Задача 1. Термодинамические расчеты

Задача 1.1

1 - 30. Вычислите Δ_rН°_298, Δ_rS°_298, D_rG°₂₉₈. Определите температуру, при которой наступит химическое равновесие. Рассчитайте константу равновесия при стандартных условиях. Запишите выражение для константы равновесия. Возможно ли самопроизвольное протекание реакции в прямом направлении: а) при стандартных условиях; б) при следующих начальных условиях: давление каждого из исходных веществ равно р₁, давление каждого из продуктов реакции равно р₂? Как температура влияет на смещение химического равновесия? Для газофазных реакций рассчитайте К_с и К_р. Для решения задачи используйте данные, приведенные в таблице П1

 

№ задания	Уравнение реакции
	2СО (г) + 2Н2 (г) «СН4 (г) + СО2 (г)
	СН4(г) + 2О2 (г) «СО2 (г) + 2Н2О (г)
	СОСl2 (г) «СО (г) + Сl2 (г)
	СО (г) + Н2О (г) «СО2 (г) + Н2(г)
	2Н2S (г) + 3О2 (г) «2Н2О (ж) + 2SO2 (г)
	2СН3ОН (г) + 3О2 (г) «4Н2О (ж) + 2СО2 (г)
	4НCl (г) + О2 (г) «2Cl2 (г) + 2Н2О (г)
	СаСО3 (т) + 2НСl (р-р) «СаСl2 (р-р) + СО2 (г) + Н2О (ж)
	FeO (т) + Н2 (г) «Fe (т) + Н2О (г)
	3Fe2O3 (т) + Н2 (г) «2Fe3O4(т) + Н2О (г)
	Fe2O3 (т) + 3Н2 (г) «2Fe (т) + 3Н2О (г)
	Fe3O4 (т) + 4Н2 (г) «3Fe (т) + 4Н2О (г)
	Fe3O4 (т) + Н2 (г) «3FeО(т) + Н2О (г)
	СО (г) + 2Н2 (г) «СН3ОН (г)
	СО (г) + 3Н2 (г) «СН4 (г) + Н2О (г)
	2NH3 (г) «N2H4 (г) + Н2 (г)
	МgО (т) + Н2 (г) «Мg (т) + Н2О (ж)
	С (т) + 2N2O (г) «СО2 (г) + 2 N2 (г)
	4NH3 (г) + 3О2 (г) «2N2 (г) + 6Н2О (ж)
	SO2 (г) + СО2 (г) «SO3 (г) + СО (г)
	4NH3 (г) + 5О2 (г) «4NО (г) + 6Н2О (г)
	2Cl2 (г) + О2 (г) «2Сl2О (г)
	2ZnS (т) + 3О2 (г) «2ZnO (т) + 2 SO2 (г)
	СаО (т) + 3С (графит) «СаС2 (т) + СО (г)
	СН4 (г) + Сl2 (г) «СН3Cl (г) + НСl (г)
	Н2S (г) + Сl2 (г) «2НСl (г) + S (т)
	Н2S (г) + I2 (г) «2НI (г) + S (т)
	PCl5 (г) «PCl3 (г) + Сl2 (г)
	Аl2O3 (т) + 3SO3 (г) «Al2(SO4)3 (т)
	2Н2S (г) + О2 (г) «2Н2О (г) + 2S (т)

 

Задача 1.2.

