1. Изобразите диаграмму состояния углекислого газа. Покажите, как меняется число фаз, находящихся в равновесии, и число степеней свободы при изменении температуры одного моля СО₂ от - 100⁰ С до 25⁰ С при Р = 1 атм. Изменится ли ответ, если рассматривать систему из двух молей СО₂?

2. Почему "сухой лед" (твердый углекислый газ) при обычных условиях испаряется, а "обычный" лед плавится?

3. Чему равно число степеней свободы в однокомпонентной системе, если число фаз, находящихся в равновесии, равно а) 1, б) 2, в) 3?

4. Запишите условия равновесия в системе лед - жидкая вода.

5. Может ли чистое вещество иметь четыре разных фазовых состояния? Если да, то могут ли все четыре фазы данного вещества находиться в равновесии при каких-либо условиях?

6. Изобразите зависимости химического потенциала и мольного объема воды от температуры вблизи температуры плавления при Р=1атм.

7. Изобразите зависимости химического потенциала и мольной энтропии воды от температуры вблизи нормальной температуры кипения.

8. Изобразите зависимости химического потенциала и мольного объема СО₂ от температуры вблизи температуры плавления при р=10 атм.

9. Как меняется температура плавления льда и температура кипения воды с уменьшением давления? Затем выберите правильный вариант ответа: | Т (пл)|  >| Т (кип)| , |Т (пл)| = | Т (кип)| или |Т (пл)| < |Т (кип)| , где Т (пл) и Т (кип) - изменение температуры плавления и температуры кипения соответственно.

10. Получите уравнение для зависимости температуры плавления чистого вещества B в зависимости от давления. Какие свойства вещества будут определять, увеличится или уменьшится температура плавления при увеличении давления?

11. Можно ли использовать уравнение Клаузиуса-Клапейрона в форме dlnp/dT= H/RT² для расчета энтальпии перехода между двумя кристаллическими модификациями биологически активного вещества?

12. Как рассчитать, при каком давлении температура плавления льда понизится от 0 до -1 ⁰С? Нужны ли для этого дополнительные справочные данные?

13. В температурном интервале 99- 100⁰ С при давлении, равном 1 атм, кипят вода и 2,2,4-триметилпентан. Для какого из этих веществ можно, не используя дополнительных данных, оценить давление насыщенных паров при комнатной температуре? Для какого из этих веществ давление паров при комнатной температуре будет выше?

14. Зависит ли давление пара над жидкостью, энтальпия и энтропия испарения от числа молей вещества?

15. Вам известны стандартные энтальпии образования и энтропии двух кристаллических модификаций вещества А' и A" при температуре T. Предложите способ оценки давления, при котором эти модификации вещества будет сосуществовать при данной температуре. Плотности модификаций ' и " соответственно.

16. Как из справочных данных определить, при каком давлении пары йода будут находиться в равновесии с кристаллическим йодом при 25 ⁰С. Что будет, если при этой температуре увеличить (уменьшить) внешнее давление?

17. Как из справочных данных определить, при каком давлении пары ртути будут находиться в равновесии с жидкой ртутью при 25 ⁰С. Что будет, если при этой температуре увеличить (уменьшить) внешнее давление?

18. Как из справочных данных рассчитать давление насыщенного пара сульфурилхлорида SO₂Cl₂ при 25 ⁰С. Что произойдет, если при этом давлении увеличить (уменьшить) температуру?

19. Как из справочных данных рассчитать давление насыщенного пара дисульфида углерода CS₂ при 25 ⁰С? Что произойдет, если при этом давлении увеличить (уменьшить) температуру?

20. Как из справочных данных определить, что устойчивее при 25 ⁰С и 1 атм - ромбическая или моноклинная сера? При какой температуре при стандартном давлении ромбическая и моноклинная сера будут находиться в равновесии?

21. Как из справочных данных определить, что устойчивее при 25 ⁰С и 1 атм - белый или красный фосфор? При каком давлении при этой температуре белый и красный фосфор будут находиться в равновесии?

22. Получено вещество, которое кипит при 25 ⁰С, если давление равно 9 мм рт. ст. Как найти нормальную точку кипения? Нужны ли для этого дополнительные справочные данные?

