Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Решение типовых задач. Задача 1.Определите возможность самопроизвольного протекания химической реакции: NO + ½ O2 = NO2




Задача 1.Определите возможность самопроизвольного протекания химической реакции: NO + ½ O2 = NO2.

Решение.Возможность самопроизвольного протекания химической реакции определяется по величине свободной энергии Гиббса: ΔG = ΔH -T×ΔS.

Тепловой эффект и полную энергию химической реакции находим по следствию из закона Гесса:ΔН0298 = ΔН0298(NO2) - ΔН0298(NO) – ½ ΔН0298(O2).

По справочнику [6] находим:

ΔН0298(NO2) = 38,5 кДж/моль; ΔН0298(NO) = 90,3 кДж/моль;

ΔН0298(O2) = 0 кДж/моль;

тогда ΔН0298(реакции) = 38,5 - 90,3 – ½ × 0 = - 51,8 кДж.

Изменение энтропии реакции:

ΔS0298 = S0298(NO2) - S0298(NO) – ½ S0298(O2);

S0298(NO2) = 240,2 Дж/моль×К S0298(NO) = 210,5 Дж/моль×К

ΔS0298 = 240,2 – 210,5 – ½×205,0 = - 72,8 Дж/К = - 72,8×10-3 кДж/К.

Находим энергию Гиббса: ΔG0298 = -51,8 + 298×72,8×10-3 = - 30,11 кДж, ΔG0298 < 0 – следовательно, реакция в стандартных условиях протекает в прямом направлении.

ΔH0298 (реакции) = ΔH0298 (СО2) + 2 ΔH02982О ж) - ΔH0298 (СН4) - 2 ΔH02982);

ΔH0298 (реакции) = - 393,5 + 2(-285,8) – (-75,0) - 2×0 = - 890,1 кДж.

Задача 2.Определите, сколько теплоты выделится при сгорании 12 л метана (условия нормальные).

Решение.Записываем уравнение реакции горения метана:

CH4 (г) + 2O2 (г) = CO2 (г) + 2H2O (ж).

Используя следствие из закона Гесса и справочные данные [6], находим тепловой эффект данной химической реакции:

ΔH0298(СН4) = - 75,0 кДж/моль; ΔH0298 (СО2) = -393,5 кДж/моль;

ΔH02982О ж) = -285,8 кДж/моль; ΔH02982) = 0; тогда

Далее, учитывая, что реакция протекает при нормальных условиях, определяем количество выделившейся теплоты при сгорании 12 л СН4:

22,4 л СН4 - (-890,1 кДж)

12,0 л СН4 - ΔН; ΔН = = - 4776,8 кДж.

 

449. Определите температуру, при которой процесс:

4NH3 + 5O2= 4NO +6H2O начнет протекать самопроизвольно.

450. Определить сколько тепла выделится или поглотится в газовой реакции: 2NO + O2 = 2NO2, если при этом образуется 112 л (н.у.)оксида азота (IV).

451. Определить сколько тепла выделится или поглотится в реакции, если при этом образовалось 15 г серы: SO2 (г) + 2 Н2S (г) = S(т) + 2 Н2О (ж).

452. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены алюминием при 298 К: PbO, Fe2O3, Cr2O3? Ответ подтвердить реакциями и расчетами.

453. Определите возможность превращения при стандартных условиях ацетилена в бензол: 3 С2Н2 (г) = С6Н6 (ж).

454. Рассчитайте тепловой эффект реакции: Fe2O3 + 2 Al = 2 Fe + Al2O3, если было получено 336 г железа.

455. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по реакции: PCl5(г) = PCl3 (г) +Cl2 (г), DH0 = 92,59 кДж.

456. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены алюминием при 298 К: СаО, FeO, CuO? Ответ подтвердить реакциями и расчетами.

457. Определите, в каком направлении при стандартных условиях будут протекать следующие реакции:

а) NiO + Pb = Ni + PbO; б) 3 Fe3O4 + 8 Al = 4 Al2O3 + 9 Fe.

458. Рассчитайте тепловой эффект реакции: Fe(к) +3H2O(г)= Fe2O3(к) +3H2(г), если образовалось 11,2 л водорода (н.у.).

459. Рассчитайте, протекание какой из приведённых реакций наиболее вероятно в стандартных условиях: а) FeO(к) + C(к) = Fe(к) + CO(г); б) FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + CO2(г)

460. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида цинка углеродом с образованием СО в стандартных условиях.

461. Определите возможность превращения при стандартных условиях бензола в ацетилен: С6Н6 (ж) = 3 С2Н2 (г).

462. Рассчитайте тепловой эффект реакции: Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3. Какой является эта реакция - эндо- или экзотермической ?

463. Вычислите стандартный тепловой эффект и запишите термохимическое уравнение реакции: Fe3O4 + 8Al = 4Al2O3 + 9Fe .

464. Рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакции: 2AgNO3(к) = 2Ag(к) + 2NO2(г) + O2(г).

