Задание № 4 Энергетика химических реакций

• 1. Какие из приведённых реакций протекают самопроизвольно:
  • а) 4 HCl_(г) + O₂ = 2 H₂O + Cl₂;
  • б) N₂ + 2 O₂ = 2 NO₂,

если: Gобр. HCl = - 95,27 кДж/моль;

Gобр.H₂O = -237,5 кДж/моль;

Gобр.NO₂ = + 51,84 кДж/моль.

Ответ подтвердите, рассчитав Gх.р.

2. Восстановление PbO2 водородом протекает по уравнению:

PbO₂ + H₂ = H₂O_(г) + PbO, Нх.р. = - 182,8 кДж.

Определите теплоту образования PbO, если:

Нобр.PbO₂ = - 276,6 кДж/моль;

Нобр.Н₂О = - 241,84 кДж/моль.

3. Возможно ли самопроизвольное протекание реакции в стандартных условиях: 2 Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2 Fe,.

если: Gобр. Fe₂O₃ = - 740,99 кДж/моль;

Gобр.Al₂O₃ = - 1576,4 кДж/моль.

Ответ подтвердите расчётом.

4. Определите теплоту образования SO2, если для реакции:

SO₂ + 2 H₂S = 3 S + 2 H₂O_(ж), Нх.р. = - 1528 кДж.

и известны теплоты образования:

Нобр.Н₂О = - 285,84 кДж/моль;

Нобр.Н₂S = - 20,15 кДж/моль.

5. Исходя из величины Gх.р. определите, возможна ли реакция:

Al2O3 + 3 SO3 = Al2(SO4)3,.

если: Gобр. Al₂O₃ = - 1576,4 кДж/моль;

Gобр.SO₃ = - 370,37 кДж/моль;

Gобр.Al₂(SO₄)₃ = -3091,9 кДж/моль.

• 6. Окисление аммиака протекает по уравнению:
• 4 NH₃ + 3 O₂ = 2 N₂ + 6 H₂O_(ж), Hх.р. = 1528 кДж.,

теплота образования воды (Нобр.Н₂О) равна — 285,84 кДж/моль.

Определите теплоту образования аммиака.

7. Можно ли использовать приведённую ниже реакцию для получения аммиака в стандартных условиях:

NH₄Cl + NaOH_(к) = NaCl_(к) + NH_3(г) + H₂O?

Рассчитайте Gх.р., если: Gобр. Н₂О = - 228,8 кДж/моль;

Gобр.NH₄Cl = - 343,64 кДж/моль;

Gобр.NaOH = -377,0 кДж/моль;

Gобр.NaCl = - 384,0 кДж/моль;

Gобр.NH₃ = - 16,64 кДж/моль.

8. Определите тепловой эффект реакции: 2 PbS + 3 O2 = 2 PbO + 2 SO2, зная стандартные значения теплот образования веществ:

Нобр.PbS = - 94,28 кДж/моль;

Нобр.PbO = -217,86 кДж/моль;

Hобр.SO₂ = -296,9 кДж/моль.

• 9. Какие из приведённых реакций протекают самопроизвольно:
  • а) 3 H₂ + N₂ 2 NH₃;
  • б) N₂O₄ 2 NO_{2 (г)},

если: Gобр. NH₃ = - 16,64 кДж/моль;

Gобр.N₂O₄ = + 98,29 кДж/моль;

Gобр.NO₂ = + 51,84 кДж/моль.

Ответ подтвердите, рассчитав Gх.р.

10. Реакция горения сероуглерода идёт по уравнению:

CS₂ + 3 O₂ = CO₂ + 2 SO₂.

При получении 4,48 л. СО₂, измеренных при нормальных условиях, выделяется 223 кДж тепла. Вычислить тепловой эффект реакции.

11. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе: СН4 (г) + СО2 (г) 2 СО (г) + 2Н2 (г), если:

Gобр.СН₄ = - 50,79 кДж/моль;

Gобр.СО₂ = - 394,38 кДж/моль;

Gобр.СO = - 137,27 кДж/моль?

Рассчитайте G прямой реакции.

• 12. Определите теплоту образования РН3 из уравнения реакции:
• 2 РН₃ + 4 О₂ = Р₂О₅ + 3 Н₂О, Нх.р. = - 2360 кДж., если известно, что Нобр. Р₂О₅ = - 1492,0 кДж/моль;

Нобр.Н₂О = - 285,8 кДж/моль.

• 13. Разложение нитрата аммония возможно по двум схемам:
  • а) NH₄NO₃ = N₂O + 2 H₂O;
  • б) NH₄NO₃ = N₂ + Ѕ O₂ + 2 H₂O. Какая реакция более вероятна?