23. Определить при какой температуре будет кипеть хлорбензол при давлении 2 мм рт. ст., если его н.т.к. 405.4 К, а при 4 мм рт. ст. он кипит при 383.2 К.

24. Давление пара метилового спирта при 293 К равно 94 мм рт. ст., а при 313 К - 259.4 мм рт. ст. Найти энтальпию испарения метанола и давление пара спирта при 333 К.

25. Зависимость давления насыщенного пара фреона ССl₂F₂ от температуры выражается уравнением : lgP (Па) = 34.5 - 2406.1/Т - 9.26 lgT + 0.0037 Т. Найдите энтальпию испарения 1 моля фреона при 298 К.

26. Зависимость давления насыщенного пара перфторорганического соединения, использующегося в качестве компонента искусственной крови, от температуры имеет вид: lg Р= а - b/Т - с lg T (Т, К; Р, Па), где а, b, с - постоянные. Найдите зависимость энтальпии и энтропии испарения этого соединения от температуры.

27. Найдите мольную энтальпию и энтропию сублимации белого фосфора при 298 К, если давление пара над твердым веществом выражено в виде lg Р (мм рт. ст.) = 9.6511 - 3296.9/T.

28. Зависимость давления пара Р над жидким веществом Д от температуры Т (К) описывается следующим уравнением: lg Р = А - В/ Т. Как рассчитать U и G в случае испарения двух молей вещества Д? Какие допущения Вы использовали?

29. Стандартная энтальпия образования твердого 1-аминоадамантана (С₁₀Н₁₅NН₂), который является основой противовирусного препарата "Мидантан", равна _fН⁰ при 298 К. Зависимость давления насыщенного пара над твердым соединением может быть выражена уравнением:

lgP (атм) = A - B/T - ClgT (K). Как рассчитать _fН⁰ и _fU⁰ при 298 К для газообразного 1-аминоадамантана?

30. Экспериментально определена зависимость давления насыщенного пара жидкого вещества А от температуры в виде ln Р = A + B/T + C ln T. Также экспериментально измерена энтальпия образования газофазной молекулы А. Предложите способ расчета энтальпии образования жидкого вещества А из данных двух экспериментов.

31. 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)?

32. Зависимость давления насыщенного пара (идеальный газ) над некоторой жидкостью от температуры выражается уравнением:

ln Р (атм) = A - B/T - C ln T + DT (A, B, C, D - положительные постоянные величины). Известна стандартная мольная энтропия жидкости (ж) при температуре T_Х <  T_Н.Т.К.. Как, используя эти данные, можно рассчитать стандартную мольную энтропию пара при температуре T_Х: (пар)

(Р = 1 атм)?

33. Зависимость давления насыщенного пара (идеальный газ) над некоторой жидкостью от температуры выражается уравнением:

ln Р (атм) = A - B/T - C ln T + DT (A, B, C, D - постоянные положительные величины). Как, используя эти данные, можно рассчитать изменение стандартного значения энергии Гиббса ( Р = 1 атм) при испарении моля жидкости при температуре T_Х < T_Н.Т.К..? Почему в этом случае  ? 0, тогда как в случае испарения жидкости при нормальной температуре кипения G⁰ = 0?

34. Используя уравнение Клапейрона-Клаузиуса, покажите, что вблизи тройной точки однокомпонентной системы кривая температурной зависимости давления насыщенного пара над твердым веществом имеет больший наклон, чем аналогичная кривая для жидкости.

35. Зависимость давления пара от температуры над твердым веществом может быть выражена в виде ln P = a - b/T, а над жидким веществом ln P = a^* - b^*/T (T, K; P, Па), где а, а^*, b, b^* - постоянные. Найдите H затвердевания вещества в тройной точке.

36. Зависимость давления пара от температуры над твердым веществом может быть выражена в виде lg Р = a - b/T, а над жидким веществом:

lg Р = a^* - b^*/T (T, K; P, Па), где а, b, а^*, b^*- постоянные. Найдите S плавления вещества в тройной точке.