1 – 30. Вычислите, сколько тепла выделится при сгорании 100 литров (н.у.) углеводорода. Реакции сгорания и тепловые эффекты приведены ниже

 

№ задания	Уравнение реакции
1,2	С2Н6 (г) + 3,5О2 (г) = 2СО2 (г) + 2Н2О (ж) + 1559,88 кДж
3,4	С2Н2 (г) + 2,5О2 (г) = 2СО2 (г) + Н2О (ж) + 1299,63 кДж
5,6	С2Н4 (г) + 3О2 (г) = 2СО2 (г) + 2Н2О (ж) + 1410,97 кДж
7,8	С3Н8 (г) + 5О2 (г) = 3СО2 (г) + 4Н2О (ж) + 2219,99 кДж
9,10	С3Н6 (г) + 4,5О2 (г) = 3СО2 (г) + 3Н2О (ж) + 2017,64 кДж
11,12	С4Н10 (г) + 6,5О2 (г) = 4СО2 (г) + 5Н2О (ж) + 3127,94 кДж
13,14	С4Н8 (г) + 6О2 (г) = 4СО2 (г) + 4Н2О (ж) + 2718,51 кДж
15,16	С4Н6 (г) + 5,5О2 (г) = 4СО2 (г) + 3Н2О (ж) + 2543,46 кДж
17,18	С5Н12 (г) + 8О2 (г) = 5СО2 (г) + 6Н2О (ж) + 3536,19 кДж
19,20	С5Н10 (г) + 7,5О2 (г) = 5СО2 (г) + 5Н2О (ж) + 3319,51 кДж
21,22	С3Н4 (г) + 4О2 (г) = 3СО2 (г) + 2Н2О (ж) + 1944,31 кДж
23,24	С6Н6(г) + 7,5О2 (г) = 6СО2 (г) + 3Н2О (ж) + 2120,98 кДж
25,26	С6Н12(г) + 9О2 (г) = 6СО2 (г) + 6Н2О (ж) + 2772,47 кДж
27,28	С6Н14(г) + 9,5О2 (г) = 6СО2 (г) + 7Н2О (ж) + 3414,22 кДж
29,30	С6Н8(г) + 8О2 (г) = 6СО2 (г) + 4Н2О (ж) + 2331 кДж

 

Задача 2. Закон действующих масс.

1 – 30. Напишите выражения зависимости скоростей прямой и обратной реакций от концентраций реагирующих веществ. Как изменятся скорости прямой и обратной реакции, если увеличить давление в системе в 2 раза?

 

№ задания	Уравнение реакции	№ задания	Уравнение реакции
	С4Н10 (г) ↔ С4Н8 (г) + Н2 (г)		Н2 (г) + S (ж) ↔ Н2S (г)
	СаО (т) + СО2 (г) ↔ СаСО3 (т)		Si (т) + 2Н2О (г) ↔ SiO2 (т) + 2Н2О (г)
	СО(г) + 2Н2О (г) ↔СО2 (г) +Н2 (г)		2NO (г) + Н2 (г) ↔ N2O (г) + Н2О (г)
	РСl5 (г)↔ РСl3 (г)+ Cl2 (г)		2Н2 (г) + О2 (г) ↔ 2Н2О (г)
	2SO2 (г) + О2 (г) ↔ 2SO3 (г)		Cu2O(т) + 2HCl(г) ↔ 2СuСl(г) +Н2О(г)
	С2Н2 (г) + Н2 (г) ↔ С2Н4 (г)		С (т) + СО2 (г) ↔ 2СО (г)
	2NO2 (г)) ↔ N2O4 (г)		СОСl2 (г) ↔ СО (г) + Cl2 (г)
	2СО (т) + О2 (г) ↔ 2СО2 (г)		S (т) + 2СО2 (г) ↔SO2 (г)+ 2СО (г)
	SO2 (г)+ Cl2 (г) ↔ SO2Cl2 (г)		Fe2O3(т) +3СО (г) ↔2Fe(т) +3СО2 (г)
	4HCl(г) + О2(г) ↔2Сl2 (г)+2Н2О(г)		Cu2S (т) + 2О2 (г) ↔ 2СuO + SO2 (г)
	С (г) + Н2О (г) ↔ СО (г) + Н2 (г)		2NO (г) + О2 (г) ↔ 2NO2 (г)
	Fe (т) + Н2S (г) ↔ Н2 (г) + FeS(т)		2N2 (г) + 6Н2О (г) ↔ 4NH3 (г) + 3О2(г)
	N2 (г) +3Н2 (г) ↔ 2NH3 (г)		2СО (г) + 3Н2 (г) ↔ СН4 (г) + СО2 (г)
	Fe3O4(т) +Н2 (г) ↔3FeO (т)+Н2Ог)		Н2 (г) + Br2(г) ↔ 2НBr (г)
	FeO(т) + СО (г) ↔Fe(т) + СО2 (г)		2H2 (г) + CO (г) «CH3OH (г)

