ТЕРМОДИНАМИческие И ТЕРмохимические расчеты.

4.1. Составьте термохимические уравнения реакций и вычислите стандартную энтальпию образования D , (кДж/моль) следующих веществ:

01 – MnBr₂, если при образовании 5 г его выделилось 14,3 кДж;

02 – MnCl₂, если при образовании 5 г его выделилось 19,3 кДж;

03 – MnS, если при образовании 5 г его выделилось 11,76 кДж;

04 – Na₂O, если при образовании 10 г его выделилось 67,6 кДж;

05 – K₂O, если при образовании 10 г его выделилось 38,6 кДж;

06 – Rb₂O, если при образовании 10 г его выделилось 17,6 кДж;

07 – Cs₂O, если при образовании 10 г его выделилось 9,24 кДж;

08 – CrCl₃, если при образовании 17 г его выделилось 60,5 кДж;

09 – CdI₂, если при образовании 20 г его выделилось 10,9 кДж;

10 – CdBr₂, если при образовании 18 г его выделилось 21,0 кДж;

11 – CdF₂, если при образовании 4,6 г его выделилось 21,2 кДж;

12 – CdCl₂, если при образовании 9,6 г его выделилось 8,2 кДж;

13 – CaS, если при образовании 6 г его выделилось 40,3 кДж;

14 – CaCO₃, если при образовании 10 г его выделилось 120,9 кДж;

15 – CBr₄, если при образовании10 г его выделилось 3,78 кДж;

16 – BiCl₃, если при образовании 2,4 г его выделилось 2,06 кДж;

17 – BeO, если при сгорании 15 г бериллия выделилось 1020,6 кДж;

18 – BaF₂, если при образовании 3 г его выделилось 20,6 кДж;

19 – BaCl₂, если при образовании 1,75 его выделилось 7,3 кДж;

20 – As₂O₅, если при сгорании 7 г мышьяка выделилось 40,8 кДж;

21 – Al₂S₃, если при образовании 3,5 г его выделилось 11,9 кДж;

22 – AlCl₃, если при образовании 5 г его выделилось 26,2 кДж;

23 – AgF, если при образовании 3 г его выделилось 4,83 кДж;

24 – Ag₂O, если при сгорании 4,5 г серебра выделилось 2,57 кДж;

25 – H₂Se, если при образовании 2 л его (н.у.) поглотилось 7,68 кДж;

26 – PCl₃, если при образовании 27,5 г его выделилось 55,9 кДж;

27 – SO₂, если при сгорании 1 г серы выделилось 29,9 кДж;

28 – CO₂, если при образовании 1 л CO₂ (н.у.) выделилось 15,8 кДж;

29 – AlF₃, если при образовании 2,1 г его выделилось 32,4 кДж;

30 – Cr₂O₃, если при образовании 3,8 г оксида выделилось 30,8 кДж.

4.2. Вычислите количество тепла (кДж), выделяющееся при образовании из простых веществ в стандартных условиях:

01 – 4,8 г оксида фосфора (III); 03 – 26,7 г хлорида алюминия; 05 – 16,9 г сульфида бария; 07 – 50,0 г оксида бериллия; 09 – 200 г оксида кальция; 11 – 17,4 г оксида марганца (IV); 13 – 47,8 г оксида свинца (IV); 15 – 18,0 г оксида кремния (IV); 17 – 79,8 г оксида теллура (IV); 19 – 24,0 г хлорида бериллия; 21 – 15,9 г оксида меди (II); 23 – 47,8 г сульфида меди (II); 25 – 3,04 г оксида хрома (III); 27 – 20 г оксида мышьяка (III); 29 – 0,5 г хлороводорода;

02 – 26,7 г бромида алюминия; 04 – 45,0 г сульфида алюминия; 06 – 16,9 г оксида бария; 08 – 3,6 г сульфида кальция; 10 – 7,1 г оксида марганца (II); 12 – 44,6 г оксида свинца (II); 14 – 160 г оксида серы (VI); 16 – 105,5 г оксида олова (IV); 18 – 8,0 г оксида титана (IV); 20 – 10,7 г сульфида висмута (III); 22 – 47,8 г сульфида свинца (II); 24 – 0,27 г бромида алюминия; 26 – 3,6 г воды; 28 – 8,1 г селеноводорода; 30 – 1 г гидроксида натрия.

