Задания для контрольной работы по химии на тему «Энергетика химических реакций»

Тема: «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: ΔG (обр. HCl) = -95,27 кДж/моль; ΔG (обр. H₂O) = -237,5 кДж/моль; ΔG (обр. NO₂) = +51,84 кДж/моль.

• 2. Восстановление PbO₂ водородом протекает по уравнению:

  • PbO₂ + H₂ = H₂O (г) + PbO, ΔHхр. = -182,8 кДж.

  Определите теплоту образования PbO, если:

  • ΔH (обр. PbO₂) = -276,6 кДж/моль;
  • ΔH (обр. Н₂О) = -241,84 кДж/моль.

• 3. Возможно ли самопроизвольное протекание реакции в стандартных условиях:

  • 2 Al + Fe₂O₃ = Al₂O₃ + 2 Fe,

  если:

  • ΔG (обр. Fe₂O₃) = -740,99 кДж/моль;
  • ΔG (обр. Al₂O₃) = -1576,4 кДж/моль.

• 4. Определите теплоту образования SO₂, если для реакции:

  • SO₂ + 2 H₂S = 3 S + 2 H₂O (ж), ΔHх.р. = -234,5 кДж,

  и известны теплоты образования:

  • ΔH (обр. Н₂О) = -285,84 кДж/моль;
  • ΔH (обр. Н₂S) = -20,15 кДж/моль.

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

  • Al₂O₃ + 3 SO₃ = Al₂(SO₄)₃,

  если:

  • ΔG (обр. Al₂O₃) = -1576,4 кДж/моль;
  • ΔG (обр. SO₃) = -370,37 кДж/моль;
  • ΔG (обр. Al₂(SO₄)₃) = -3091,9 кДж/моль.

• 6. Окисление аммиака протекает по уравнению:

  • 4 NH₃ + 3 O₂ = 2 N₂ + 6 H₂O (ж), ΔHхр. = 1528 кДж,

  теплота образования воды (ΔH (обр.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?

  если:

  • ΔG (обр. Н₂О) = -228,8 кДж/моль;
  • ΔG (обр. NH₄Cl) = -343,64 кДж/моль;
  • ΔG (обр. NaOH) = -377,0 кДж/моль;
  • ΔG (обр. NaCl) = -384,0 кДж/моль;
  • ΔG (обр. NH₃) = -16,64 кДж/моль.

• 8. Определите тепловой эффект реакции:

  • 2 PbS + 3 O₂ = 2 PbO + 2 SO₂,

  если:

  • ΔH (обр. PbS) = -94,28 кДж/моль;
  • ΔH (обр. PbO) = -217,86 кДж/моль;
  • ΔH (обр. 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:

  • ΔG (обр. NH₃) = -16,64 кДж/моль;
  • ΔG (обр. N₂O₄) = +98,29 кДж/моль;
  • ΔG (обр. NO₂) = +51,84 кДж/моль.

• 10. Вычислить тепловой эффект реакции:

  • CS₂ + 3 O₂ = CO₂ + 2 SO₂.

  При получении 4,48 л. CO₂, измеренных при нормальных условиях, выделяется 223 кДж тепла.

• 11. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе:

  • СН_4(г) + СО_2(г) → 2 СО_(г) + 2Н_2(г),

  если:

  • ΔG (обр.СН₄) = -50,79 кДж/моль;
  • ΔG (обр.СО₂) = -394,38 кДж/моль;
  • ΔG (обр.СO) = -137,27 кДж/моль?

• 12. Определите теплоту образования РН₃ из уравнения реакции:

  • 2 РН₃ + 4 О₂ = Р₂О₅ + 3 Н₂О, ΔHх.р. = -2360 кДж,

  если известно, что:

  • ΔH (обр.Р₂О₅) = -1492,0 кДж/моль;
  • ΔH (обр.Н₂О) = -285,8 кДж/моль.