 

Задача 3. Влияние температуры на скорость реакции. Правило Вант – Гоффа.

1 - 30. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры от t₁ до t₂, если температурный коэффициент равен γ.

 

№ задания	t1, 0C	t2, 0C	γ	№ задания	t1, 0C	t2, 0C	γ

 

Задача 4. Химическое равновесие. Принцип Ле – Шателье.

1 – 30. В системе происходит обратимая реакция. Напишите выражение для константы равновесия. Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрации исходных веществ, чтобы сместить равновесие в сторону продуктов прямой реакции?

 

№ задания	Уравнение реакции	№ задания	Уравнение реакции
	Н2 (г) + S (ж) ↔Н2S (г) ΔН = -20,9 кДж		С2Н6 (г)↔Н2(г)+С2Н4(г) ΔН > 0
	2СО (г) + О2 ↔ 2СО2 (г) ΔН < 0		3С(т)+СаО(т)↔СаС2(т)+СО(г) ΔН > 0
	Н2(г) + Cl2 (г) ↔ 2НСl (г) ΔН = 184 кДж		Н2S (г) ↔Н2 (г) + S (т) ΔН > 0
	Н2 (г) + I2 (г) ↔2НI (г) ΔН > 0		2НI (г) ↔ I2 (г)+ Н2 (г) ΔН < 0
	МgО (т) +СО2 (г)↔МgCO3(т) ΔН < 0		N2 (г)+3Н2(г) ↔ 2NH3 (г) ΔН = - 92,4 КДж
	FeO(т)+Н2(г)↔Fe(т)+Н2О(г) ΔН > 0		С4Н10 (г)↔Н2(г)+С4Н8(г) ΔН > 0
	СО2 (г) + С (т) ↔ 2СО (г) ΔН = 173 кДж		N2 (г)+О2(г)↔ 2NO (г) ΔН > 0
	2N2 (г)+О2(г)↔ 2N2O (г) ΔН > 0		Н2 (г) + Br2 (г) ↔ 2НBr (г) ΔН < 0
	2С (т) + О2 (г) ↔ 2СО (г) ΔН < 0		С4Н8(г) + Н2(г) ↔ С4Н10 (г) ΔН < 0
	4NH3(г)+3О2(г)↔2N2(г)+ +6Н2О (г) ΔН > 0		N2O4 (г) ↔2 NO2 (г) ΔН > 0
	4НСl(г)+О2(г)↔2Сl2(г)+ +2Н2О (г) ΔН= -116,4 кДж		СS2 (ж) + 3О2 (г) ↔CO2(г)+ 2SO2(г) ΔН < 0
	2SO2(г)+О2 (г) ↔2SO3(ж) ΔН= -384,2 кДж		2Н2 (г) + О2(г) ↔2Н2О (ж) ΔН < 0
	СаО (т)+СО2(г)↔СаСО3(т) ΔН= -178 кДж		NH3 (г)+HCl (г)↔NH4Cl (т) ΔН < 0
	2NO (г) +О2 (г)↔2NO2 (г) ΔН < 0		СаСО3(т) ↔ СаО (т)+СО2(г) ΔН = 178 кДж
	ВаО(т)+СО2(г)↔ВаСО3(т) ΔН < 0		С3Н6(г) + Н2(г) ↔ С3Н8(г) ΔН < 0