1. В случае полного окисления глюкозы в соответствии с уравнением: С₆Н₁₂О₆ (тв.) + 6О₂ = 6СО₂ + 6Н₂О (ж) _rG⁰ = - 2862 кДж/моль при 298 К. Как рассчитать энергию Гиббса этой реакции, если она протекает на воздухе (парциальные давления О₂ и СО₂ принять равными 0.2 и 0.0003 атм соответственно)?

2. Константа равновесия реакции Н₂ (г) + J₂ (г) = 2HJ (г) при температуре Т равна 50. Будет ли происходить образование HJ (г) при температуре Т и следующих начальных концентрациях реагентов С (моль/л), если газы считать идеальными?

3. Константа равновесия реакции Н₂ + J₂ (г) = 2HJ (г) при температуре Т равна 50. Как рассчитать стандартную энергию Гиббса этой реакции? Будет ли происходить образование HJ (г) при температуре Т и следующих начальных концентрациях реагентов С (моль/л), если газы считать идеальными:

4. Давление диссоциации оксида двухвалентного переходного металла при температуре Т равно Р₁ Па. Будет ли окисляться этот металл в кислороде, взятом при давлении Р₂ = 10 Р₁?

5. При смешении n⁰_A молей кристаллов А и n⁰_B молей газа В при равновесии образуется n_C молей газа С по реакции А + 2В = 3С при общем давлении Р. Предложите способ расчета стандартной энергии Гиббса данной химической реакции. Какие дополнительные эксперименты необходимы для определения стандартной энтропии этой реакции?

6. При смешении n⁰_A молей газа А и n⁰_B молей газа В при равновесии образуется n_C молей газа С по реакции 2А + 3В = 5С при общем давлении Р. Предложите способ расчета стандартной энергии Гиббса данной химической реакции. Какие дополнительные эксперименты необходимы для определения стандартной энтальпии этой реакции?

7. Когда при постоянных давлении и температуре по изменению энтальпии можно судить о направлении химической реакции?

8. В изолированной системе протекает химическая реакция. Изобразите качественно зависимость внутренней энергии и энтропии системы от химической переменной.

9. Определите К_Р газофазной реакции окисления аммиака при температуре Т=1000 К, протекающей по уравнению: NH₃ + 0.75O₂ = 0.5N₂ + 1.5H₂O, если константы равновесия реакций образования 1 моля NH₃ (г) и Н₂О (г) из простых веществ при той же температуре равны К_Р1 и К_Р2 соответственно.

10. Как рассчитать мольную долю PCl₅ в равновесной смеси при температуре Т (К) и общем давлении 2 атм, если 2 моля PCl₃ (газ) смешаны с 1 молем Cl₂ (газ), а константа равновесия реакции: PCl₃ (г) + Cl₂ (г) = PCl₅ (г) равна 1 при той же температуре? Рассчитать _rG⁰_Т. Газы считать идеальными.

11. Выведите соотношение между К_P и К_C для реакции А + В = С, где все участники реакции - идеальные газы. Приведите размерность К_Р и К_С.

12. Определить К_Р и К_С для реакции SO₂Cl₂ (г) = SO₂ (г) + С1₂ (г) при 300 К и давлении 0.5 атм, если степень диссоциации SO₂Cl₂ равна 23.4%.

13. Найдите состав равновесной смеси, если при 718 К для газофазной реакции Н₂ +I₂ = 2 HI К_Р = 45.7. Исходные вещества взяты в эквивалентных количествах.

14. Константа равновесия реакции СО + Н₂О = СО₂ + Н₂, которая протекает при 1089 К в газовой фазе, равна 1. Найдите состав равновесной смеси, получающейся из 2 молей СО и 3 молей Н₂О. Газы считать идеальными.

15. Как вычислить U, Н, F и константу равновесия для реакции С₂Н₂ + 2Н₂ = С₂Н₆, протекающей в газовой фазе при 500 К и давлениях каждого газа, равных 2 атм, из справочных данных? Записать выражение для константы равновесия при выбранных Вами начальных количествах реагентов. Газы считать идеальными.

16. Как вычислить Н и S для реакции: С (графит) + 0.5О₂ = СО при 1000 К и давлениях каждого газа, равных 2 атм из справочных данных. Записать выражение для константы равновесия для этой реакции. Газы считать идеальными.

