Задачи для самостоятельного решения

1. Пользуясь табличными данными, вычислите тепловые эффекты следующих реакций:

а) CH₄(г.) + 2 O₂(г.) = CO₂(г.)+ 2H₂O(г.);

б) Fe₂O₃(к.) + 2 Al(к.) = Al₂O₃(к.) + 2 Fe(к.);

в) MgCO₃ (к.) = MgO(к.) + CO₂ (г.).

г) 4NH₃(г) + 5О₂(г) = 4NO(г) + 6Н₂О(г)

Какие из этих реакций будут экзотермическими, какие – эндотермическими?

2.Приведены термодинамические уравнения химических реакций получения НBr(г):

H_2(г) + Br_2(ж) = 2HBr(г), ∆Н⁰ = -72 кДж;

½H_2(г) + ½Br_2(г) = HBr(г), ∆Н⁰ = -21 кДж;

H_(г) + Br_(ж) = HBr(г), ∆Н⁰ = -366 кДж;

½H_2(г) + ½Br_2(ж) = HBr(г), ∆Н⁰ = -36 кДж.

Какое из приведенных значений ∆Н⁰ можно принять непосредственно в качестве стандартной энтальпии образования HBr(г)? Объсните, почему другие из указанных значений не равны искомой величине.

3.Вычислите энтальпию реакции

1/4Р_4(г) + 5/2Сl_2(г) = PCl_5(к),

если известны энтальпии следующих реакций:

P_(к) + 3/2 Сl_2(г) = PCl_3(к), ∆Н⁰ = -287 кДж;

PCl_3(к) + Сl_2(г) = PCl_5(к), ∆Н⁰ = -56 кДж;

4P_(к) = P_4(г), ∆Н⁰ = +128,9 кДж.

4. Вычислить изменение стандартной энтропии для реакций

а) H₂(г.) + Br₂(г.) = 2 HBr(г.);

б) H₂(г.) + Br₂(ж.) = 2 HBr(г.);

в) CO(г.) + 1/2O₂(г.) = CO₂(г.);

г) C(графит) + O₂(г.) = CO₂(г.).

Как можно объяснить значительное различие в изменении энтропии для реакций а) и б), а также в) и г)?

5.Укажите знаки DН°, DSº и ΔG° для следующих процессов:

а) расширение идеального газа в вакуум;

б) испарение воды при 100ºС и парциальном давлении паров воды 101,3 кПа (760 мм рт.ст.);

в) кристаллизация переохлажденной воды.

6. Не проводя расчета, определите качественно, в каких химических реакциях ΔS реакции будет < 0; = 0; > 0.

а) 2H₂(г.) + O₂(г.) = 2H₂O(г.);

б) 2H₂(г.) + O₂(г.) = 2H₂O(ж.);

г) N₂ (г.) + 3H₂(г.) = 2NH₃(г.);

д) CaO(к.) + CO₂(г.) = CaCO₃(к.);

е) 4Fe(к.) + 3O₂(г.) = 2Fe₂O₃(к.);

ж) N₂O₄(г.) = 2NO₂(г.);

з) N₂(г.) + O₂(г.) = 2NO(г.).

7.Для галогенидов алюминия в газообразном состоянии характерно образование димеров. Будет ли самопроизвольно протекать реакция 2AlBr₃(г) = Al₂Br₆(г)? Ответ подтвердите расчетом реакции.

8.Можно ли считать NH₄NO₃ устойчивым соединением? Распад соли возможен по уравнению

NH₄NO₃(к) = N₂(г) + 1/2O₂(г) + 2H₂O(г).

Ответ подтвердите расчетом реакции.

9.Возможно ли использовать металлический магний для получения металлического титана, восстанавливая хлорид титана магнием

TiCl₄(ж) + 2 Mg(к) = Ti(к) + 2MgCl₂(к)?

Ответ подтвердите расчетом реакции.

10.Вычислите значения ΔG°₂₉₈ следующих реакций восстановления оксида железа (II):

а) FeO(к.) + ½ C(графит) = Fe(к.) + ½ CO₂ (г.);

б) FeO(к.) + C(графит) = Fe(к.) + CO(г.);

в) FeO(к.) + CO(г.) = Fe(к.) + CO₂ (г.).

Протекание какой из этих реакций наиболее вероятно?

11. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены алюминием при 298 К: CaO, FeO, CuO, PbO, Fe₂O₃, Cr₂O₃?