465. Рассчитайте, сколько тепла выделится при сгорании 100 г сахарозы С12Н22О11 при стандартных условиях.

466. Определите возможность протекание при стандартных условиях реакции: N2(г) + 2 H2O(г) = NH4NO2 (г).

467. Пользуясь табличными значениями H0, вычислите энтальпию сгорания этилена C2H4.

468. Восстановление Fe3O4 оксидом углерода идет по уравнению: Fe3O4 (к) + СО(г) = 3FeO(к) +СО2(г). Вычислите DG0298 и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно DS0298 в этом процессе?

469. Сколько тепла выделится при реакции горения 100 л СО до СО2?

470. Рассчитайте, для каких оксидов принципиально осуществима реакция восстановления водородом в стандартных условиях:

а) ZnO, б) NiO, в) Fe2O3

471. Для реакции: SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si, вычислите тепловой эффект и, записав термохимическое уравнение, укажите, является эта реакция экзо- или эндотермической.

472. Для каких оксидов наиболее вероятна реакция восстановления водородом при стандартных условиях: а) FeO; б) Fe2O3; в) Fe3O4?

473. Вычислите энтальпию образования пропана C3H8, если при сгорании 11 г его выделилось 552 кДж тепла.

474. Определите, протекание какой реакции более вероятно при стандартных условиях: а) CO(г) + Cl2(г)=COCl2(г);

б) SO2(г) + NO2(г) = SO3(г) + NO(г).

475. Определите тепловой эффект реакции: 2NH3(г) + 5/2 O2(г) = 2NO(г) + 3H2O(ж), при стандартных условиях, используя табличные значения G0 и S0 для реагирующих веществ.

476. Рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакции: СO(г) + Cl2(г) = СОCl2(г).

477. Какие из металлов могут быть восстановлены водородом из их оксидов при стандартных условиях: а) CaO; б) SnO; в) Al2O3?

478. Энтальпия сгорания метана Hсг0 = 890 кДж/моль. Определите энтальпию образования CH4.

479. Сколько тепла выделилось или поглатилось в реакции:

Fe2O3(к) + 3H2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О(г), если прореагировало 20 л водорода?

480. Рассчитайте стандартную энтропию реакции:

2KClO3(к) =2KCl(к) + 3O2(г). Будет ли эта реакция протекать самопроизвольно в изолированной системе при стандартных условиях?

481. Рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакции: CO2(г) + С(т) = 2СО(г).

482. Сколько тепла выделится при сжигании 38 г сероуглерода CS2, если энтальпия его образования Н0298 = 92,7 кДж/моль?

483. Определите, в каком направлении протекает реакция:

HCl (г) + O2 (г) = 2H2O (г) + 2Cl2 (г) при стандартных условиях.

484. Определите тепловой эффект горения бензола C6H6, если при сгорании его 0,2 моль выделяется 7540,85 кДж тепла.

485. Определите стандартную энтальпию образования метилового спирта CH3OH, если энтальпия его сгорания Н0сг = -725,64 кДж/моль.

486. В каком направлении при стандартных условиях будет протекать следующая реакция: 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3 (г)?

487. Сколько тепла выделится в процессе : СО(г) + 2Н2 (г)=СН3ОН (г), если масса вступающего в реакцию оксида углерода (II)СО равна 2,8 кг.

488. Определите, возможно ли протекание реакции при стандартных условиях: Al2O3(к) + 3СО(г) = 2 Al(к) + 3CO2(г).

489. Исходя из уравнения реакции: CH4(г) + 2O2(г) = CO2(г) + 2H2O(ж), рассчитайте объём сгоревшего метана (н.у.), если при этом выделилось 1786 кДж тепла.

490. Можно ли использовать при стандартных условиях для получения аммиака следующую реакцию:

NH4Cl(к)+NaOH(к) = NH3(г)+NaCl(к)+ H2O(г)?

491. Вычислите энтальпия образования этана С2Н6, если нтальпия его сгорания ∆ Н0сг = -1560 кДж/моль.

492. Определить сколько тепла выделится, если в реакцию вступило 80 л хлора (н.у.): 2 P(к) + 5Сl2(г) = 2PCl5(г).

493. При какой температуре наступит равновесие системы: 4HCl (г) + O2 (г) = 2H2O (г) + 2Cl2 (г), DH0 = -114,42 кДж?

494. Определите возможность протекания при стандартных условиях реакции: H2 (г) + SO2 (г) = 3S (к) + 2H2O(г)

495. Определите стандартную энтропию реакции: Ag2CO3(к)=Ag2O(к)+CO2(г). Будет ли эта реакция протекать самопроизвольно в изолированной системе при стандартных условиях?

496. Исходя из энтальпии образования воды и теплового эффекта реакции: H2O2(ж) = Н2О(ж) + 1/2О2 ( Но = -98,3 кДж), вычислите энтальпию образования пероксида водорода.

497. Вычислите энтальпию образования карбида кальция CaС2, исходя из теплового эффекта реакции: CaO(к) + 3C(к) = CaC2(к) + CO(г), ∆H0 = 460 кДж.

498. Рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакции:CuCl2 (к) + H2O (г) = CuO (к) + 2HCl (г).

499. В процессе реакции: 2SO2 (г) + О2(г) = 2SO3(г) выделилось 1000 кДж тепла. Сколько оксида серы (VI) при этом образовалось?

500. Для реакции: PbO2 (к) + Pb(к) = 2PbO(к) вычислите ∆G0 на основании ∆H0 и ∆S0 реагирующих веществ. Определите, возможно ли течение этой реакция при стандартных условиях.

501. Определить возможность протекания при температуре 250 0С процесса: GeO2(к) + 2С(гр.) = Ge(к) + 2СО(г).

502. Определите при какой температуре начнется реакция восстановления Fe3O4 протекающая по уравнению: Fe3O4(к)+CO(г) = 3FeO(к) + CO2(г), DH0 = 34,55 кДж

503. Вычислите DG0298 для следующих реакций: CaF2(к)+Cl2(г) = CaCl2(к) + F2(г); б)PbO2 (к) +2 Zn(к)= Pb(к) + 2 ZnO(к). Можно ли получить фтор по реакции (а) и восстановить PbO2 цинком по реакции (б)?

504. Приняв стандартные значения энтальпии и энтропии реакции, не зависящие от температуры, рассчитайте предельную температуру для процесса термического разложения карбоната магния:

MgCO3(к) = MgO(к) + CO2(г).

505. Сколько тепла выделится, если в реакции образовалось при стандартных условиях 50 л углекислого газа (н.у.):

3Fe2O3(к) + CO(г) = 2Fe3O4(к) + CO2(г)?

506. При какой температуре возможно осуществление процесса:

Na(к) + Cl2(г) = 2 NaCl(к).

507. Сколько было взято гидроксида натрия, если при его нейтрализации хлороводородом по реакции: NaОН(к)+ НС1(г) = NаС1(к) + Н2О(ж) выделилось 352,9 кДж тепла ?

508. Реакция между хлором и водородом идет по уравнению: С12(г)+Н2(г) = 2НС1(г). Зная, что при участии в реакции 1 г хлора выделяется 8,24 кДж тепла, вычислить стандартную энтальпию образования НС1.

509. Сколько тепла выделится при сжигании 38 г сероуглерода CS2 ес­ли его энтальпия образования ΔНо = 62,7 кДж/моль.

510. Определите, протекание какой реакции более вероятно при стандартных условиях:а) CO +Cl2 = COCl2; б) SO2 + NO2 = SO3 + NO.

511. Пользуясь табличными значениями ΔНо вычислите энтальпию сгорания этилена.

512. Рассчитайте, для каких оксидов принципиально осуществима реакция восстановления водородом в стандартных условиях: а) ZnO, б) NiO, в) SrO.

513. Для реакции Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3 вычислите тепловой эф­фект, запишите термохимическое уравнение и укажите, является реакция экзо- или эндотермической.

514. Рассчитайте, протекание какой из приведённых реакций наиболее вероятно в стандартных условиях: а) FeO(к) + C(к) = Fe(к) + CO(г); б) FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + CO2(г)

515. Вычислите стандартную энтальпию образования сахарозы C12H22O11 исходя из термохимического уравнения:

C12H22O11(к) + 12 O2(г) = 12 CO(г) +11H2O(ж), ΔНо = -5694 кДж

516. Сколько тепла выделится при сгорании 12 г глюкозы?

517. Вычислить стандартное изменение энергии Гиббса для химической реакции: NH3(г)+ НCl(г)= NH4Cl(к) по значениям стандартных энтальпий образования и энтропий веществ, участвующих в реакции.

518. Вычислите при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по реакции:

PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г), DH0 = 92,59 кДж

519. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены алюминием при 298 К: СаО, FeO, CuO? Ответ подтвердить реакциями и расчетами.

520. На основании стандартных энтальпий образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG0298 реакции, протекающей по уравнению С2Н2(г)+ 3О2=2СО2(г)+ 2Н2О(ж). Возможна ли данная реакция при стандартных условиях?

521. Пользуясь справочными данными, покажите, что данная реакция невозможна в стандартных условиях. Сu(к) + ZnO(к) = CuO(к) + Zn(к).

522. Вычислите DН0298, DS0298 , DG0298 реакции, протекающей по уравнению ТiO2 (к)+ 2C(к) = Ti(к)+ 2CO(г). Возможна ли реакция восстановления ТiO2 углеродом при 1000 и 3000К?

523. Вычислите изменение энтропии для реакций, протекающих по уравнениям: 2СН4(г) = С2Н2(г) + 3Н2(г)

N2 + 3Н2(г) = 2NH3(г)

С(графит) + О2(г) = СО2(г)






Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 1620. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.1 сек.) русская версия | украинская версия