17. Как вычислить G и константу равновесия для реакции: С (графит) + СО₂ = 2СО при 1000 К и давлениях каждого газа, равных 5 атм из справочных данных? Газы считать идеальными.

18. Как вычислить G и константу равновесия для реакции: СаО (тв) + CО₂ = СaCО₃ (тв.) при 1000 К и давлении газа, равного 3 атм из стандартных данных. Газ считать идеальным.

19. Равновесное давление паров кислорода над Ag₂O при Т (⁰С) равно 207 мм рт. ст. Как рассчитать _fG⁰ Ag₂O при этой температуре? Записать уравнение, по которому можно узнать, пойдет ли образование оксида серебра на воздухе при той же температуре.

20. При диссоциации NH₄CI (тв) = NH₃ (г) + НС1 (г) равновесное давление газов при 700.15 К равно 4560 мм рт. ст., а при 732.15 К - 8360 мм рт. ст. Найдите энтальпию этой реакции в предположении, что она не зависит от температуры.

21. Зависимость константы равновесия реакции СО+3Н₂ = СН₄+Н₂О,

протекающей в газовой фазе, от температуры имеет вид ln K_Р = - a + b/T. Стандартная энтальпия сгорания метана при 298 К равна _сН⁰ (CH₄) кДж/моль, а стандартные энтальпии образования Н₂О (г) и СО₂ (г) равны _fH⁰ (H₂O) и _fH⁰ (CO₂) кДж/моль. Стандартная энтальпия испарения воды составляет _VH⁰ кДж/моль. Найдите стандартную энтальпию образования СО (г).

22. Температурная зависимость константы равновесия реакции

Н₂О (г) + СО (г) = Н₂ (г) + СО₂ (г) описывается следующим уравнением: lgK_P = 2156/T - 2.2, а энтальпия сгорания СО при 298 К равна -283.0 кДж/моль. Найдите энтальпию образования Н₂О (г) при 298 К.

23. Напишите выражение для константы равновесия К_P приведенной реакции: CrCl₂ (тв) + H₂ (г) = Cr (тв) + 2 HCl (г),

обозначив через х число молей прореагировавшего Н₂, а через Р общее равновесное давление. В начальный момент исходные вещества взяты в стехиометрическом отношении, а продукты отсутствуют. Все газообразные соединения - идеальные газы.

24. Напишите выражение для константы равновесия К_P приведенной реакции:

(H₂N)₂CO (тв) + H₂O (г) = 2 NH₃ (г) + CO₂ (г)

обозначив через х число молей образовавшегося СО₂, а через Р общее равновесное давление. В начальный момент исходные вещества взяты в стехиометрическом отношении, а продукты отсутствуют. Все газообразные соединения - идеальные газы.

25. Напишите выражение для константы равновесия К_Р приведенной реакции: Fe₃O₄ (тв) + H₂ (г) = 3 FeO (тв) + H₂O (г), обозначив через х число молей образовавшегося водяного пара, а через Р общее равновесное давление. В начальный момент исходные вещества взяты в стехиометрическом отношении, а продукты отсутствуют. Все газообразные соединения - идеальные газы. Как изменится величина К_P, если бы Fe₃O₄ и FeO образовали идеальный твердый раствор с мольной долей FeO 0.9?

26. Перечислите факторы, которые влияют на численное значение константы равновесия К_Р.

27. Зависит ли константа равновесия К_Р от концентрации реагирующих веществ? Аргументируйте свой ответ.

28. Обоснуйте температурную зависимость константы равновесия..

29. Для гипотетической химической реакции _rН⁰ следующим образом зависит от температуры:

Изобразите зависимость константы равновесия для этой реакции от температуры в координатах ln К = f (1/Т).

30. В каком случае наблюдаются следующие зависимости энтальпии реакции от температуры: а) _rН⁰ = а, б) _rН⁰= а+bТ, в) _rН⁰= а- bТ, где а и b положительные постоянные величины?

31. Докажите, что степень диссоциации газа AB будет увеличиваться при увеличении температуры при постоянном давлении.

32. Степень диссоциации HBr не зависит от давления, но зависит от температуры. Объясните это.

