Энтропия. Химическое равновесие.

Задания для самостоятельной работы

1) Вычислите стандартное изменение энергии Гиббса каталитического окисления этанола в присутствии каталазы:

С₂Н₅ОН(ж) + Н₂О₂(ж) <=> СН₃СНО(г) + 2Н₂О(ж)

 

2) Константа равновесия реакции гидратации сывороточного альбумина при 25^оС равна 1,19. Вычислите значение стандартной энтропии процесса, если DН^о = -6,08 кДж/моль.

 

3) Константа равновесия реакции N₂O₄(г) <=> 2NO₂(г) при 25^оС равна 4,64 10^-3. В каком направлении будет идти реакция при следующих концентрациях веществ:

а) с(NO₂) = 0,05 моль/л, с(N₂O₄) = 0,05 моль/л,

б) с(NO₂) = 0,0095 моль/л, с(N₂O₄) = 0,046 моль/л.

2-49. Вычислите стандартную энтальпию реакции, протекающей в газовой фазе: 2NO2+ О3 O2+ N2O5

2-50. Вычислите стандартную энтальпию реакции, протекающей в газовой фазе:

3СО + О3 3СО2

2-55. Вычислите стандартную энтальпию реакции, используя значения стандартных энтальпий сгорания

C₂H₂(г) + 2H₂(г) C₂H₆(г)

2-56. Вычислите стандартную энтальпию реакции, используя значения стандартных энтальпий сгорания

C₆H₅NO₂(ж) + 3H₂(г) C₆H₅NH₂(ж) +2Н₂O(ж)

2-71. Стандартная энтальпия растворения сульфата меди равна -66,5 кДж/моль, стандартная энтальпия гидратации сульфата меди(П) до пентагидрата равна -78,22 кДж/моль. Вычислите стандартную теплоту растворения CuSO₄∙5H₂O.

2-72. Вычислите стандартную энтропию реакции

С₂Н₄(г) + Н₂O(ж) С₂Н₅ОН(ж)

2-84.Оцените роль энтропийного и энтальпийного факторов для реакции:

4НС1(г) + О₂(г) Û 2С1₂(г) + 2Н₂O (ж).

Возможно ли самопроизвольное протекание этой реакции? Если да, то при каких (низких, высоких, любых) температурах?

2-85. Оцените роль энтропийного и энтальпийного факторов для реакции:

Н₂O₂(ж) + О₃(г) Û 2O₂(г) + Н₂O(ж). Возможно ли самоп­роизвольное протекание этой реакции? Если да, то при каких (низ­ких, высоких, любых) температурах?

2-86. Константа равновесия реакции тепловой денатурации химотрипсиногена при pH 2 и 50 °С равна 32,7. Вычислите значение стандартной энтальпии процесса, если известно, что DS° = +1,32 кДж/(моль×К).

 

Занятие 4

Химическая кинетика.

Задания для самостоятельной работы

1) Константа скорости реакции: (СН₃СО)₂О + Н₂О <=> 2 СН₃СООН при 15^оС равна 0,45 мин^-1. Исходная концентрация уксусного ангидрида равна 0,5 моль/л. Вычислите скорость реакции в момент, когда концентрация уксусной кислоты станет равной 0,1 моль/л.

 

 

2) Рассчитайте период полупревращения реакции при 77^оС, если энергия активации реакции равна 65кДж/моль, аконстанта скорости при 37^оС равна 0,25 ч^-1.

 

 

3) Вычислите температурный коэффициент скорости реакции разложения трихлоруксусной кислоты в воде (20 – 40^оС), энергия активации равна 155кДж/моль.

 

4) Во сколько раз возрастет скорость реакции разложения ацетондикарбоновой кислоты в растворе при 298К, если энергия активации реакции без катализатора равна 97кДж/моль, а в присутствии катализатора снижается на 40% (считать, что А=Const).

 

 

Задания для самостоятельной работы

3-56. Константа скорости гидролиза этилового эфира фенилаланина при рН 7,3 и t = 20 °С в присутствии ионов меди равна 2,67×10^-3 с^-1. Начальная концентрация эфира равна 0,2 моль/л. Чему будет равна скорость реакции по истечении двух периодов полупревращения?

3-57. Константа скорости разложения хлорида фенилдиазония в воде при 50 °С равна 0,071 мин^-1. Сколько времени нужно нагревать раствор с начальной концентрацией, равной 0,03 моль/л, чтобы концентрация стала равна 0,0001 моль/л?

3-62. При лечении онкологических заболеваний в опухоль вводят препарат, содержащий радионуклид иридий-192. Какая часть введенного радионуклида останется в опухоли через 10 суток?

3-63. Для проведения исследований были взяты равные массы двух радионуклидов: цезий-137 и цирконий-95. Какая часть ⁹⁵Zr останется к тому моменту, когда 2 % ¹³⁷Cs подвергнется распаду?

3-69. Гидролиз инсектицида в воде при 20 °С протекает с константой скорости 2,5

год^-1. Некоторое количество инсектицида было смыто в озеро, где средняя его концентрация составила 0,72 мкг/мл. Вычислите время, необходимое для уменьшения концентрации инсектицида в озере до 0,30 мкг/мл.

3-84. Энергия активации некоторой реакции первого порядка равна 80 кДж/моль. При 25 °С за 10 мин вступает в реакцию 30 % вещества. Какая масса (в % от исходной) вещества вступает в реакцию за то же время при 45 °С?

3-85. Денатурация вируса - процесс первого порядка с энергией активации 630 кДж/моль. Период полупревращения при 30 °С равен 5 часам. Рассчитайте период полупревращения при 37 °С.

3-107. Вычислите температурный коэффициент константы скорости реакции разложения ацетондикарбоновой кислоты в водном растворе (20 °С - 40 °С), Е_а = 97 кДж/моль.

3-108. При повышении температуры от 25 °С до 45 °С скорость реакции увеличилась в 7 раз. Вычислите температурный коэффициент скорости реакции.

 

Занятие 5 Коллигативные свойства растворов.

Задания для самостоятельной работы

 

1) Какую массу сахарозы надо растворить в 250 г воды, чтобы получить раствор, кипящий при 100,2^оС. При какой температуре замерзает такой раствор?

 

2) Опишите поведение эритроцитов при 310К в растворе глюкозы с массовой долей 2%, плотность раствора 1,01 г/мл.

 

 

3) Раствор, содержащий уксусную кислоту массой 0,571 г в 100 г воды, замерзает при температуре –0,181^оС. Вычислите изотонический коэффициент уксусной кислоты и осмотическое давление раствора при 298К (плотность раствора 1 г/мл).

 

 

4) К 150 мл раствора гидроксида калия с концентрацией 0,01 моль/л добавили 200 мл соляной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л. Вычислите активность ионов водорода в полученном растворе.

 

Занятие 6