Министерство образования Российской Федерации

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “Общая и неорганическая химия”

ЭЛЕМЕНТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

В КУРСЕ ОБЩЕЙ ХИМИИ

Методические указания к практическим занятиям по курсу общей химии для химических и нехимических специальностей

Нижний Новгород

2000

Составители: Л.А. Смирнова, Г.Ф. Володин, А.Л. Галкин, Ю.В. Батталова

УДК 54 (07)

Элементы химической термодинамики в курсе общей химии: Метод. указания к практическим занятиям по курсу общей химии/ НГТУ; Н.Новгород, 2000. 18с.

Предложены вопросы и задачи для домашних и практических занятий, а также описание лабораторных работ по теме «ТЕРМОХИМИЯ».

Научный редактор Ю.М. Тюрин

Редактор И.И. Морозова

Подп. к печ. 01.03.00. Формат 60х84 1/16. Бумага газетная. Печать офсетная.

Печ. л. 1,25. Уч.-изд.л. 1,1 Тираж 2000 экз. Заказ 141.

Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ. 603600, Н.Новгород, ул.Минина,24.

© Нижегородский государственный технический университет, 2000

ЗАДАЧИ

1. Пользуясь табличными данными, рассчитать ΔH⁰₂₉₈ реакции

CO_(г) + H₂O = CO_2(г) + H_2(г)

Определить: а) ΔU⁰₂₉₈ реакции; б) сколько граммов и сколько литров СО вступило в реакцию, если выделилось 14,66 кДж тепла (н.у.); в) сколько молей H₂O вступило при этом реакцию; г) сколько эквивалентов Н₂ при этом образовалось?

2. Пользуясь табличными данными, рассчитать δh0298 реакции

CH_4(г) + 2O_2(г) = CO_2(г) + 2H₂O_(ж)

Определить: а) ΔU⁰₂₉₈ реакции; б) сколько тепла выделится при сжигании 56 л метана (н.у.); в) сколько молей Н₂О при этом образовалось; г) сколько молекул О₂ вступило при этом в реакцию?

3. Для реакции СО_(г) + Cl_2(г) = COCl_2(г), пользуясь табличными данными, рассчитать ΔH⁰₂₉₈ реакции. Вычислить: а) ΔU⁰₂₉₈ реакции; б) сколько литров СО вступило в реакцию, если выделилось 338,13 кДж тепла (н.у.); в) сколько молей и молекула COCl₂ образовалось при этом?

4. Пользуясь табличными данными, рассчитать δh0298 реакции:

2HCl_(г) + Ca_(тв) = CaCl_2(тв) + H_2(г).

Рассчитать: а) сколько литров HCl при н.у. вступило в реакцию, если в результате выделилось 419 кДж тепла; б) сколько эквивалентов CaCl₂ при этом образовалось; в) сколько атомов Са при этом вступило в реакцию; г) ΔU⁰₂₉₈ реакции.

5. ΔH⁰₂₉₈ сгорания метана СН₄ равно – 891,6 кДж/моль. Вычислить: а) сколько тепла выделится при сгорании 1 г метана; б) сколько тепла выделится при сгорании 5 л метана и сколько молекул О2 на это израсходуется (н.у.)

6. Для реакции 2Cu_(тв) + 1/2O_2(г) = Cu₂O_(тв), ΔH⁰₂₉₈ которой составляет – 167,6 кДж, рассчитать: а) сколько эквивалентов меди надо взять, что бы выделилось 419 кДж теплоты; б) Сколько моль Cu₂O получится при окислении 10²⁵ атомов меди; в) сколько литров кислорода вступило в реакцию, если выделилось 335,2 кДж тепла; г) ΔU⁰₂₉₈ реакции.

7. ΔH⁰₂₉₈ реакции Cd_(тв) + 1/2O_2(г) = CdO_(тв) составляет – 256,43 кДж. Определить: а) ΔU⁰₂₉₈ реакции; б) сколько молей Cd необходимо взять, чтобы выделилось 638 кДж тепла; в) сколько молей CdO получится при окислении 1 г Cd?

8. ΔH⁰₂₉₈ реакции 2Bi_(тв) + 3/2O_2(г) = Bi₂O_3(тв) составляет – 578,22 кДж. Определить: а) сколько тепла выделится при образовании 0,5 молей Bi₂O₃; б) сколько литров О2 необходимо для окисления 10 г Bi при н.у.?

9. По табличным значениям ΔH⁰₂₉₈ образования реагентов, рассчитать ΔH⁰₂₉₈ сгорания метана СН₄ и ацетилена С₃Н₄, если сгорание идет до СО_2(г) и Н₂О_(ж). Определить, какой газ обладает большей теплотворной способностью (кДж/кг).

10. Сожжены равные по массе количества водорода, фосфора, графита и магния. В каком случае выделится больше тепла? (Данные взять из табл.1).

11. Сожжены равные объемы водорода Н₂ и ацетилена С₂Н₂ (газы). При каком процессе выделится больше тепла и во сколько раз, если в результате реакции образуется Н₂О(ж) (Данные взять из табл.1).

12. Алюмотермическое восстановление моноксида никеля описывается уравнением

3NiO_(тв) + 2Al_(тв) = Al₂O_3(тв) + 3Ni_(тв).

Пользуясь значениями (ΔH⁰₂₉₈) обр. реагентов, рассчитать (ΔH⁰₂₉₈)_хр. Определить: а) (ΔH⁰₂₉₈)_хр в кДж на 1 моль Ni; б) (ΔH⁰₂₉₈)_хр в кДж на 1 кг Ni; в) (ΔH⁰₂₉₈)_хр в кДж на 1 моль NiO; г) (ΔH⁰₂₉₈)_хр в кДж на 1 экв. NiO; д) (ΔH⁰₂₉₈)_хр в кДж на 1 моль Al; е) (ΔH⁰₂₉₈)_хр в кДж на 1 экв Al.

13. Пользуясь табличными значениями, определить (ΔH⁰₂₉₈)_хр: С₂Н_4(г) + 3О_2(г) = 2СО_2(г) + 2Н₂О_(ж). Какое количество тепла выделится, если в реакцию вступило: а) 10²⁰ молекул этилена; б) 14 г этилена; в) 16 г кислорода; г) 112 г этилена при н.у.; д) 336 л кислорода при н.у.

14. Пользуясь табличными данными, вычислить, сколько тепла поглотится при образовании 100 кг СаС2 по реакции СаО_(тв) + 3С_(граф) = СаС_2(тв) + СО_(г).

15. Энтальпия образования хлористого водорода составляет -92,5 кДж/моль. Сколько тепла выделится при соединении 1 л (н.у.) водорода с хлором?

16. Сколько тепла выделится при сгорании 38 г сероуглерода по реакции

CS_2(г) + 3O_2(г) = CO_2(г) + 2SO_2(г)?

17. Разложение гремучей ртути протекает по уравнению Hg(CNO)_2(тв) = Hg_(ж) + 2CO_(г) + N_2(г), если (ΔH⁰₂₉₈)_хр= -364 кДж. Определить объем выделившихся газов и количество тепла при взрыве 1 кг Hg(CNO)₂ при н.у.

18. Сколько тепла выделится при взрыве 8,4 л гремучего газа (смесь О₂ и Н₂) в объемном соотношении 1:2 при н.у., если в результате реакции образуется Н₂О_(ж).?

19. Сколько тепла выделится при образовании 1 кг кремния по реакции

SiO_2(тв) + 2Mg_(тв) = 2MgO_(тв) + Si_(тв), если (ΔH⁰₂₉₈)_хр = -292,04 кДж.

20. Сколько тепла выделится при взаимодействии 1 л (н.у.) водорода с фтором, если образование 1 г HF сопровождается выделением 13,45 кДж?

21. Рассчитать количество тепла, выделившегося в реакции, если в нее вступил 1 кг магния 3Mg_(тв) + Fe₂O_3(тв) = 3MgO_(тв) + 2Fe_(тв).

22. Сколько тепла выделится при восстановлении 8 г CuO водородом с образованием Н₂О_(ж)?

23. Сколько тепла выделится при сгорании 112 л (н.у.) водяного газа, состоящего из равных объемов водорода и моноксида углерода, если в результате реакции образуется диоксид углерода и водяной пар?

24. Вычислить количество тепла, выделившееся при взаимодействии 10 л аммиака с хлористым водородом при н.у.

25. Определить ΔH⁰₂₉₈ образования РН₃ по реакции 2РН_3(г) + 4О_2(г) = Р₂О_5(г) + 3Н₂О_(ж), если (ΔH⁰₂₉₈)_хр = - 2401,3 кДж.

26. Выделить ΔH⁰₂₉₈ образования диоксида кремния, если для реакции SiO_2(тв) + 2Mg_(тв) = MgO_(тв) + Si_(тв), если (ΔH⁰₂₉₈)_хр = -292,04 кДж.

27. Реакция сгорания метилового спирта протекает по уравнению СН₃ОН_(ж) + 3/2О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(ж), при сгорании 1 моля спирта сопровождается выделением 727,4 кДж тепла. Рассчитать энтальпию образования СН₃ОН_(ж) по энтальпиям образования СО_2(г) и Н₂О_(ж). Сколько тепла выделится при сгорании 10²² молекул спирта?

28. При сгорании некоторого количества н-бутана С₄Н_10(г) выделилось 12,44 кДж тепла. Сколько н-бутана сгорело: а) граммов; б) литров; в) молекул, если ΔH⁰₂₉₈ сгорания этого вещества = -2882,43 кДж/моль?

29. При восстановлении 80 г Fe₂O_3(тв) алюминием выделилось 427,38 кДж тепла. Вычислить ΔH⁰₂₉₈ образования Fe₂O_3(тв). Необходимые данные взять из таблицы 1.

30. Для определения ΔH⁰₂₉₈ образования ZnO в калометрической бомбе было сожжено 3,25 г металлического цинка, при этом выделилось 17,47 кДж тепла. Вычислить ΔH⁰₂₉₈ реакции окисления цинка кислородом.

31. При сгорании 3,6 г магния выделилось 90,5 кДж тепла. Рассчитать ΔH⁰₂₉₈ образования MgO.

32. При сгорании 11 г пропана С₃Н₈ выделилось 556 кДж тепла. Рассчитать энтальпии образования и сгорания пропана. Необходимые данные взять из табл. 1.

33. Реакция окисления аммиака в некоторых условиях протекает по уравнению 4NH_3(г) + 3O_2(г) = 2N_2(г) + 6H₂O_(ж). Образование 4,48 л азота при н.у. сопровождается выделением 153,3 кДж тепла. Рассчитать ΔH⁰₂₉₈ химической реакции и ΔH⁰₂₉₈ образования NH_3(г). Сколько тепла выделится при окислении 1 г аммиака?

34.Образование 1 г FeO_(тв) сопровождается выделением 3,71 кДж тепла. Сколько тепла выделится при окислении кислородом 1 моль Fe_(тв) ?

35. Вычислить ΔH⁰₂₉₈ следующего перехода: Н₂О_(ж) = Н₂О_(г) на основании данных для следующих реакций:

Н_2(г) + 1/2О_2(г) = Н₂О_(г), ΔH⁰₂₉₈ = -242,2 кДж,

Н₂О_(ж) = 1/2О_2(г) + Н_2(г), ΔH⁰₂₉₈ = +286,2 кДж.

36. Определить ΔH⁰₂₉₈ перехода ромбической серы в моноклиническую, если энтальпия сгорания ромбической серы составляет – 297,96 кДж/моль, а энтальпия сгорания моноклинической серы равна – 300,53 кДж/моль.

37. ΔH⁰₂₉₈ образования HI из кристаллического I₂ и газообразного Н₂ составляет 26 кДж/моль, а ΔH⁰₂₉₈ образования HI из газообразных I₂ и Н₂ равна – 5,2 кДж/моль. Вычислить ΔH⁰₂₉₈ перехода I_2(тв) = I_2(г).

38. Рассчитать ΔH⁰₂₉₈ реакции 2P_(белый) + 5Cl_2(г) = 2PCl_5(г), если известно:

2P_(белый) + 3Cl_2(г) = 2PCl_3(г), ΔH⁰₂₉₈ = -558,95 кДж,

PCl_3(г) + Cl_2(г) = PCl_5(г), ΔH⁰₂₉₈ = -90,50 кДж.

Изменится ли ΔH⁰₂₉₈ реакции, если промежуточным продуктом будет PCl_3(тв)?

39. Найти тепловой эффект реакции превращения 1 моль кислорода в озон, если

3As₂O_3(тв) + 3О_2(г) = 3As₂O_5(тв), ΔH⁰₂₉₈ = -783,1 кДж,

3As₂O_3(тв) + 2О_3(г) = 3As₂O_5(тв), ΔH⁰₂₉₈ = -1068,0 кДж.

40. Определить расход тепла при разложении 1 кг Na₂CO_3(тв) с образованием Na₂O_(тв) и СО_2(г), если известно, что

Na₂CO_3(тв) + SiO_2(тв) = Na₂SiO_3(тв) + CO_2(г), ΔH⁰₂₉₈ = 128,42 кДж,

Na₂O_(тв) + SiO_2(тв) = Na₂SiO_3(тв), ΔH⁰₂₉₈ = -207,40 кДж.

41. Пользуясь табличными значениями ΔG⁰₂₉₈ образования веществ, определите возможное направление самопроизвольного протекания реакций: а) СО_2(г) + 2Н₂О_(ж) = СН_4(г) + 2О_2(г), б) 2HBr_(г) + Cl_2(г) = 2HCl_(г) + Br_2(ж). Не производя расчетов, определите знак ΔS⁰₂₉₈ реакции.

42. При 25⁰ С энтропия образования ромбической серы равна 31,98 Дж/моль*К, а энтропия образования моноклинической серы соответственно равны – 297,32 и -297,57 кДж/моль. Определить (ΔG⁰₂₉₈)_хр: S_(ромб) = S_{(монокл)}. Какая модификация серы более устойчива при данной температуре?

43. Определить, может ли данная реакция протекать в прямом направлении при стандартных условиях Fe₃O_4(тв) + 4Н_2(г) = 3Fe_(тв) + 4Н₂О_(г). Определить температуру, при которой восстановительная способность водорода и железа одинакова. В какую сторону будет смещаться равновесие при повышении температуры?

44. Получение синтез - газа (смесь моноксида углерода и водорода) осуществляется по реакции СН_4(г) + Н₂О_(г) = СО_(г) + 3Н_2(г). Определите: а) экзо- или эндотермической является данная реакция; б) увеличивается или уменьшается энтропия в ходе реакции; в) в каком направлении самопроизвольно идет реакция в стандартных условиях; г) при какой температуре реакция будет менять свое направление.

45. В каком направлении будет самопроизвольно протекать данная реакция в стандартных условиях и при температуре +227⁰С? 2NO_2(г) = N₂O_4(г). Рассчитать, при какой температуре реакция будет менять свое направление. Какой фактор, энтальпийный или энтропийный, будет определяющим при низких и высоких температурах?

46. В каком направлении будет самопроизвольно протекать данная реакция в стандартных условиях и при температуре +1027⁰С? СО_(г) + Н₂О_(г) = СО_2(г) + Н_2(г). Рассчитать, при какой температуре реакция будет менять свое направление. Какой фактор, энтальпийный или энтропийный, будет определяющим при низких и высоких температурах?

47. Рассчитать, при какой температуре начинается синтез дивинила (С₄Н₆) по реакции 2С₂Н₅ОН_(г) = С₄Н_6(г) + 2Н₂О_(г) + Н_2(г).

48. Рассчитать, при какой температуре начинается реакция крекинга н-бутана по реакции н-С₄Н_10(г) = С₂Н_6(г) + С₂Н_4(г). Энтальпийный или энтропийный фактор является определяющим при низких и высоких температурах?

49. На основании термодинамических данных реакции 6С(графит) + 6Н2(г) = С6Н12(г), определить: а) в каком направлении самопроизвольно будет протекать эта реакция при +298К?; б) энтальпийный или энтропийный фактор будет определяющим в этих условиях?; в) нагревание или охлаждение будет способствовать более полному протеканию прямой реакции?; г) при какой температуре реакция будет менять свое направление?.

50. По табличным значениям термодинамических величин участников реакции

С_{(графит)} + 2Н_2(г) = СН_4(г),

2С_{(графит)} + 2Н_2(г) = С₂Н_4(г),

2С_{(графит)} + Н_2(г) = С₂Н_2(г),

определить: а) какой из углеводородов можно получит синтезом из простых веществ при стандартных условиях; б) какой из углеводородов можно синтезировать при повышенной температуре; в) какой из углеводородов наиболее стоек к разложению при +298К?

51. Написать уравнения реакций получения углеводородов СН_4(г), С₂Н_6(г), С₃Н_8(г), С₄Н_10(г), С₅Н_12(г), С₆Н_14(г) из простых веществ (графит и водород) и, по табличным значениям термодинамических величин, ответить на вопросы: а) возможен ли синтез этих веществ при стандартных условиях?; б) как изменится устойчивость углеводородов в этом ряду?; в) в какой из этих реакций изменение энтропии будет наибольшим?; г) как повлияет увеличение температуры на возможность получения этих веществ?

52. Будет ли химически устойчива смесь сероводорода и кислорода при t=25⁰С и парциальных давлениях газов, равных 1 атм., если взаимодействие возможно по реакции 2Н₂S_(г) + O_2(г) = 2H₂O_(г) + 2S_(ромб)?

53. Рассчитать температуру, при которой окислительная способность кислорода и хлора будет одинакова 4HCl_(г) + O_2(г) = 2H₂O_(г) + 2Cl_2(г). Какой из газов (О₂ или Cl₂) будет проявлять более сильные окислительные свойства при низких температурах? Энтальпийный или энтропийный фактор будет определяющим при высоких и низких температурах?

54. На основании термодинамических данных реакции ZnO_(тв) + C_(граф) = Zn_(тв) + CO_(г), определить: а) возможно ли осуществить восстановление ZnO при стандартных условиях?; б) повышение или понижение температуры будет способствовать более глубокому протеканию данной реакции?; в) при какой температуре восстановительная активность Zn и С будет одинакова? г) чем обусловлено изменение энтропии в ходе реакции?

55. По табличным значениям термодинамических величин, рассчитать температуру, при которой начинается пиролиз метана по реакции 2СН_4(г) = С₂Н_4(г) + 2Н_2(г). Какой фактор, энтальпийный или энтропийный, является определяющим в направлении данной реакции при низких и высоких температурах?

56. Для реакций

ZnS_(тв) + 2HCl_(р) = H₂S_(г) + ZnCl_2(р), ΔG⁰₂₉₈ = -462,6 кДж,

PbS_(тв) + 2HCl_(р) = H₂S_(г) + PbCl_2(р), ΔG⁰₂₉₈ = +31,0 кДж.

указать, какой из сульфидов можно растворить в разбавленной соленой кислоте.

57. На основании следующих данных

P_(белый) + 3/2Cl_2(г) = PCl_3(г), ΔG⁰₂₉₈ = -286,68 кДж,

P_(белый) + 5/3Cl_2(г) = PCl_5(г), ΔG⁰₂₉₈ = -325,10 кДж.

ответить на вопросы: а) можно ли синтезировать хлориды фосфора из простых веществ при стандартных условиях?; б) повышение или понижение температуры будет способствовать более глубокому протеканию реакций?; в) какой из хлоридов более устойчив к разложению?

58. Исходя из значений ΔG⁰₂₉₈ для следующих реакций:

Fe(OH)_2(тв) + 1/4O_2(г) + 1/2H₂O_(ж) = Fe(OH)_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -92,18 кДж,

Co(OH)_2(тв) + 1/4O_2(г) + 1/2H₂O_(ж) = Co(OH)_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -23,68 кДж,

Ni(OH)_2(тв) + 1/4O_2(г) + 1/2H₂O_(ж) = Ni(OH)_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = +22,88 КДж

определить:

а) какой из гидроксидов (II или III) каждого из элементов более устойчив при стандартных условиях;

б) какой из гидроксидов (III) обладает большей устойчивостью при ст.усл.;

в) какой из гидрооксидов (II) наиболее устойчив к окислению;

г) какая степень окисления (+2 или +3) более характерна для Fe, Co, Ni при ст. усл.?

59. На основании имеющихся данных:

C_{(графит)} + 2F_2(г) = CF_4(г), ΔG⁰₂₉₈ = -636,04 кДж,

C_{(графит)} + 2Cl_2(г) = CCl_4(г), ΔG⁰₂₉₈ = -64,11 кДж,

С_{(графит)} + 2Br_2(ж) = CBr_4(г), ΔG⁰₂₉₈ = +36,03 кДж,

C_{(графит)} + 2I_2(тв) = Cl_4(г), ΔG⁰₂₉₈ = +124,86 кДж

определить:

а) возможность получения тетрагалидов углерода из простых веществ при ст.усл.;

б) изменение степени сродства галогенов к углероду;

в) какой из тетрагалидов наиболее устойчив при ст.усл.;

г) в какой из реакции изменение энтропии будет наименьшим?

60.Напишите уравнения реакции, соответствующих табличным значениям (ΔG⁰₂₉₈)_обр гидридов элементов VI группы (О, S, Sе, Те) и сделайте следующие выводы:

а) как изменяется химическая активность этих элементов по отношению к водороду;

б) возможен ли синтез данных гидридов из простых веществ при ст.усл.;

в) в какой из этих реакций изменение энтропии будет наибольшим?

61. Напишите уравнения реакций, соответствующих табличным I значениям (ΔG⁰₂₉₈)_обр галогенводородов и сделайте следующие выводы:

а) возможен ли синтез данных соединений из простых веществ при ст.усл.

б) как изменяется окислительная устойчивость галогенводородов при ст.усл,;

в) какой из галогенов проявляет наиболее сильные окислительные свойства и какой из галогенводородов - восстановительные;,

г) в какой из реакций изменение энтропии будет наибольшим?

62. На основании следующих данных для оксидов элементов VI группы

CrO₃ MoO₃ WO₃

(ΔG⁰₂₉₈)_обр, кДж/моль -507 -679 -763

сделайте вывод, как изменяется устойчивость высших оксидов элементов при ст.усл. Какой из оксидов проявляет наиболее сильные окислительные свойства?

63. На основании следующих данных для соединений

Mn₂O₇ Tc₂O₇ Re₂O₇

(ΔG⁰₂₉₈)_обр, кДж/моль -545 -939 -1068

сделайте вывод об относительной устойчивости высших оксидов d-элементов VII группы. Какой из оксидов проявляет наиболее сильные окислительные свойства?

64. Для реакций HClO_(р) = HCl_(р) + 1/2O_2(г), ΔG⁰₂₉₈ = -51,5 кДж,

HBrO_(р) = HBr_(р) + 1/2O_2(г), ΔG⁰₂₉₈ = -21,8 кДж,

HI_(р) = HI_(р) + 1/2O_2(г), ΔG⁰₂₉₈ = +47,8 кДж указать:

а) какая из кислот будет наиболее устойчивой?

б) какая из кислот является наиболее сильным окислителем?

65.Определить, какой из оксидов, СО₂, N₂О₅ или SО₃, в большей степени проявляет кислотные свойства:

СаО_(тв) + СО_2(г) = СаСО_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -134,0 кДж

СаО_(тв) + Н₂O_5(г) = Са(NО₃)_2(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -272,0 кДж

СаО_(тв) + SО_3(г) = СаSО_4(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -348,0 кДж.

66. Какой из оксидов, Nа₂О, СаО или МgО, является более основным:

СаО_(тв) + СО_2(г) = СаСО_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = - 134,0 кДж,

МgО_(тв) + СО_2(г) = МgСО_3(тв), ΔG⁰₂₉₈= - 67,0 кДж,

Na₂O_(тв) + СО_2(г) = Nа₂СО_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = - 277,0 кДж.

67. Для реакций Al₂O_3(тв) + 3SO_3(г) = Al₂(SO₄)_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -380,5 кДж,

ZnO_(тв) + SO_3(г) = ZnSO_4(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -188,5 кДж

рассчитать ΔG⁰₂₉₈ образования 1 эквивалента Al₂O₃ и ZnО и указать, какой из оксидов является более основным.

68. На основании реакций

Al₂O_3(тв) + 3SO_3(г) = Al₂(SO₄)_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -380,5 кДж,

Al₂O_3(тв) + Na₂O_(тв) = 2NaAlO_2(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -199,0 кДж указать:

а) характер Аl₂О₃ (основной, амфотерный или кислотный);

б) какой характер (кислотный или основной) выражен ярче?

69. Исходя из значения ΔG⁰₂₉₈ для следующих процессов:

2Rb_(тв) + 1/2O_2(г) = Rb₂O_(тв),

2Ag_(тв) + 1/2O_2(г) = Ag₂O_(тв), указать:

а) рубидий или серебро имеет большее сродство к кислороду;

6) какой из оксидов является более устойчивым?

70. Исходя из значения ΔG⁰₂₉₈ для следующих процессов:

GeO_2(тв) + Ge_(тв) = 2GeO_(тв), ΔG⁰₂₉₈ = 41,9 кДж,

SnO_2(тв) + Sn_(тв) = 2SnO_(тв), ΔG⁰₂₉₈ = 6,3 кДж,

PbO_2(тв) + Pb_(тв) = 2PbO_(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -158,8 кДж указать:

а) возможность протекания реакций в прямом направлении;

б) наиболее характерную степень окисления данных элементов.

71. На основании следующих данных

Pb_(тв) + F_2(г) = PbF_2(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -620,5 кДж,

Pb_(тв) + Сl_2(г) = PbCl_2(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -314,4 кДж,

Pb_(тв) + Br_2(тв) = PbBr_2(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -260,78 кДж,

Pb_(тв) + I_2(тв) = PbI_2(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -174,01 кДж.

Ответить на следующие вопросы:

а) возможно ли синтезировать галиды свинца из простых веществ;

6) какой из галогенов проявляет наиболее сильные окислительные свойства;

в) какой из галидов обладает наибольшей устойчивостью к разложению;

г) в каков из реакций изменение энтропии будет наибольшим?

72. Даны (ΔG⁰₂₉₈)_обр, кДж/моль, галидов калия и меди:

KF_(тв) = -534,2, CuF_(тв) = -231,3,

KCl_(тв) = -408,5, CuCl_(тв) = -119,4,

KBr_(тв) = -379,6, CuBr_(тв) = -102,2,

KI_(тв) = -322,6, CuI_(тв) = -71,2.

Написать уравнения реакций, соответствующие этим значениям, и сделать следующие выводы для стандартных условий:

а) можно ли синтезировать данные галиды из простых веществ?

б) как изменяется относительная устойчивость галидов калия и меди?

в) калий или медь обладают более сильными восстановительными свойствами?

г) какой из галогенов обладает более сильными окислительными свойствами?

д) какой из галидов обладает более сильными восстановительными свойствами?

73.На основании следующих данных:

Mg_(тв) + 1/2O_2(г) + H₂O_(ж) = Mg(OH)_2(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -598 кДж,

Cu_(тв) + 1/2O_2(г) + H₂O_(ж) = Cu(OH)_2(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -120 кДж,

Au_(тв) + 3/4O_2(г) + 3/2H₂O_(ж) = Au(OH)_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = +66 кДж определить:

а) какие из металлов способны окисляться при стандартных условиях?

б) какой из гидроксидов обладает наибольшей устойчивостью?

в) какой из металлов является наиболее сильным восстановителем?

74. Пересчитайте (ΔG⁰₂₉₈)_хр на 1 эквивалент оксида:

Na₂O_(тв) + H₂O_(ж) = NaOH_(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -147,61 кДж,

MgO_(тв) + H₂O_(ж) = Mg(OH)_2(тв), ΔG⁰₂₉₈ = -27,15 кДж,

Al₂O_3(тв) + 3H₂O_(ж) = 2Al(OH)_3(тв), ΔG⁰₂₉₈ = +18,27 кДж

и определите, какой из оксидов имеет наиболее сильные основные свойства.

75. Даны (ΔG⁰₂₉₈)_обр иодидов металлов

NaI_(тв) MgI_2(тв) AlI_3(тв)

(ΔG⁰₂₉₈)_обр, кДж/Моль -285 -360 -314

Напишите уравнения реакций, соответствующие этим величинам, пересчитайте ΔG⁰₂₉₈ на 1 эквивалент соединения и сделайте следующие выводы:

а) как изменяется устойчивость иодидов к нагреванию в данном ряду,

б) как изменяется восстановительная активность соответствующих им металлов?

76. Даны (ΔG⁰₂₉₈)_обр, гидридов р - элементов V группы

NH_3(г) PH_3(г) AsH_3(г)

(ΔG⁰₂₉₈)_обр, кДж/моль -17 +18 +156

Напишите уравнения реакций, соответствующих этим величинам, пересчитайте ΔG⁰₂₉₈ на 1 эквивалент соединения и сделайте следующие выводы:

а) как изменяется устойчивость данных соединений;

б) как изменяется окислительная способность данных р-элементов;

в) как изменяется в этом ряду восстановительная способность гидридов?

77. Даны (ΔG⁰₂₉₈)_обр, соединений неметаллов

PH_3(г) H₂S_(г) HCl_(г)

(ΔG⁰₂₉₈)_обр, кДж /моль 18 -34 -96

Напишите уравнения реакций, соответствующих этим величинам, пересчитайте ΔG0298 на 1 эквивалент соединения и сделайте следующие выводы;

а) как изменяется устойчивость данных водородных соединений;

б) как изменяется окислительная способность элементов в этом ряду,

в) как изменяется восстановительная способность данных гидридов?

78.Изменение энтропии при плавлении 1 моль CH₃COOH - 40,2 Дж/молъ*К. t⁰ плавления кислоты = 16,6°С. Рассчитать теплоту плавления 6 Дж/г ив Дж/моль.

79.От лития к азоту энтропия меняется следующим образом:

Li_(тв) Be_(тв) B_(тв) C_(алмаз) N_2(г)

S⁰₂₉₈, Дж/моль*К 28,07 9,55 5,87 2,38 191,8

d, г/см³ при 20⁰С 0,534 1 ,848 2,340 3,515 -

Объясните, почему энтропия сначала уменьшается, а у азота резко возрастает?

80.Чему равно изменение энтропии (S⁰₂₉₈) при следующих фазовых переходах:

а) при плавлении 1 моля бензола С₆Н₆, если t_пл =5,49°С, а ΔH⁰_пл = 126,54 Дж/г?

б) при плавлении 1 моля алюминия в точке плавления при t_пл = 660°С, если ΔH⁰_пл = 10,43 кДж/моль?

в) при испарении 2 молей хлористого этила С₂Н₅Сl, если t_кип =14,5°С, а ΔH⁰_пл = 377,1 кДж/г?

г) при испарении 2 молей жидкого кислорода в точке кипения, если t_кип = -193°С, а ΔH⁰_пл = 6829,7 Дж/моль?

д) при испарении 1,1 моля воды при 25°С, если мольная теплота испарения при этой температуре 44,08 кДж/моль?

е) при переходе 1 г кварца (SiO₂) из β- в α - модификацию при t = 573°С, если ΔH⁰ перехода = 7,54 кДж/моль?

ж) при плавлении 1 моля сурьмы, если t_пл = 630°С, а ΔH⁰_пл= 20,11 кДж/моль?

з) при плавлении 100 г хлорида натрия, при t=800°С, если ΔH⁰_пл = 30251 Дж/моль?

и) при плавлении 1 моля льда, при 1° плавления, если ΔH⁰_пл = 335,2 Дж/г?

к) при плавлении 0,05 кг свинца, если t_пл =327,4°С, а ΔH⁰_пл = 23,04 Дж/г?

л) при испарении 1000 г воды при 25⁰С, если мольная теплота испарения при этой температуре 44,08 кДж/моль?

81. Рассчитать изменение энтропии при плавлении 3 молей уксусной кислоты СН₃СООН, если ее 1° плавления равна 16,6°С, а теплота плавления 194 Дж/г.

82. Теплота испарения бромбензола при 429,8 К равна 241 Дж/г. Определить ΔS при испарении 1,25 моля бромбензола.

83. Изменение энтропии при плавлении 100 г меди равно 1,28 Дж/К. Рассчитать удельную теплоту плавления меди, если температура ее плавления равна 1083°С.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

"ТЕРМОХИМИЯ”