Gобр.NH₄NO₃ = - 176,0 кДж/моль;

Gобр.H₂О = - 218,0 кДж/моль;

Gобр.N₂О = 103,6 кДж/моль.

14. Вычислите, сколько тепла выделяется при сгорании 200 литров метана по реакции: СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2О, если известно, что Нобр. СН₄ = - 74,84 кДж/моль;

Нобр.СО₂ = - 393,5 кДж/моль;

Нобр.Н₂О = -285,8 кДж/моль.

15. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены водородом до свободного металла при 298 К: СаО, SnO2, Al2O3, если известны стандартные изобарные потенциалы образования веществ:

Gобр.Н₂О = - 237,8 кДж/моль; Gобр. СаО = - 604,2 кДж/моль;

Gобр.SnO₂ = - 519,3 кДж/моль; Gобр. Al₂О₃ = 1582 кДж/моль.

16. Вычислите тепловой эффект реакции при стандартных условиях:

C₆H₆ + 15/2 O₂ = 6 CO₂ + 3 H₂O,.

если: Нобр. С₆Н₆ = 82,9 кДж/моль;

Нобр.Н₂О = - 285,84 кДж/моль;

Нобр.СО₂ = - 393,5 кДж/моль.

17. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе: 2 NO + O2 2 NO2,.

если: Gобр. NО = 86,69 кДж/моль;

Gобр.NO₂ = 51,84 кДж/моль?

18. Вычислите тепловой эффект реакции:

Fe₂O₃ + 3 H₂ = 2 Fe + 3 H₂O,.

если теплоты образования веществ известны:

Нобр.Н₂О = - 285,84 кДж/моль;

Gобр.Fe₂О₃ = - 822,2 кДж/моль.

19. Определить, пойдёт ли самопроизвольно следующая реакция:

СО₂ + 4 Н₂ = СН₄ + 2 Н₂О при следующих данных:

Sобр.СО₂ = 0,231 кДж/моль *К; Нобр. СО₂ = - 393,5 кДж/моль;

Sобр.Н₂ = 0,13 кДж/моль *К; Нобр. СН₄ = - 74,8 кДж/моль;

Sобр.СН₄ = 0,186 кДж/моль *К; Нобр. Н₂О = - 285,84 кДж/моль.

Sобр.Н₂О = 0,07 кДж/моль *К.

• 20. Сколько тепла можно получить от сжигания 80 г метана? Теплота сгорания метана равна — 890 кДж.
• 21. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий веществ определите, пойдёт ли самопроизвольно следующая реакция:
• 4 NH3 (г) + 5 O2 (г) = 4 NO (г) + 6 H2O (г)

при следующих данных:

Sобр.NH₃ = 0,192 кДж/моль *К; Нобр. NH₃ = - 46,19 кДж/моль;

Sобр.O₂ = 0,205 кДж/моль *К; Нобр. NO = + 37,90 кДж/моль;

Sобр.NO = 0,210 кДж/моль *К; Нобр. Н₂О = - 241,84 кДж/моль.

Sобр.Н₂О = 0,188 кДж/моль *К.

• 22. Вычислите, сколько тепла выделится при сгорании 165 л. (н.у.) ацетилена С₂Н₂, если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды и выделяется 786 кДж тепла.
• 23. Возможна ли реакция при Т = 500 К:

Fe₂O_{3 (к)} + 3 С = 2 Fe + 3 CO.

При следующих данных:

Sобр.Fe₂O₃ = 0,089 кДж/моль *К; Нобр. Fe₂O₃ = 822,1 кДж/моль;

Sобр.C = 0,006 кДж/моль *К; Нобр. СO = 110,52 Дж/моль;

Sобр.Fe = 0,027 кДж/моль *К;

Sобр.CO = 0,197 кДж/моль *К.

• 24. При сгорании 11,5 г жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж. тепла. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода.
• 25. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите Gх.р.:

С2Н4 (г) + 3О2 (г) = 2 СО2 (г) + 2 Н2О (ж).

Sобр.С₂Н₄ = - 0,022 кДж/моль *К; Нобр. С₂Н₄ = 52,28 кДж/моль;

Sобр.О₂ = 0,210 кДж/моль *К; Нобр. СО₂ = - 391,51 Дж/моль;

Sобр.СО₂ = 0,213 кДж/моль *К; Нобр. Н₂О = 285,84 кДж/моль;

Sобр.Н₂O= 0,007 кДж/моль *К.