало 1 кг воды и холодный ветер его высушил. Какое количество потерянной теплоты необходимо возместить организму? Сколько граммов глюкозы нужно потребить, чтобы восполнить эту потерю? Принятьмольнуюэнтальпиюпарообразованияводыравной 44 кДж/моль.

65

22. Определитевозможность протеканияреакции L-аспартат Фумарат2 NH 4

если Gобр NH 4 79 42 кДж/моль;

Gобр фумарат2 603 6 кДж/моль;

Gобр L-аспартат 698 06 кДж/моль.

[Gр-ции 15 04 кДж/моль; реакцияпротекаетсправаналево.]

24. Как изменитсяскоростьпрямойреакции

2NO (г) O2 (г) 2NO 2 (г)

приувеличениидавленияв 2 раза? [увеличитсяв 8 раз]

25.Химическая реакция при 10 С заканчивается за 16 мин. Прикакойтемпературеоназакончитсяза1 минпритемпературном

коэффициенте 2. [T 50 С]

26.Константа скорости гидролиза этилового эфира фенилаланина при pH 7 3; T 25 С в присутствии ионов меди равна

2 67 10 3 с 1. Начальнаяконцентрацияэфираравна 0 2 мольл.

66

Чему будет равна скорость реакции по истечении двух периодов полупревращения?

[v 13 35 10 5 мольл с]

27.Для проведения исследований были взяты равные массы двух радионуклидов: Cs-137 и Zr-95. Какая часть Cs-137 останетсяк тому моменту, когда 99% Zr-95 распадается?

[останется 97,4% Cs-137]

28.Восколькоразуменьшаетсяскоростьокисленияглюкозы при гипотермии, если температура тела падает с 36 6 С до 27 С, атемпературныйкоэффициент даннойреакции равен 1,3?

[в 1,24 раза]

29.Рассчитайте константу равновесия для обратимой ре-

30. Дляреакции:

L-глутаминовая кислота пируват -кетоглутаровая кислота L-аланин

константа равновесия при 300 К равна 1,11. В каком направлении будет идти реакция при следующих концентрациях: L-глута- миновая кислота и пируват по 0,00003 моль/л, -кетоглутаровая кислотаи L-аланин по 0,005 моль/л?

[Gр-ции 0; реакцияидетв обратномнаправлении]

31. Дляреакции

H3PO 4 аденозин АМФ H2O,

G 14 кДж/моль. В каком направлении реакция идет самопроизвольно при стандартных условиях? Каково значение константы равновесия?

[Kравн 3 48 10 3; реакция самопроизвольно идет в обратном направлении]

32. Сделайте заключение о практической обратимости реакции при 298 К, рассчитав константу равновесия при 310 К для реакцииАТФ АМФ 2АДФ, если G2 10 кДж/моль.

[Kравн 2 26 1, равновесие незначительно сдвинуто вправо, реакцияпрактическиобратима]

67

33. Во сколько раз возрастет скорость реакции разложения угольнойкислотыпри310 Кприиспользованиикатализатора (без катализатора Eа 86 кДж/моль; в присутствии карбоангидразы Eа 49 кДж/моль.

[в 1 73 106 раз]

34. Впеченипротекаетферментативный обратимый процесс: глюкозо-1-фосфат глюкозо-6-фосфат

При 37 С равновесная концентрация глюкозо-1-фосфат равна 0 001 моль/л, аглюкозо-6-фосфата — 0 019 моль/л. Рассчитайте

Kравн.

[Kравн 19]

35.ВычислитеэнергиюГиббса G гидролизаАТФдоАДФ

инеорганического фосфата: АТФ H2O АДФ Фн в условиях, характерных для мышечной клетки, находящейся в состо-

36.Взаимодействуетлиалюминийсводой? Нетлиопасности, чтоизделияизалюминия, широкоприменяемыевбытуимедицинскойтехнике, будутразрушатьсяподдействиемводыврезультате

протекания реакции 2Al (т) 6H2O(ж) 3H2 (г) 2AlOH 3 (т) ? Надолислишком тщательно чистить алюминиевые изделия?

[G 0; однакозащитныйслойAl2O3 предохраняеталюминийот разрушения]

37.СравнитестандартныеэнергииГиббсаполногоаэробного

окисленияглюкозы

инеполногоанаэробногоокисленияглюкозыдомолочнойкислоты

Какой процесс является более эффективным с точки зрения использованияглюкозы?

[реакция (1) болееэффективна]

68

38. НАД иНАДН — окисленнаяивосстановленнаяформы никотинамидадениндинуклеотида. Gр-ции окисленияНАДН:

НАД Н 12 O2 H НАД H2O

равно 259 кДж/моль при 298 К. Пользуясь уравнением изотермы, рассчитайте константу равновесия этой реакции и изме-

39.Энергия активации реакции кислотного гидролиза сахарозы при 37 С равна 102 кДж/моль, а в присутствии фермента энергияактивацииснижаетсядо35 кДж/моль. Восколькоразбыстрее протекает реакция гидролиза сахарозы в присутствии фермента?

[в присутствии фермента скорость реакции гидролиза сахарозы возрослав 1 97 1011 раз]

40.Энергия активации реакции разложения спазмолитина

врастворе равна 75 кДж/моль. Рассчитайте температурный коэффициент константы скоростив интервале 20 – 80 С.

[ 2 4]

41. Вычислите энергию активации реакции спиртового броженияглюкозы врастворе в интервале 30 – 70 Спри 2 0. [57,3 кДж]

42.Восколько раз возрастет скорость реакции приповышении температуры от 25 до 85 С, если энергия активации равна 100 кДж/моль? Рассчитайте температурный коэффициент этой реакции.

[в 867 раз; 3 09]

43.При хранении таблеток аналь гина установлено, что константа скорости разложения при 20 С составляет 1 5 10 9 с 1. Определите срок хранения таблеток (время разложения 10% вещества) при 20 С.

[812 5 сут 813 сут]

69

44. Рассчитайте время разложения 10% спазмолитина в растворе при pH 4 9, T 293 К, если энергия активации процесса разложения равна 75 7 кДж/моль, а период полупревращения при 353 К равен 90 мин. Реакция разложения 1-го порядка.

[при данных условиях разложение спазмолитина происходит за

45ч]

45.Уксусная кислота диссоциирует в водном растворе по уравнению

Рассчитайте константу равновесия этой реакции, если исходная концентрация уксусной кислоты равна 0,4 моль/л, а концентрация ацетат-ионов в состоянии равновесия равна 2 6 10 3 моль/л.

[Kc 1 7 10 5 моль/л]

48. При авариях на АЭС появляется изотоп 131I, период полураспада которого составляет 8 сут. Сколько потребуется времени, чтобы активность радионуклида составила 25% от начальной?

[16 сут]