ВАРИАНТЫ С РЕШЕНИЯМИ
Вариант 22
1. Приведите примеры химических реакций, для которых при постоянных температуре и давлении U < H и U= H. Укажите выбранную Вами модель.
2. Найдите U, H, S, F и G при обратимом адиабатическом сжатии n молей кислорода, взятого при температуре Т1 и давлении Р1 = 1 до давления Р2. Газ считать идеальным. Нужны ли дополнительные справочные данные для решения этой задачи?
3. Энтальпия испарения воды при 373 К и давлении 1 атм равна 9710 кал/моль, а теплоемкости жидкой воды и пара равны 18,0 и 8,4 кал/моль? К соответственно. Как оценить энтальпию испарения воды при 383 К (Р2 > 1 атм)? Ответ поясните.
4. Для реакции Н2О (г) + СО (г) Н2 (г) + СО2 (г) температурная зависимость константы равновесия имеет вид lg KР = - a + b/T, где a и b - постоянные. Зависит ли энтальпия этой реакции от температуры? Как изменится выход продуктов при увеличении общего давления в системе? Газы считать идеальными.
5. В опыте g2 г твердого вещества были растворены в g1 г растворителя, при этом температура кипения увеличилась от Т1 до Т2. Найдите молярную массу растворенного вещества, если молярная масса растворителя - М1, а энтальпия испарения H кДж/моль при Т1. При каких условиях этот метод можно использовать для определения молярной массы веществ?
6. Предложите гальванический элемент и способ для определения стандартного электродного потенциала при Т = 298 К, если известны значения стандартной энтальпии образования иона Ni2+ (р- р) и стандатных энтропий Ni (тв), Ni2+ (р- р) и Н2 (г), а стандартные энтальпия образования и энтропия Н+ (р- р) равны 0.
7. Оцените величину энергии активации для химических реакций, к которым применимо правило Вант-Гоффа при 250 С.
Решение варианта 22
1. U = H - nRT, газы идеальные;
n > 0, U < H, например: СО(NH2)2 (тв.) + Н2О (ж) = СО2 (г) + 2NH3 (г),
n = 3;
n = 0, U = H, например: С6Н12О6 (тв.) + 6О2 (г) = 6СО2 (г) + 6Н2О (ж).
2. CV = 2,5R; CP = 3,5R; = CP/CV = 1,4
T2 = T1[P1/P2](1/ - 1), Т = Т2 - Т1,
U = nCV Т; H = nCP Т; S = 0; F = U - n Т? S0Т1; G = H - Т nS0Т1,
из справочника нужно взять значение S0Т1 кислорода.
3. Согласно уравнению Клаузиуса-Клапейрона при изменении температуры фазового перехода изменяется и давление, при котором он происходит. Однако для приближенной оценки энтальпии испарения можно использовать формулу Кирхгофа: ( VH/ T)P CP; поскольку CP < 0, то энтальпия испарения с увеличением температуры будет уменьшаться: VH383 = VH373 + CР Т= 9710 - 96 = 9614 (кал/моль).
4. H = RT2(d ln KР/dT)Р = 2,303Rb, т.е. не зависит от температуры.
( ln KN/ P)T = - V/RT, V = 0, т.е. выход продуктов не изменится при увеличении общего давления, если газы идеальные.
5. T = E? m, где m - моляльность раствора, E = M1RT12/ H, тогда
М2 = g2M1RT121000/g1 T? H, при условии термостабильности растворенного вещества при Т2. Раствор считать идеальным.
6. Pti Nii NiCl2 (водный р- р) || НСl (водный р- р) | Н2 | Pt
На левом электроде: Н+ + е 0,5Н2
На правом электроде: 0,5Ni - e 0,5Ni2+
= - rG0/nF = (- rH0 + 298? rS0)/F
rH0 = - 0,5 fH0 (Ni2+(р- р)); rS0 = - 0,5[S0 (Ni2+ (р- р)) + S0 (Н2 (г)) - - S0 (Ni (тв.))].
7. Пусть скорость реакции изменилась в 2 раза при увеличении температуры от 298 до 308 К, тогда:.
Рекомендуемая литература: