Контрольные задания

Для решения задач используйте данные табл. П1 приложения.

21. Какие из нижеприведённых процессов характеризуются убылью энтропии:

1) Н₂O_(ж)  Н₂O_(к);

2) H_2(г) + 2Na_(к)  2NaH_(к);

3) 2НI_(г)  Н_2(г) + I_2(к).

Дайте соответствующее пояснение.

22. Вычислите изменение энтропии и энергии Гиббса в системе, где протекает реакция

Са(ОН)_2(к)  СаО_(к) + Н₂О_(г).

Поясните изменение энтропии и объясните возможность (или невозможность) самопроизвольного протекания реакции.

Ответ: S⁰_р-ции = 143,4 Дж/К; G⁰_р-ции = 65,4 кДж.

23. При какой температуре процесс FeO_(к) + H_2(г) = Fe_(к) + H₂O_(г) становится самопроизвольным при стандартном давлении, если зависимостью S_р-ции и Н_р-ции от температуры можно пренебречь?

Ответ: Т = 938,7 К.

24. Предскажите знак изменения энтропии для следующих процессов:

l) CaCО_3(к)  CaO_(к)+CО_2(к);

2) СО_(г)+С1_2(г)  СОС1_2(г);

3) С₂Н_4(г)+Н_2(г)  С₂Н_6(г).

Дайте соответствующее пояснение.

25. С помощь расчёта G⁰ реакций:

1) NH_3(r) + 3/2Cl_2(г)  l/2N_2(г) + 3HCl_(г);

2) NН_3(г) + 3/4О_2(г)  1/2N_2(г) + 3/2Н₂О_(ж),

сравните окислительные свойства хлора и кислорода по отношению к аммиа­ку.

Ответ: G⁰₁ = – 269,4 кДж, G⁰₂= – 339,3 кДж.

26. На основании Н⁰, S⁰ и G⁰ реакции сделайте заключение, можно ли получить оксид хлора (I) CI₂O из простых веществ: а) при стандартных усло­виях; б) при повышенных температурах?

Ответ: Н⁰_p-ции = 151,4 кДж; S⁰_p-ции = – 118,7 Дж/К; G⁰_p-ции = 186,7 кДж.

27. Могут ли самопроизвольно протекать следующие реакции в стандартных ус­ловиях?

1) Fe₂О_3(к) + 3H_2(г)  2Fe_(к) + 3H₂О_(г);

2. Fe₂О_3(к) + 3C_(к)  2Fe_(к) + 3CO_(г);

3. Fe₂О_3(к) + 2А1_(к)  2Fe_(к) + А1₂О_3(к).

Сделайте вывод на основании расчёта G⁰ реакций.

Ответ: G⁰₁ = 54,5 кДж, G⁰₂ = 329,0 кДж, G⁰₃ = – 842,0 кДж.

28. Рассчитайте Н⁰ и S⁰ следующей реакции:

С₂Н_4(г) + Н_2(г)  С₂Н_6(г).

Возможно ли протекание этой реакции при 298 К? Изменится ли направление реакции: а) при нагревании; б) при охлаждении?

Ответ: Н⁰_p-ции = – 137,0 кДж, S⁰_p-ции = – 120,5 Дж/К.

29. Рассчитайте Н⁰ и S⁰ следующей реакции:

2Ag_(к) + 1/2О_2(г) = Ag₂О_(к).

Возможно ли протекание этой реакции при 298 К? Изменится ли направление реакции: а) при нагревании; б) при охлаждении?

Ответ: Н⁰_p-ции = – 30,5 кДж, S⁰_p-ции = – 65,8 Дж/К.

30. Рассчитайте Н⁰ и S⁰ следующей реакции:

C₁₀H_8(к) + 12О_2(г)  10СО_2(г) + 4Н₂О_(г).

нафталин

Возможно ли протекание этой реакции при 298 К? Изменится ли направление реакции: а) при нагревании; б) при охлаждении?

Ответ: Н⁰_p-ции = – 4980,3 кДж, S⁰_p-ции = 263,9 Дж/К.

31. Определите, может ли протекать реакция образования углекислого газа и во­дорода при Т = 298 К, если нет, то определите, при какой температуре реакция Н₂О_(г) +1/2 С_(к)  1/2 СО_2(г) + Н_2(г) возможна. Зависимостью Н_p-ции и S_p-ции от

температуры можно пренебречь.

Ответ: Т = 982 К.

32. Какие оксиды из перечисленных ниже можно восстанавливать водородом в стандартных условиях: СuО, РbО, СаО, Сr₂О₃? Ответ подтвердите расчётом G⁰ соответствующих реакций.

Ответ (кДж): G⁰₁ = – 94,3; G⁰₂ = – 40,4; G⁰₃ = 374,9; G⁰₄ = 373,2.

33. Известно, что устойчивость оксидов металлов обычно с повышением темпе­ратуры уменьшается. Объясните это явление качественно на основании зависимости G⁰ от температуры для процесса:

2Me_(к) + О_2(г) = 2MeO_(к).

34. Вычислите G⁰ реакции

4Р_(к) + 5СО_2(г) = 2Р₂О_5(к) + 5С_(к).

Можно ли потушить горящий фосфор углекислым газом?

Ответ: G⁰_р-ции = – 771,4 кДж.

35. Определите термодинамическую вероятность протекания следующих процес­сов:

1) 4KC1О_3(к) = 3KCIО_4(к) + KC1_(к);

2) 2КСlО_3(к) = 2КСl_(к) + 3О_2(г).

G⁰ какого из этих процессов зависит от температуры сильнее?

Ответ (кДж): G⁰₁ = – 151,4; G⁰₂ = – 238,2.

36. Вычислите G⁰ следующей реакции и определите принципиальную возмож­ность или невозможность осуществления этой реакции в стандартных условиях: 2NH_3(г) + 5/2О_2(г)  2NO_(г) + 3Н₂О_(ж).

Ответ: G⁰_р-ции= – 503,4 кДж.

37. Вычислите G⁰ следующей реакции и определите принципиальную возмож­ность или невозможность осуществления этой реакции в стандартных услови­ях: 2C₂H_2(г) + 5О_2(г)  4CO_2(г) + 2H₂O_(г).

Ответ: G⁰_р-ции = – 2453,2 кДж.

38. Вычислите G⁰ следующей реакции и определите принципиальную возмож­ность или невозможность осуществления этой реакции в стандартных услови­ях: SО_2(г) + 2H₂S_(г)  3S_(к) + 2H₂O_(ж).

Ответ: G⁰_р-ции = – 107,2 кДж.

39. Вычислите G⁰ следующей реакции и определите принципиальную возмож­ность или невозможность осуществления этой реакции в стандартных услови­ях: N₂О_(г) + 1/2O_2(г)  2NO_(г).

Ответ: G⁰_р-ции = 71,1 кДж.

40. Вычислите G⁰ следующей реакции и определите принципиальную возмож­ность или невозможность осуществления этой реакции в стандартных условиях: 2НС1_(г) + 1/2О_2(г)  С1_2(г) + Н₂О_(ж).

Ответ: G⁰_р-ции = – 46,6 кДж.