Дополнительно / Teplovue effektu i napravlenie himicheskih processov

32

46 Учитывая, что NO2 (г) окрашен, N2O4 (г) бесцветен, и исходя из знака изменения энтропии в реакции 2NO2 (г) = N2O4 (г), предсказать, как изменится окраска в системе NO2 (г) – N2O4 (г) с ростом температуры: усилится или ослабнет.

11.ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ПО ТЕМЕ:

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

1. Энергией называется:

а) физическая величина, характеризующая направление теплообмена между системами;

б) экзотермический химический процесс;

в) физическая величина, являющаяся мерой взаимодействия и движения материальных систем;

г) термодинамическое состояние системы.

2. При рассмотрении химической реакции понятие система означает:

а) исходные реагенты;

б) продукты химической реакции;

в) реакционный сосуд;

г) исходные реагенты и продукты реакции.

3.В зависимости от способности химической системы к обмену энергией

ивеществом с окружающей средой различают три типа систем: изолированные, закрытые и открытые. Окружающей средой называют:

а) выделенную (реально или условно) часть материального мира, которая является предметом наблюдения или исследования;

б) атмосферу Земли;

в) всю остальную часть материального мира вне пределов выделенной из него системы;

г) стенки реакционного сосуда.

33

4. Изолированная система с окружающей ее средой:

а) обменивается энергией, но не обменивается веществом;

б) не обменивается ни веществом, ни энергией;

в) обменивается веществом, но не обменивается энергией;

г) обменивается и энергией, и веществом.

5. Химическая реакция обязательно сопровождается выделением или поглощением энергии, поскольку:

а) ее протекание заключается в разрыве одних и образовании других химических связей;

б) ее протекание требует столкновения реагирующих частиц;

в) для ее протекания необходима энергия, равная энергии активации;

г) при ее протекании не затрагиваются ядра атомов;

6. Первый закон (первое начало) термодинамики математически записывается так:

а) pV=vRT;

б) k=R/NA;

в) k = Aexp( –Ea/RT);

г) ΔU=Q–А.

7. Сформулируйте первый закон термодинамики:

а) скорость химической реакции определяется энергией активации данной реакции;

б) физические величины, однозначно определяющие состояние системы, являются функциями состояния системы;

в) сумма изменения внутренней энергии и совершенной системой (или над системой) работы равна сообщенной (или выделенной ею) теплоте;

г) при одинаковых условиях в равных объемах различных газов содержится одинаковое число молекул.

8. В каких единицах выражаются величины, входящие в математическое соотношение первого начала термодинамики?

35

а) а;

б) б;

в) в;

г) г.

13. Используя для ответа энергетическую диаграмму, находим, что изменение энтальпии реакции А+В→С равно:

а) ΔH = –150 кДж (теплота выделилась)

б) ΔH = 100 кДж (теплота поглотилась)

в) ΔH = –75 кДж (теплота выделилась)

г) ΔH = – 25 кДж (теплота поглотилась)

Ход реакции

14. Тепловой эффект, а также изменение энтальпии химической реакции зависят от температуры, давления и агрегатного состояния вещества. Поэтому при сопоставлении величин Qр и ΔH приняты определенные стандартные условия. За стандартные принимают значения:

а) давления 1 атм и температуры 0°С;

б) давления 101325 Па и температуры 273К;

в) давления 100 Па и температуры 100К;

г) давления 101325 Па и температуры 298К.

15. Стандартные тепловые эффекты принято обозначать

а) ΔUст; б) ΔH◦298;

в) Q273101,3;

г) ΔHст.

36

16. Чему равны стандартные энтальпии образования простых веществ, находящихся в стандартных состояниях?

а) 1 кДж;

б) 298 Дж;

в) нулю;

г) 273 кДж.

17. Стехиометрические коэффициенты в термохимических уравнениях указывают на:

а) соотношение между количествами веществ;

б) реальные количества реагирующих и образующихся веществ;

в) массы веществ;

г) скорость расходования и образования веществ.

18. Единицей измерения энергии в системе СИ является джоуль. Однако до сих пор так же широко используется внесистемная единица — калория (килокалория) люди, далекие от химии, хорошо знакомы, например, с термином «калорийность» продуктов). Как связаны между собой джоуль и калория?

а) 1 кал = hcν Дж;

б) 1 Дж = 6,02 1023 кал;

в) 1 Дж = 22,4 кал;

г) 1 кал = 4,184 Дж.

19.Каждый человек поглощает энергию в виде пищи и напитков. Рассчитайте, какое количество энергий поглощает человек, съедая 100 г белого хлеба (в нем содержится 50 г углеводов, 8 г белков, 2 г жиров и около 40 г воды). Калорийность углеводов, белков и жиров составляет соответственно 3,8; 4,1 и 9,1 ккал/г.

а) 241ккал;

б) 100 кДж;

в) 1008,3 кДж;

г) –13 кал.

37

20. Девушка, строго следящая за фигуру, не удержалась от соблазна сладостей и съела шоколада в два раза больше ее обычной ежедневной нормы (9200 кДж). Чтобы ликвидировать энергетические излишества, в течение ближайших двух часов ей пришлось:

а) стирать белье (540);

б)ездить на велосипеде (920);

в) бегать трусцой по парку (2300);

г) плавать в бассейне (1200).

Вскобках указаны энергетические затраты организма ΔHсгорания в кДж/ч.

21.Важнейшим следствием термохимического закона Гесса является утверждение, что тепловой эффект химической реакции равен:

а) сумме теплот образования исходных веществ;

б) сумме теплот образования продуктов реакции;

в) сумме теплот образования продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов термохимического уравнения реакции;

г) сумме теплот образования исходных веществ за вычетом суммы теплот образования продуктов реакции.

22. Какая из написанных ниже реакций отвечает теплоте образования оксида азота (II) в стандартных условиях (ΔH◦298)?

а) 1/2N2 + О = NO;

б) N+ 1/2O2 = NO;

в) 1/2N2 + l/2O2 = NO;

г) 2NH3 + 5/2O2 = 2NO + 3H2O.

23. Какие из нижеприведенных реакций являются эндотермическими?

38

24. Сколько энергии надо затратить для разложения 9 г жидкой воды на водород и кислород в стандартных условиях?

а) 1 ккал;

б) 286 кДж;

в) Разложение воды происходит без видимых затрат энергии;

г) 143 кДж.

25 Теплоты сгорания графита и алмаза при стандартные условиях составляют 393,5 кДж/моль и 395,4 кДж/моль соответственно. Чему равна энтальпия перехода графита в алмаз?

а) ΔH◦298 = –1,9 кДж/моль; б) ΔH◦298 = 1,9 кДж/моль;

в) Графит невозможно превратить в алмаз;

г) ΔH◦298 = 0.

26. Экспериментально теплоты сгорания (а также энтальпии образования) определяют в специальном приборе, называемом:

а) спектрофотометром;

б) калориметром;

в) аппаратом Кипа;

г) колориметром.

27. При стандартных условиях теплота сгорания водорода в кислороде равна 286,2 кДж/моль, а теплота сгорания водорода в озоне равна

333,9 кДж/моль. Чему равна теплота образования озона из кислорода при стандартных условиях?

а) – 143,1 кДж/моль;

б) + 47,7 кДж/моль;

в) – 47,7 кДж/моль;

г) нулю.

39

28. Энергии диссоциации Н2, С12 и энтальпия образования НС1 составляют соответственно 436, 243 и –92 кДж/моль. Чему равна энергия связи Н–С1?

а) –46 кДж/моль;

б) –486 кДж/моль;

в) +431,5 кДж/моль;

г) +218 кДж/моль.

29. Для полного разложения некоторого количества карбоната магния потребовалось 5,1 кДж теплоты. Полученный оксид углерода (IV) был поглощен 5,7%-ным раствором гидроксида бария массой 75 г. Рассчитайте массовую долю образовавшейся при этом соли. Тепловой эффект реакции разложения карбоната магния составляет 102 кДж/моль.

а) 8,4% Ва(НСО3)2;

б) образовался осадок ВаСО3;

в) 10% (Ва(ОН))2СО3;

г) 10% Ва(НСО3)2.

30. Все вопросы данной главы иллюстрируют утверждение, что любая химическая реакция обязательно сопровождается выделением или поглощением энергии (см. задание 5). Однако изменения энергии могут происходить не только в результате химических, но и в ряде физических превращений. Назовите физическое превращение, в результате которого не происходит изменение энтальпии.

а) растворение соли в воде;

б) плавление льда;

в) сублимация иода;

г) интерференция света.

31. Стандартная молярная энтальпия плавления ΔH◦пл. т — это:

а) изменение энтальпии, которым сопровождается испарение одного моля вещества;

40

б) изменение энтальпии, которым сопровождается плавление одного моля данного вещества при его температуре плавления и давлении одна атмосфера;

в) изменение энтальпии, которым сопровождается плавление одного моля данного вещества при нормальных условиях;

г) теплота, которую необходимо затратить для преодоления сил притяжения, существующих между частицами жидкости.

32. Эмпирическое правило Трутона формулируется так: отношение стандартной молярной энтальпии испарения жидкости (ΔH◦исп. m) при ее температуре кипения к значению этой температуры в шкале Кельвина равно приблизительно 88 Дж/(К-моль). Используя это правило, определите значение ΔH◦исп. m бензола (tкип. = 80,1◦С).

а) 31,1 Дж/моль;

б) 62,2 кДж/моль;

в) 31,1 кДж/моль;

г) 93,3 Дж/моль.

33. Наибольший вклад в развитие термодинамических и термохимических представлений внесли работы следующих ученых:

а) Гесса и Авогадро;

б) Моцарта и Бетховена;

в) Гессе и Гейне;

г) Майера и Гесса.