33. Зависимость константы равновесия некоторой реакции от температуры можно выразить уравнением lnK_Р = - 6007/T + 5.407. Какая эта реакция - экзо- или эндотермическая?

34. Зависимость константы равновесия реакции от температуры выражается в виде ln K_Р = a - b/T, где а и b - постоянные. Зависят ли Н⁰, S⁰, G⁰ и С⁰_Р этой реакции от температуры?

35. Выразите константу равновесия К_Р реакции между идеальными газами А и В, взятыми в стехиометрическом отношении: А + В = С, обозначив через х число молей образовавшегося соединения С (газ), а через Р - равновесное давление.

36. Выразите константу равновесия К_Р реакции между идеальными газами А и В, взятыми в стехиометрическом отношении: 2А + В = С, обозначив через х число молей образовавшегося соединения С (газ), а через Р - равновесное давление.

37. Выразите константу равновесия К_Р реакции между идеальными газами А и В, взятыми в стехиометрическом отношении: А + В = 3С, обозначив через х число молей образовавшегося соединения С (газ), а через Р - равновесное давление.

38. Выразите константу равновесия К_Р реакции между идеальными газами А и В, взятыми в стехиометрическом отношении: А + В = 2С, обозначив через х число молей образовавшегося соединения С (газ), а через Р - равновесное давление.

39. Газовая реакция А = 2В протекает в закрытой системе до установления равновесия. Определите, как будет меняться выход продукта при увеличении общего давления в системе. Аргументируйте свой ответ.

40. Газовая реакция А + В = С  протекает в закрытой системе до установления равновесия. Определите, как будет меняться выход продукта при увеличении общего давления в системе. Аргументируйте свой ответ.

41. Газовая реакция А + В = С + D протекает в закрытой системе до установления равновесия. Определите, как будет меняться выход продуктов при увеличении общего давления в системе. Аргументируйте свой ответ.

42. Газовая реакция А + 2В = С + D протекает в закрытой системе до установления равновесия. Определите, как будет меняться выход продуктов при увеличении общего давления в системе. Аргументируйте свой ответ.

43. Для реакции Н₂О (г) + СО (г) = Н₂ (г) + СО₂ (г) температурная зависимость константы равновесия имеет вид lg K_Р = - 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.

44. В таблице приведены энтальпии образования (в кДж/моль) при 298 К для участников реакции: С₆Н₁₂О₆ (тв) = 2С₂Н₅ОН (ж) + 2СО₂ (г).

Как изменится константа равновесия этой реакции а) при увеличении температуры, б) при увеличении давления ? Ответ обосновать.

45. Стандартная энтальпия реакции: С₂Н₆ (г) = С₂Н₄ (г) + Н₂ (г) при 298 К равна 32.79 кДж/моль. Как изменится выход этилена а) при увеличении температуры; б) при увеличении общего давления в системе. Ответ обоснуйте. Газы считать идеальными.

46.  Стандартная энтальпия реакции гидрирования бензола при Т=298 К С₆Н₆ (г) + 3Н₂ (г) = С₆Н₁₂ (г) равна 651.5 кДж/моль. Как объяснить, что промышленный синтез циклогексана проводят при высоких температуре и общем давлении в системе. Газы считать идеальными.

47. Стандартная энтальпия образования аммиака при Т = 298 К равна

 -  46.2 кДж/моль. Как изменится выход аммиака а) при увеличении температуры; б) при увеличении общего давления в системе; в) при введении в систему подходящего катализатора? Газы считать идеальными.

48. Докажите, что степень диссоциации газа AB будет уменьшаться при увеличении давления при постоянной температуре.

49. Оценить, сколько максимальной полезной работы, необходимой для поддержания жизни, можно получить при полном окислении трех молей лактозы при 25⁰ С в водном растворе.

50. Энергия Гиббса реакции АТФ^4- + Н₂О = АДФ^3- + Н⁺ + НРО₄^2- при температуре Т и физиологическом значении рН (= 7) равна - 30 кДж/моль. Как рассчитать _rG⁰_Т для этой реакции, если в качестве стандартного состояния выбрана единичная концентрация, выраженная в моль/л? Запишите выражение для константы равновесия этой реакции.