Тест «Термодинамика»

№	Вопрос	Ответ
1	Реакция, протекающая с выделением тепла, называется:	эндотермическая экзотермическая термодинамическая обратимая
2	Условием принципиальной осуществимости самопроизвольного процесса является, условие	∆G < 0 ∆G>0 ∆G=0 ∆U<0
3	Система, которая обменивается с окружающей средой и веществом и энергией является	Открытой Закрытой Изолированной
4	Химическая реакция невозможна при любой температуре, если	ΔH > 0, ΔH > 0, , ,
5	Стандартными условиями в термодинамике считаются ###.
6	В изолированной системе без сообщения энергии извне протекают только такие самопроизвольные процессы, в которых энтропия	Не изменяется Возрастает Уменьшается
7	Единица измерения энтропии  ###…
8	Изменение энтропии в ходе реакции СО(г) + 2H2(г) = CH3OH(ж)	ΔS = 0 ΔS ≥ 0
9	Энтропия реакции NH4NO3(к) = N2O(г) + 2H2O(г);	Возрастает Уменьшается Не изменяется Нет энтропии
10	Энтальпия реагентов больше, чем энтальпия продуктов для реакций:	разложения соединения эндотермических экзотермических

2. Кинетика. Химическое равновесие. Примеры решения задач

Пример 1. Как изменится скорость реакции

4НС1+О₂ →2С1₂+ 2H₂O,

протекающей в газовой фазе, если увеличить в три раза: 1) концентрацию кислорода, 2) концентрацию хлорида водорода, 3) давление?

Решение. Если обозначить концентрации НС1 и О₂ соответственно через а и b, то выражение для скорости реакции примет вид:

v=k[HCl] [О₂]=kа⁴b.

После увеличения концентраций O₂ в три раза

v₁ = kа⁴3b.

Увеличение скорости реакции по отношению к первоначальному определяется отношением

После увеличения концентраций HCl в три раза

V₁= k(3а)⁴b.

Увеличение скорости реакции по отношению к первоначальному определяется отношением

Увеличение давления во столько же раз увеличивает концентрацию газообразных реагирующих веществ, поэтому в этом случае:

v₁= k(3а)⁴ 3b.

Увеличение скорости реакции по отношению к первоначальному определяется отношением

Пример 2. Чему равна массовая доля Н₂ и 1₂, превращающихся в иодид водорода, если они взяты в реакцию количеством вещества 1 моль каждый, а константа равновесия при температуре опыта равно 4?

Решение. Запишем уравнение реакции: H₂ + I₂ ↔ 2HI

	H2	I2	HI
Взято, моль/л	1 моль	1 моль	0 моль
К моменту равновесия прореагировало	Х моль	Х моль
0сталось	1-х	1-х
Образовалось			2х

Равновесные концентрации Н₂ и I₂ составляют 1-х, а HI ‑ 2х моль/л

Запишем значение константы равновесия:

откуда х = 0,5 моль/л.

Таким образом, массовая доля Н₂ и 1₂, превратившихся в HI, составляет 50%

Пример 3. Какими способами в системе

2SO₂+O₂↔SO₃ ΔН<0

можно смещать равновесие в сторону большего выхода SO₃ при заданной концентрации SO₂?

Решение. Согласно правилу Ле Шателье это достигается:

а) повышением концентрации О₂;

б) уменьшением концентрации SO₃ (удаление из сферы реакции);

в) повышением давления;

г) понижением температуры до такого ее значения, при котором скорость реакции еще достаточна для относительно быстрого достижения равновесия.

Пример 4. Константа равновесия реакции

CO+H₂O↔CO₂+Н₂

при температуре 727 и 927 °С соответственно равна 1,4 и 0,74. Как найти ΔG этой реакции и определить ее направление при указанных температурах?

Решение. ΔG находится из уравнения

ΔG= - RT InK =-19,1 Т lg К. Температуры 727 и 927 °С соответственно равны 1000 и 1200 К.

Тогда:

a) ΔG₁=-19,1-1000lg1,4=-2789 Дж/моль=-2,8 кДж/моль;

б) ΔG₂= -19,1-1200lg0,74=+2502 Дж/моль=+2,5 кДж/моль.

Таким образом, в температурном интервале 727—927 °С (при ~800 °С) значение ΔG проходит через нуль и направление реакции меняется с прямого на обратное, поэтому реакцию следует проводить при температурах ниже 800 °С. С понижением температуры выход будет увеличиваться, однако время достижения равновесия будет расти.

Пример 5. При повышении температуры с 300 до 380 К скорость реакции возросла в 3000 раз. Найти температурный коэффициент реакции.

Решение: По уравнению Вант-Гоффа

,

Подставляем значения параметров задачи в уравнение , 3000 = γ⁸

Логарифмируя это выражение, получаем:

8lg γ= lg3000, 8lg γ = 3,48, γ=2,7