4.3. Вычислите тепловой эффект процесса, D (кДж), протекающего в стандартных условиях, для следующих реакций:

01 – 2Al_(тв) + 3NiO_(тв) = Al₂O_3(тв) + 3Ni_(тв)

02 – BaCO_3(тв) + C_(тв) = BaO_(тв) + 2CO_2(г)

03 – 2BaO_(тв) + O_2(г) = 2BaO_2(тв)

04 – 3BaO_(тв) + 2Al_(тв) = 3Ba_(тв) + Al₂O_3(тв)

05 – CaO_(тв) + H₂O_(ж) = Ca(OH)_2(тв)

06 – CaO_(тв) + CO_2(г) = CaCO_3(тв)

07 – 2MgO_(тв) + Si_(тв) = 2Mg_(тв) + SiO_2(тв)

08 – Cr₂O_3(тв) + 2Al_(тв) = 2Cr_(тв) + Al₂O_3(тв)

09 – 3CuO_(тв) + 2Al_(тв) = 3Cu_(тв) + Al₂O_3(тв)

10 – 3CuO_(тв) + 2Fe_(тв) = 3Cu_(тв) + Fe₂O_3(тв)

11 – 2CuO_(тв) + C_(тв) = 2Cu_(тв) + CO_2(г)

12 – 2 AgF_(тв) + H_2(г) = 2Ag_(тв) + 2HF_(г)

13 – Ag₂O_(тв) + CO_(г) = 2Ag_(тв) + CO_2(г)

14 – Ag₂O_(тв) + H_2(г) = 2Ag_(тв) + H₂O_(ж)

15 – Na₂O_2(тв) + 2Na_(тв) = 2Na₂O_(тв)

16 – 2NaOH_(тв) + 2Na_(тв) = 2Na₂O_(тв) + H_2(г)

17 – 4 NaOH_(тв) + 3Fe_(тв) = 4Na_(тв) + Fe₃O_4(тв) + 2H_2(г)

18 – 2Na₂CO_3(тв) + 3Fe_(тв) = 4Na_(тв) + Fe₃O_4(тв) + 2CO_(г)

19 – 2NaHCO_3(тв) = Na₂CO_3(тв) + H₂O_(ж) + CO_2(г)

20 – Na₂CO_3(тв) + 2C_(тв) = 2Na_(г) + 3CO_(г)

21 – 2NaOH_(тв) + C_(тв) = 2Na_(тв) + CO_(г) + H₂O_(ж)

22 – 3Fe_(тв) + 2O_2(г) = Fe₃O_4(тв)

23 – 2FeO_(тв) + Si_(тв) = 2Fe_(тв) + SiO_2(тв)

24 – Fe₂O_3(тв) + 3CO_(г) = 2Fe_(тв) + 3CO_2(г)

25 – FeO_(тв) + CO_(г) = Fe_(тв) + CO_2(г)

26 – Fe₃O_4(тв) + CO_(г) = 3FeO_(тв) + CO_2(г)

27 – 3Fe₂O_3(тв) + CO_(г) = 2Fe₃O_4(тв) + CO_2(г)

28 – 3Fe₃O_4(тв) + 8Al_(тв) = 9Fe_(тв) + 4Al₂O_3(тв)

29 – Fe₂O_3(тв) + 2Al_(тв) = 2Fe_(тв) + Al₂O_3(тв)

30 – Fe₂O_3(тв) + 3H_2(г) = 2Fe_(тв) + 3H₂O_(ж).

4.4. Вычислите изменение стандартной энтропии, D (Дж/К), при протекании следующих процессов:

01 – CO_2(г) + CaO_(тв) = CaCO_3(тв)

02 – CO_2(г) + BaO_(тв) = BaCO_3(тв)

03 – B₂O_3(тв) + 3Mg_(тв) = 2B_(тв) + 3MgО_(тв)

04 – KClO_4(тв) = KCl_(тв) + 2O_2(г)

05 – SO_2(г) + 0,5O_2(г) = SO_3(г)

06 – PbS_(тв) + 4O_3(г) = PbSO_4(тв) + 4O_2(г)

07 – CuS_(тв) + 1,5O_2(г) = CuO_(тв) + SO_2(г)

08 – 2CO_(г) + O_2(г) = 2CO_2(г)

09 – 2Al_(тв) + 3S_(тв) = Al₂S_3(тв)

10 – Al_(тв) + 1,5Cl_2(г) = AlCl_3(тв)

11 – Al_(тв) + 1,5Br_2(ж) = AlBr_3(ж)

12 – Al_(тв) + 1,5I_2(тв) = AlI_3(тв)

13 – 2Ag_(тв) + Cl_2(г) = 2AgCl_(тв)

14 – BeO_(тв) + Mg_(тв) = MgO_(тв) + Be_(тв)

15 – CS_2(ж) + 3O_2(г) = CO_2(г) + 2SO_2(г)

16 – C_{(ГРАФИТ)} + 2S_(тв) = CS_2(ж)

17 – Be_(тв) + Cl_2(г) = BeCl_2(тв)

18 – CdS_(тв) + 1,5O_2(г) = CdO_(тв) + SO_2(г)

19 – 3FeO_(тв) + 0,5O_2(г) = Fe₃O_4(тв)

20 – 2FeO_(тв) + 0,5O_2(г) = Fe₂O_3(тв)

21 – H_2(г) + S_(тв) = H₂S_(г)

22 – H₂S_(г) + 1,5O_2(г) = H₂O_(ж) + SO_2(г)

23 – I_2(тв) + Br_2(ж) = 2IBr_(г)

24 – I_2(тв) + 3Cl_2(г) = 2ICl_3(тв)

25 – H₂O_2(ж) = H₂O_(ж) + 0,5O_2(г)

26 – Fe₂O_3(тв) + 3H_2(г) = 2Fe_(тв) + 3H₂O_(ж)

27 – Fe₃O_4(тв) + 4CO_(г) = 3Fe_(тв) + 4CO_2(г)

28 – 3Fe_(тв) + 4H₂O_(ж) = Fe₃O_4(тв)+ 4H_2(г)

29 – CuO_(тв) + H_2(г) = Cu_(тв) + H₂O_(ж)

30 – Fe₂O_3(тв) + CO_(г) = 2FeO_(тв) + CO_2(г).

4.5. Вычислите изменение стандартной энергии Гиббса, D (кДж), и определите возможность осуществления в стандартных условиях следующих реакций:

01 – AgF_(тв) + 0,5Cl_2(г) = AgCl_(тв) + 0,5F_2(г)

02 – Be_(тв) + H₂O_(ж) = BeO_(тв) + H_2(г)

03 – B₂O_3(тв) + 3CO_(г) = 2B_(тв) + 3CO_2(г)

04 – BaO_2(тв) + CO_(г) = BaCO_3(тв)

05 – BaO_2(тв) = BaO_(тв) + 0,5O_2(г)

06 – BaCO_3(тв) = BaO_(тв) + CO_2(г)

07 – BaO_(тв) + H_2(г) = Ba_(тв) + H₂O_(ж)

08 – BaO_(тв) + C_{(ГРАФИТ)} = Ba_(тв) + CO_(г)

09 – BaO_(тв) + CO_(г) = Ba_(тв) + CO_2(г)

10 – B₂O_3(тв) + 3H_2(г) = 2B_(тв) + 3H₂O_(ж)

11 – 2C_{(ГРАФИТ)} + 4Al_(тв) = Al₄C_3(тв)

12 – 2B_(тв) + 3H_2(г) = B₂H_6(г)

13 – 2HI_(г) + 0,5O_2(г) = H₂O_(ж) + I_2(тв)

14 – 2HBr_(г) + 0,5O_2(г) = H₂O_(ж) + Br_2(ж)

15 – 2H_2(г) + Si_(тв) = SiН_4(г)

16 – P_(тв) + 1,5H_2(г) = PH_3(г)

17 – CaCO_3(тв) = CaO_(тв) + CO_2(г)

18 – 2HCl_(г) + O_3(г) = Cl_2(г) + H₂O_(ж) + O_2(г)

19 – 2HF_(г) + 0,5O_2(г) = H₂O_(ж) + F_2(г)

20 – H₂O_(ж) + O_3(г) = H₂O_2(ж) + O_2(г)

21 – 0,5Cl_2(г) + O_2(г) = ClO_2(г)

22 – CS_2(ж) + 3O_2(г) = CO_2(г) + 2SO_2(г)

23 – CO_2(г) + 2H₂S_(г) = CS_2(г) + 2H₂O_(ж)

24 – COS_(г) + H₂O_(ж) = CO_2(г) + H₂S_(г)

25 – CO_2(г) + 2HCl_(г) = COCl_2(г) + H₂O_(ж)

26 – BaO_(тв) + SO_3(г) = BaSO_4(тв)

27 – CH_4(г) + 3CO_2(г) = 4CO_(г) + 2H₂O_(ж)

28 – Mg_(тв) + CO_2(г) = MgO_(тв) + CO_(г)

29 – MgCO_3(тв) = MgO_(тв) + CO_2(г)

30 – CO_(г) + S_(г) = COS_(г).

4.6. Вычислите изменение энергии Гиббса, DG⁰ (кДж), следующих реакций, протекающих при указанной температуре (зависимостью D и D от температуры пренебречь):

Вариант	Уравнение реакции	Т, К
1.	CaCO3(тв) = CaO(тв) + CO2(г)
2.	CH4(тв) + 3CO2(г) = 4CO(г) + 2H2O(г)
3.	Ag2O(тв) + H2(г) = 2Ag(тв) + H2О(г)
4.	AsH3(г) + 3Cl2(г) = AsCl3(г) + 3HCl(г)
5.	PH3(г) = P(г) + 1,5H2(г)
6.	MgO(тв) + CO(г) = Mg(тв) + CO2(г)
7.	CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г)
8.	Cl2O(г) = Cl2(г) + 1,5O2(г)
9.	2SO3(г) = 2SO2(г) + O2(г)
10.	H2S(г) = H2(г) + S(г)
11.	BaCO3(тв) = BaO(тв) + CO2(г)
12.	2HI(г) = H2(г) + I2(г)
13.	2HBr(г) = H2(г) + Br2(г)
14.	2HCl(г) = H2(г) + Cl2(г)
15.	2HF(г) = H2(г) + F2(г)
16.	FeO(тв) + CO(г) = Fe(тв) + CO2(г)
17.	H2O(г) + Fe(тв) = H2(г) + FeO(тв)
18.	H2(г) + S(г) = H2S(г)
19.	C(тв) + CO2(г) = 2CO(г)
20.	2NO2(г) = O2(г) + 2NO(г)
21.	0,5N2(г) + 1,5H2(г) = NH3(г)
22.	Fe2O3(тв) + 3H2(г) = 3Fe(тв) + 3H2O(г)
23.	Fe3O4(тв) + 4CO(г) = 3Fe(тв) + 4CO2(г)
24.	PH3(г) = P(г) + 1,5H2(г)
25.	PbSO4(тв) = PbO(тв) + SO3(г)
26.	Fe2O3(тв) + 3CO(г) = 2Fe(тв) + 3CO2(г)
27.	MgCO3(тв) = MgO(тв) + CO2(г)
28.	2HI(г) + 0,5O2(г) = I2(г) + H2O(г)
29.	2HBr(г) + 0,5O2(г) = Br2(г) + H2O(г)
30.	2HCl(г) + 0,5O2(г) = Cl2(г) + H2O(г)

ХИМИЧЕСКая кинетика

5.1. Напишите математическое выражение закона действующих масс для реакций:

01 – 2A(г) + B(ж) = A2B(г) 03 – H2(г) + I2(г) = 2HI(г) 05 – O2(г) + 2CO(г) = 2CO2(г) 07 – 2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г) 09 – 2F2(г) + O2(г) = 2OF2(г) 11 – 3H2(г) + N2(г) = 2NH3(г) 13 – 2HBr(г) = H2(г) + Br2(г) 15 – CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г) 17 – C2H4(г) + H2(г) = C2H6(г) 19 – 2Cl(г) = Cl2(г) 21 – 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г) 23 – 2N2(г) + O2(г) = 2N2O(г) 25–CO(г)+H2O(г) = CO2(г)+ H2(г) 27 – 2HI(г) = H2(г) + I2(г) 29 – 2SO3(г) = 2SO2(г) + O2(г)

02 – CaO(тв) + CO2(г) = CaCO3(тв) 04 – 3Fe(тв) + 4H2O(г) = F3O4(тв) + 4H2(г) 06 – H2(г) + S(тв) = H2S(г) 08 – CO2(г) + C(тв) = 2CO(г) 10 – Fe3O4(тв) + H2(г) = 3FeO(тв) + H2O(г) 12 – C(тв) + O2(г) = CO2(г) 14 – 2Al(тв) + 3Cl2(г) = 2AlCl3(тв) 16 – 2S(тв) + 3O2(г) = 2SO3(г) 18 – Fe3O4(тв) + 4CO(г) = 3Fe(тв) + 4CO2(г) 20 – 4Al(тв) + 3O2(г) = 2Al2O3(тв) 22 – A(тв) + 2B(ж) = AB2(ж) 24 – 2NO(г) + Cl2(г) = 2NOCl(г) 26 – C(тв) + H2O(г) = CO(г) + H2(г) 28 – C2H4(г) + 3O2(г) = 2CO2(г) + 2H2O(г) 30 – A(г) + 3B(г) = AB3(г)

5.2. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ

а) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции, если концентрацию первого реагирующего вещества увеличить в три раза:

01 – 2A2(г) + B2(г) = 2A2B(г) 03 – C2H2(г) + H2(г) = C2H4(г)

02 – 2NO(г) + Cl2(г) = 2NOCl(г) 04 – 4HCl(г) + O2(г) = 2Cl2(г) + 2H2O(г)

Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления.

б) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции, если концентрацию второго реагирующего вещества увеличить в три раза:

05 – A2(г) + 3B(г) = AB3(г) 07 – CO(г) + Cl2(г) = СOCl2(г)

06 – O2(г) + 2F2(г) = 2OF2(г) 08 – 2N2(г) + O2(г) = 2N2O(г)

Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления.

в) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции, если концентрации реагирующих веществ увеличить в два раза:

09 – 2A(г) + 3B(г) = A2B3 11 – 2NO(г) + O2(г) = 2N2O(г) 13 – H2(г) + I2(г) = 2HI(г)

10 – C2H4(г) + 3O2(г) = 2CO2(г) + 2H2O(г) 12 – C2H2(г) + H2(г) = C2H4(г) 14 – 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г)

Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления.

г) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции при увеличении давления в два раза:

15 – 2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г) 17 – N2(г) + O2(г) = 2NO(г) 19 – CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г)

16 – 2S(тв) + 3O2(г) = 2SO3(г) 18 – C(тв) + O2(г) = CO2(г) 20 – A(тв) + 2B(г) = AB2(г)

Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления

д) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции при уменьшении давления в 4 раза:

21 – H2(г) + Cl2(г) = 2HCl(г) 23 – 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г) 25 – N2O4(г) = 2NO2(г) 27 – CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г) 29 – 2A(г) + B(ж) = A2B(ж)

22 – 2Al(тв) + 3Cl2(г) = 2AlCl3(тв) 24 – 2C(тв) + O2(г) = 2CO(г) 26 – 3A(г) + 2B(ж) = A3B2(г) 28 – H2(г) + S(тв) = H2S(г) 30 – 2CO(г) + O2(г) = 2CO2(г)

Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления.