Контрольная Физическая химия, задачи, номер: 243668

"Задача 1.
Вычислите тепловой эффект реакции 2CO2 = 2CO + O2 при 298 К: а) при Р = const; б) при V = const. Тепловые эффекты образования веществ при стандартных условиях и постоянном давлении, ΔHºf, 298 возьмите из табл. 2.
∆ (О2) = 0;
∆ (СО) = -110,53 кДж/моль
∆ (СО2) = -393,51кДж/моль

Задача 2.
Вычислите тепловой эффект той же реакции при 400 К. Теплоемкость в Дж/(моль·К) выражается уравнением СР0=а+bT+c΄/Т2 или СР0=a+bT+cT2. Коэффициенты a,b,c,c΄ взять из табл.2.
Примечание: в таблице 2 следует обратить внимание на сомножители у коэффициентов a, b, c, c΄. Например, запись b·103=0,67 (для хлора) означает, что истинное значение коэффициента b =0,67/103= 0,67·10-3.

Вещество ΔHºf, 298,
кДж/
/моль Sº298,
Дж/
/(моль•К) Темпера-
турный
интер-
вал, К Коэффициенты
уравнения Сор =f(T)
a b•103 c•106 c'•10-5
O2 0 205,04 298-3000 31,46 3,39 -
CO
CO2 -110,53
-393,51 197,55
213,66 298-2500
298-2500 10,99
28,41 4,10
9,04 -
- -
-0,46

Задача 3.
Определите изменение энергии Гиббса реакции, 2CO2 = 2CO + O2 , при температуре 450 К, учитывая зависимости теплового эффекта реакции и изменения энтропии от температуры. Сделайте вывод о возможности осуществления реакции при давлении 1 атм и Т=450К.

Задача 4.
Газообразные вещества А и В реагируют с образованием газообразного продукта С. Выразите КР и КС через равновесное количество вещества С, равное х, если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах при общем давлении равновесной системы Р и температуре Т,К. Рассчитайте КР и КС при 300 К, если Р=7,5·104 Па, х=0,45. Вычислите равновесное количество вещества С в указанных условиях. Данные: А+2В=3С


Примеры задач с решениями
Задача 1.
Вычислите тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты
CH≡CH + CO + H2Oж = CH2=CHCOOHж при стандартном давлении и
298 К, если известны теплоты образования ∆ , кДж/моль:
Вещество: CH≡CH CO H2Oж CH2=CHCOOHж
∆ , кДж/моль: 226,75 -110,50 -258,84 -384,30
Определите также тепловой эффект этой реакции при постоянном объеме

Задача 2.
Вычислите тепловой эффект образования аммиака из простых веществ при стандартном давлении и 298 К по тепловым эффектам реакций:
2H2 + O2 = 2H2Oж + ∆H01, (1)
4NH3 + 3O2 = 6H2Oж + 2N2 + ∆H02 (2)
∆H01 = -571,68 кДж; ∆H02 = -1530,28 кДж

Задача 3.
Выразите уравнением зависимость теплового эффекта химической реакции:
CH3OHгаз + 3/2O2 = CO2 + 2H2Oгаз
от температуры, которое справедливо для интервала 298 – 1000 К.

Задача 4.
Вычислите изменение энтропии при превращении 2 г воды в пар при изменении температуры от 0 до 1500С и давлении в 1,013*105Па, если скрытая удельная теплота парообразования воды ∆Н = 2,255 кДж/г, молярная теплоемкость пара при постоянном давлении

Ср = 30,13 + 11,3•10-3 Т Дж/(моль•К) (10)
Ср жидкой воды 75,30 Дж/(моль•К). Считать приближенно теплоемкость жидкой воды постоянной.

Задача 5.
В одном из сосудов вместимостью 0,1 м3 находится кислород, в другом вместимостью 0,4 м3 – азот. В обоих сосудах температура 17 0С и давление 1,013 *105 Па. Найти изменение энтропии при взаимной диффузии газов из одного сосуда в другой при Р и Т = const. Считать оба газа идеальными.

Задача 6 .
Возможна ли реакция Ag +½Cl2=AgCl при стандартном давлении и стандартной температуре? Будет ли благоприятствовать протеканию реакции повышение температуры?

Задача 7.
Возможна ли реакция:
СаО + СО2 ↔ СаСО3 (18)

при Р = 1 атм и температуре: а) 298 К; б) 398 К. Зависимость теплоемкости Ср от температуры имеет вид:
Ср = а + bT + c' T2. (19)
Значения стандартного теплового эффекта реакции и стандартной энтропии процесса: H0298 = 177,8 кДж; S0298 = 55,06 Дж/К. Коэффициенты a, b, c' в уравнении для теплоемкости веществ приведены в таблице.
Таблица
Вещество СаСО3 СО2 СаО
Коэффициенты,
Дж/моль a 104,52 44,14 48,83
b 21,97103 9,04103 4,52103
c' 25,94105 8,54105 6,53105

Раздел 4.
Задача 8.
При 200 0С константа равновесия Кр реакции дегидрирования изопропилового спирта до ацетона (в газовой фазе)
CH3CHOHCH3(г) = CH3COCH3(г) + H2(г)
равна 6,92•104 Па. Вычислить степень превращения изопропилового спирта при 200 0С и давлении 9,7•104 Па, считая, что смесь газов подчиняется законам идеальных газов.

Задача 9.
При 390 0С и 1,013•105 Па 0,0157 молей NO2 занимает объем 0,001 м3, причем NO2 частично диссоциирует на NO и O2. Определить Кр и Кс для реакции
2NO + O2 =2 NO2
считая смесь газов идеальной.


Задача 10.
Рассчитать константу равновесия Кр,х при 600 0С для реакции

2H2 + CO = CH3OH (г),
если при этой температуре для реакции
CH3OH(г) + CO(г) = CH3COOH(г) (35)
Кр,1 = 2,78*10-9 Па-1, а для реакции
2H2 + CH3COOH(г) = 2CH3OH(г) (36)
Кр,2 = 6,5*10-6 Па-1


Задача 11
Для реакции
C2H4(г) + HCl(г) = C2H5Cl(г)
при 230 0С Кр = 0,128*10-5 Па-1. Определить состав равновесной смеси (в объемных процентах), полученной при давлении 10,13*105 Па из 2 молей этилена и 1 моля HCl.

Задача 12.
Для реакции
C(графит) + 2H2(г)=CH4(г)

Константа равновесия при 300 0С Кр=153*10-5 Па-1. Вычислить содержание метана в объемных процентах в равновесной смеси при 300 0С и 10,13*105 Па.


Задача 13.
Степень диссоциации фосгена
СОСl2 = CO + Cl2
при 600 0С и общем давлении 1,38 •105 Па равна 0,9. Определить в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях парциальных давлений компонентов:
Варианты РСОCl2, Па РСО, Па РCl2, Па
1 1,013*105 1,013*105 1,013*105
2 1,048*105 2,026*105 3,039*105
3 1,048*105 3,039*105 3,039*105

Задача 14.
Возможен ли термодинамический процесс получения анилина из хлорбензола и аммиака по уравнению
C6H5Cl (ж) + NH3 (г) = C6H5NH2 (ж) + HCl(г)
если известны стандартные изменения энергии Гиббса образования веществ, участвующих в данной реакции:

Задача 15.
Рассчитать константу равновесия реакции синтеза метилового спирта
CO + 2H2 = CH3OH(г)
при 800 К, если тепловой эффект реакции при данной температуре Qp = - 103,7 кДж, а константа равновесия при стандартной температуре Кр =4,13•10-10 Па-2 .

"