1. Найдите энтальпию и внутреннюю энергию реакции восстановления муравьиной кислоты при 298 К: НСООН (ж) + 3Н₂ = СН₄ + 2Н₂О (ж), если известно, что энтальпии сгорания газообразной муравьиной кислоты, водорода и метана, соответственно, равны: -71.77; -68.315; - 12.80 ккал/моль, а энтальпия испарения муравьиной кислоты при 298 К равна 241 кал/г. (7 баллов)
2. Вычислите изменение энтропии в процессе перехода 2 молей воды в лед, если вода переохлаждена до -5 ⁰С и процесс протекает неравновесно при этой температуре; давление постоянно и равно 1 атм. Энтальпия плавления льда при 0 ⁰С равна 6008 Дж/моль, С_Р льда и жидкой воды составляют, соответственно, 37.66 и 76.00 Дж/моль^.К. (9 баллов)
3. Для реакции 0.5N₂ + 0.5O₂ = NO, протекающей в газовой фазе при 298 К,  F⁰ (298 К) = 20.66 ккал/моль. Найдите изменения внутренней энергии, энтальпии, энтропии, энергии Гельмгольца и энергии Гиббса для данной реакции при 473 К, если S⁰ (298 К) равны, соответственно, 45.70 э.е. (N₂), 49.06 э.е. (О₂), 50.34  э.е.(NO), а С_Р составляют, соответственно, 7.05 кал/моль^.К (N₂), 6.97 кал/моль^.К (О₂) и 7.14 кал/моль^.К (NO). (9 баллов)

1. Рассчитайте изменение энергии Гиббса при одновременном нагревании и расширении 4 г CO₂ от 1 л при 25 ⁰С до 10 л при 125 ⁰С. C_Р (CO₂) = 37 Дж/моль^.К, энтропия газа в начальном состоянии 210 Дж/моль^.К. (10 баллов)
2. Исходя из определения энергии Гиббса, первого и второго законов термодинамики, найдите выражение для дифференциала dG. Запишите соответствующее уравнение Максвелла. (5 баллов)
3. Вычислите энтальпию образования и внутреннюю энергию образования гидразина при 25 ⁰С из следующих данных:

2NH₃ + 3N₂O = 4N₂ + 3H₂O (ж)    _rH⁰ = -1010 кДж/моль

N₂O + 3H₂ = N₂H₄ (ж)+ H₂O (ж)   _rH⁰ = -387 кДж/моль

2NH₃ + 0.5O₂ = N₂H₄ (ж)+ H₂O (ж)   _rH⁰ = -143 кДж/моль

H₂ + 0.5O₂ = H₂O (ж)  _rH⁰ = -286 кДж/моль

(10 баллов)

1. В цилиндре диаметром 40 см содержится 80 л воздуха при температуре 15 ⁰С и давлении 3 атм. Принимая теплоемкость воздуха С_Р равной 6.5 кал/моль^.К, определить, какую величину должна иметь сила, действующая на поршень, которым снабжен цилиндр, чтобы поршень оставался неподвижным, если к воздуху подводится 20 ккал тепла. (10 баллов)
2. Определить  G,  F и  S при испарении 1 моля воды при 100 ⁰С и 1 атм, если удельный объем воды равен 1.044 см³/г, удельный объем пара - 1.673^.10⁴ см³/г, а изменение энтальпии в процессе парообразования равно 2271.5 Дж/г. (9 баллов)
3. Для идеального газа найдено: (H/P)_x( U/ V)_y = - RT .Что подразумевается под x и y? (6 баллов)

ТЕМА: "Химические и фазовые равновесия. Растворы"

1. Найдите состав равновесной смеси в реакции СО + Н₂О = СО₂ + Н₂, протекающей в газовой фазе при 1089 К , если в начале реакции в системе было 2 моля СО, 3 моля Н₂О и 1моль Н₂. Константа равновесия К_Р = 1. (7 баллов)
2. Для 1,4 - диоксана зависимость давления пара от температуры над твердой фазой может быть выражена в виде lgР (мм рт. ст.) = - 2302.6/T + 9.4653, а над жидкой фазой в виде lgР (мм рт. ст.) = - 1297.1/Т + 5.9712 (Т, К). Найдите координаты тройной точки (Т и Р), изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса плавления в ней. (10 баллов)
3. Найдите средний коэффициент активности НСl, если ЭДС цепи: Pt(H₂)| HCl(р-р)|AgCl|Ag|Pt при 20^oС и концентрации водного раствора HCl 1.021 моль/кг равна 0.236 В, а Е^o= 0.226В. (8 баллов)