• 13. Какая реакция более вероятна:

  • а) NH₄NO₃ = N₂O + 2 H₂O;
  • б) NH₄NO₃ = N₂ + ½ O₂ + 2 H₂O,

  если:

  • ΔG (обр.NH₄NO₃) = -176,0 кДж/моль;
  • ΔG (обр.H₂О) = -218,0 кДж/моль;
  • ΔG (обр.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:

  • ΔH (обр.СН₄) = -74,84 кДж/моль;
  • ΔH (обр.СО₂) = -393,5 кДж/моль;
  • ΔH (обр.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:

  • ΔG (обр.Н₂О) = -237,8 кДж/моль;
  • ΔG (обр.СаО) = -604,2 кДж/моль;
  • ΔG (обр.SnO₂) = -519,3 кДж/моль;
  • ΔG (обр.Al₂О₃) = -1582 кДж/моль.

• 16. Вычислите тепловой эффект реакции при стандартных условиях:

  • C₆H₆ + 15/2 O₂ = 6 CO₂ + 3 H₂O,

  если:

  • ΔH (обр.С₆Н₆) = 82,9 кДж/моль;
  • ΔH (обр.Н₂О) = -285,84 кДж/моль;
  • ΔH (обр.СО₂) = -393,5 кДж/моль.

• 17. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе:

  • 2 NO + O₂ → 2 NO₂,

  если:

  • ΔG (обр.NО) = 86,69 кДж/моль;
  • ΔG (обр.NO₂) = 51,84 кДж/моль?

• 18. Вычислите тепловой эффект реакции:

  • Fe₂O₃ + 3 H₂ = 2 Fe + 3 H₂O,

  если теплоты образования веществ известны:

  • ΔH (обр.Н₂О) = -285,84 кДж/моль;
  • ΔH (обр.Fe₂О₃) = -822,2 кДж/моль.

• 19. Определить, пойдёт ли самопроизвольно следующая реакция:

  • СО₂ + 4 Н₂ = СН₄ + 2 Н₂О,

  при следующих данных:

  • ΔS (обр.СО₂) = 0,231 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.СО₂) = -393,5 кДж/моль;
  • ΔS (обр.Н₂) = 0,13 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.СН₄) = -74,8 кДж/моль;
  • ΔS (обр.СН₄) = 0,186 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.Н₂О) = -285,84 кДж/моль;
  • ΔS (обр.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 NH_3(г) + 5 O_2(г) = 4 NO_(г) + 6 H₂O_(г),

  при следующих данных:

  • ΔS (обр.NH₃) = 0,192 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.NH₃) = -46,19 кДж/моль;
  • ΔS (обр.O₂) = 0,205 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.NO) = +37,90 кДж/моль;
  • ΔS (обр.NO) = 0,210 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.Н₂О) = -241,84 кДж/моль;
  • ΔS (обр.Н₂О) = 0,188 кДж/моль*К.

• 22. Вычислите, сколько тепла выделится при сгорании 165 л. (н.у.) ацетилена C₂H₂, 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:

  • ΔS (обр.Fe₂O₃) = 0,089 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.Fe₂O₃) = -822,1 кДж/моль;
  • ΔS (обр.C) = 0,006 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.СO) = -110,52 Дж/моль;
  • ΔS (обр.Fe) = 0,027 кДж/моль*К;
  • ΔS (обр.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. Определить энтальпию образования этилового спирта.

• 25. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите ΔGхр.:

  • С₂H_4(г) + 3О_2(г) = 2 СО_2(г) + 2 Н₂О_(ж),

  при следующих данных:

  • ΔS (обр.С₂Н₄) = -0,022 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.С₂Н₄) = 52,28 кДж/моль;
  • ΔS (обр.О₂) = 0,210 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.СО₂) = -391,51 Дж/моль;
  • ΔS (обр.СО₂) = 0,213 кДж/моль*К;
  • ΔH (обр.Н₂О) = 285,84 кДж/моль;
  • ΔS (обр.Н₂O) = 0,007 кДж/моль*К.