Тема : химические и фазовые равновесия

 

101-104. Константа равновесия K_C реакции Н₂ (г) + I₂ (г) = 2НI (г) при 693 К равна 50. Будет ли происходить прямая реакция (образование иодида водорода) или обратная (разложение иодида водорода), если исходные концентрации партнеров реакции равны величинам, указанным в следующей таблице?

 

Задача №	[H2], моль/л	[I2], моль/л	[HI], моль/л
	3/2	¼
	½	3/2

 

105. Стандартная энергия Гиббса реакции СО (г) + Н₂О (г) = СО₂ (г) + Н₂ (г) равна –25.5 кДж/моль при 373 К. Вычислить константу равновесия этой реакции, а так же обратной реакции СО₂ (г) + Н₂ (г) = СО (г) + Н₂О (г).

106. Вычислить энергию Гиббса реакции 2Fe (т) + O₂ (г) = 2FeO (т) при 1000 К и начальном давлении кислорода 0.200 атм, если известна константа равновесия этой реакции 2.45×10²⁰ атм^–1 при этой температуре.

107-110. Определить константы равновесия К_Р и К_С при 300 К для реакции, указанной в таблице ниже, зная равновесное общее давление газообразных партнеров А, В, и Z 8.0×10⁴ Па и равновесное количество продукта Z, указанное в таблице (n _Z). Начальные количества молей реагентов А и В равны соответствующим стехиометрическим коэффициентам, начальное количество продукта Z равно 0.

 

Задача №	Реакция	n Z, моль
	2A+1/2B = 2Z	0.50
	А + В = 1/2Z	0.45
	3A + 1/2B = Z	0.20
	2А + 3В = 2Z	0.10

 

111. Зависимость константы равновесия N₂O₄ (г) ƒ 2NO₂ (г) от температуры выражается уравнением lg K = a / T + b lg T + cT + d с коэффициентами а = –2692 К, b = 1.750, c = –4.83×10^–3 K^–1, d = 1.943. Вычислить константу равновесия и энтальпию этой реакции при 400 К.

112. Степень диссоциации SO₂Cl₂(г) ƒ SO₂(г) + Cl₂(г) равна 0.2342 при 30 °С и давлении партнеров реакции 0.50 атм. Вычислить константу равновесия К_Р.

113. Вычислить стандартную энергию Гиббса реакции N₂O₃ (г) ƒ NO₂ (г) + NO (г) при 25 °С, если известно, что при этой температуре и общем давлении партнеров реакции 1 атм равновесная степень диссоциации равна 0.30.

114. Константа равновесия Н₂ (г) + I₂ (г) ƒ 2HI (г) равна 50.0 при 448 °С и 66.9 при 350 °С. Вычислить энтальпию этой реакции.

115. Для равновесия FeO (т) + CO (г) ƒ Fe (т) + CO₂ (г) известна константа К_Р 0.900 при 600 °С и 0.396 при 1000 °С. Вычислить D G°, D Н° и D S° при 600 °С, а так же мольную долю СО₂ в газовой фазе при 600 °С.

116. Вычислить константу К_С равновесия 2А (г) ƒ 2Z (г) + Y (г) если известно, что при введении в реактор объёмом 5 дм³ вещества А в количестве 4 моля остаётся 1 моль А в равновесии с Z и Y.

117. Ионное произведение воды K _W = [H⁺][OH^–] равно 1.00×10^–14 моль² дм^–6 при 25.0 °С и 1.45×10^–14 моль² дм^–6 при 30.0 °С. Вычислить D Н° и D S° диссоциации Н₂О = Н⁺ + ОН^–, а так же K _W при физиологической температуре 37 °С.

118. Стандартная энергия Гиббса образования озона при 400 К равна 163.2 кДж моль^–1. Вычислить константу равновесия 2О₃ (г) ƒ 3О₂ (г) при этой температуре.

119. Определить теплоту испарения жидкого хлороформа СHCl₃ графическим методом по зависимости давления его пара от температуры:

 

J, °С
р, Па

 

120. При нормальном давлении висмут Bi плавится при 271.4 °С. Плотность твёрдого висмута равна 9.80 г/см³, а жидкого 10.27 г/см³. Вычислить температуру (°С) плавления висмута при давлении 21.72×10⁵ Па, зная теплоту плавления 11.0 кДж/моль.

121. На сколько изменится температура плавления бензола С₆Н₆ при увеличении давления до 11.44×10⁵ Па, если при нормальном давлении она равна 5.53 °С, теплота плавления 126.0 кДж/кг, разность удельных объёмов жидкого и твёрдого бензола 1.301×10^–2 см³/г?

122. Превращение ромбической формы NH₄NО₃ в ромбоэдрическую при 32.2 °С сопровождается поглощением 21.2 кДж/кг. Плотность при этом уменьшается от 1.725 до 1.66 г/см³. Вычислить производную d Т /d p (в К/Па) для этого превращения.

123. Как известно, температура кипения воды при нормальном давлении равна 100 °С. Вычислить температуру (°С) кипения воды при давлении, в 2 раза большем нормального, приняв постоянную теплоту испарения 40.4 кДж/моль.

124. Температура плавления I₂ равна 113.5 °C. Увеличение давления пара при увеличении температуры на 1 К равно 580 Па. Рассчитайте теплоту сублимации йода при температуре плавления, если давление насыщенного пара I₂ при этой температуре равно 11.85 кПа.

125. Давление пара метилового спирта при 20 °С равно 11.8 кПа, а при 40 °С 32.5 кПа. Определить молярную теплоту испарения.

126. Твёрдый СО₂ (сухой лёд) имеет равновесное давление пара 1.0 атм при –72.2 °С и 2.0 атм при –69.1 °С. Вычислить теплоту сублимации.

127. При 9.3 °С давление насыщенного пара над жидким бромом равно 100 мм рт. ст. Теплота испарения 30910 Дж/моль. Вычислить температуру кипения при нормальном давлении (760 мм рт. ст).

128. В Денвере (высокогорный город в штате Колорадо) обычное (среднее) барометрическое давление составляет 82.7 кПа, в отличие от нормального давления 101.325 кПа. Вычислить температуру, при которой вода кипит в этом городе, зная теплоту испарения 40.67 кДж/моль при 100 °С.

129. Дана следующая температурная зависимость давления пара в равновесии с жидким аммиаком:

 

J, °С	4.7	25.7	50.1	78.9
р, атм

 

Определить теплоту испарения и температуру кипения графическим методом.

130. Вычислить температуру и давление пара а тройной точке йода I₂ по следующим данным: температура кипения при нормальном давлении 183.0 °С, давление пара жидкого I₂ 13.33 кПа при 116.5 °С, теплота плавления 15.65 кДж/моль, давление пара над твёрдым I₂ 0.1333 кПа при 38.7 °С.

131. При нормальном давлении лёд Н₂О плавится при 273.15 К, плотность льда 0.92 г/см³, плотность жидкости 1.00 г/см³, теплота плавления 6.009 кДж/моль. Какова температура плавления льда при давлении в 50 раз большем нормального (то есть 50 атм)?

132. Давление пара над твёрдым бензолом С₆Н₆ равно 299 Па при –30.0 °С и 3270 Па при 0 °С. Давление пара над жидким С₆Н₆ равно 6170 Па при 10.0 °С и 15800 Па при 30.0 °С. Вычислить теплоту сублимации, теплоту испарения, теплоту плавления и температуру тройной точки бензола.

133. Пропиловый спирт показывает следующую зависимость давления насыщенного пара от температуры:

 

J, °С
р, кПа	6.69	19.6	50.1	112.3

 

Определить теплоту испарения и температуру кипения графическим методом.

134. Давление насыщенного пара фторида урана UF₆ описывается уравнением ln p = 29.411 – 5893.5/ Т над твёрдой фазой и ln p = 22.254 – 3479.9/ Т над жидкой фазой (р в паскалях, Т в кельвинах). Вычислить температуру и давление в тройной точке.

135. Теплоты испарения и плавления воды при 0 °С равны 2490 Дж/г и 333.5 Дж/г, соответственно. Давление пара при той же температуре равно 611 Па. Вычислить давление пара при –15 °С, предполагая что указанные теплоты остаются неизменными при –15 °С.