1. Газовая смесь, содержащая 97 мольных % Н₂О и 3 мольных % Н₂, нагрета до 1000 К. Будет ли эта смесь реагировать с Ni, образуя NiO, если для реакции Ni (тв) + 0.5О₂ = NiO (тв) _rG⁰ (1000 К) = - 35400 кал/моль, а степень диссоциации водяного пара по уравнению Н₂О = Н₂ + 0.5О₂ при 1000 К и давлении 1 атм равна 2.467^.10^-7? Все газы считать идеальными. (11 баллов)
2. Давление диссоциации LiCl^.NH₃ (тв) при 96 ⁰С равно 489 гПа, а при 109.2 ⁰С равно 861 гПа. Рассчитать средний тепловой эффект реакции LiCl^.NH₃ (тв) = LiCl (тв)+ NH₃ (г), приняв, что С_Р = 0. (7 баллов)
3. Энтропия жидкого о-ксилола при 25 ⁰С S⁰ (ж) = 58.8 кал/моль^.К, давление его насыщенного пара в интервале температур 0-60 ⁰С дается уравнением lgР (мм рт. ст.) = - 3327.16/Т - 8.0^.lgТ + 31.7771 (Т, К). Вычислить равновесное давление пара о-ксилола при 25 ⁰С и стандартное значение энтропии парообразного о-ксилола при 25 ⁰С. (7 баллов)

1. Давление насыщенного пара бензола при 6 ⁰С равно 36 мм. рт. ст. Чему равно давление насыщенного пара при 25 ⁰С, если энтальпия испарения равна 31 кДж/моль. Перечислите все условия, при которых будет справедливо решение задачи. (6 баллов)
2. Температура замерзания чистой уксусной кислоты равна 16.60 ⁰С, а температура замерзания раствора, полученного растворением 0.4 г неизвестного углеводорода в 25 г уксусной кислоты, понижается до 16.15 ⁰С. Оценить молярную массу растворенного углеводорода, если теплота плавления уксусной кислоты равна 11.6 кДж/моль. Какое приближение необходимо сделать, чтобы решение задачи стало возможным? (7 баллов)
3. На основании приведенных ниже данных рассчитать константу равновесия реакции PCl₅ (г) = PCl₃ (г) + Cl₂ (г) при 300 ⁰С. Будет ли константа равновесия зависеть от общего давления? Будет ли степень диссоциации пентахлорида фосфора зависеть от общего давления? Ответ обоснуйте. (12 баллов)

	PCl5		PCl3		Cl2
fH0298 (кДж/моль)	-399		-306		0
S0298 (Дж/моль.К)	353		312		223

ТЕМА: "Кинетика"

1. За ходом реакции следили по изменению концентрации вещества А при двух температурах Т₁ и Т₂. Найдите порядок реакции по веществу А, константы скорости при Т₁ и Т₂ и энергию активации. (14 баллов)

t, мин	0	10	15	20	25	30
СА (300 0С),моль/л	1.000	0.898	0.855	0.806	0.769	0.735
СА (500 0С),моль/л	1.000	0.746	0,658	0.592	0.541	0.490

2. При изменении концентрации вещества с 0.40 до 0.12 моль/л его период полураспада уменьшился с 1.5 часов до 10 минут. Найдите порядок реакции и константу скорости. (6 баллов)

Вариант 2-К3-98

3. Определить порядок и константу скорости реакции разложения этиленоксида по  уравнению:

 (г)   СН₄ (г) + СО (г). Реакция протекает при постоянном объеме и температуре 687.7 К. Общее давление реакционной смеси со временем изменяется следующим образом:

t, мин	0	4	7	9	12	14	16	18
Р.10-5, Па	0.155	0.1624	0.1678	0.1712	0.1763	0.1795	0.1827	0.1858

Чему равна константа скорости при температуре 787.7 К, если энергия активации этой реакции составляет 83.14 кДж/моль? (20 баллов)

Вариант 3-К3-98

1. Для реакции изомеризации дихлорэтилена C₂H₂Cl₂ (транс) = C₂H₂Cl₂ (цис) при постоянном объеме установлены следующие кинетические данные:

t, мин	0	10	20	30
число молей C2H2Cl2 (транс)	1	0.9	0.81	0.73

Определить константу скорости и порядок этой реакции. Сколько времени необходимо для изомеризации половины количества транс-дихлорэтилена? (12 баллов)

2. Часто высказывается утверждение (эмпирическое правило Вант-Гоффа), что при температурах, близких к комнатным, скорость реакции удваивается при повышении температуры на 10 ⁰С. Вычислите энергию активации реакции, скорость которой при повышении температуры от 27 до 37 ⁰С возрастает точно в два раза. (8 баллов)

Рекомендуемая литература:

1. Горшков В.И., Кузнецов И.А. Основы физической химии. М. МГУ, 1993.
2. Уильямс В., Уильямс Х. Физическая химия для биологов. М. Мир, 1976.
3. Даниэльс Ф., Олберти Р. Физическая химия. М. Мир, 1978.
4. Эткинс П. Порядок и беспорядок в природе. М. Мир, 1987.
5. Стромберг А.Г., Лельчук Х.А., Картушинская А.И. Сборник задач по химической термодинамике. М. Высшая школа, 1985.
6. Кудряшов И.В., Каретников Г.С. Сборник примеров и задач по физической химии. М. Высшая школа, 1991.
7. Сборник вопросов и задач по физической химии для самоконтроля. / Под ред. С.Ф. Белевского. М. Высшая школа, 1979.
8. Лабовиц Л., Аренс Дж. Задачи по физической химии с решениями. М. Мир, 1972.
9. Краткий справочник физико-химических величин. / Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. Л. Химия, 1983.