Решение варианта 10
1. Необходимо знать энтальпию реакции 5) Са (тв) + 0.5O2 (г) = СаО (тв), тогда
fH (CaV2O6) = H1 + H2 - H3 + H4 + H5
2. Из уравнения теплового баланса n1CP(Т1 - Т смеси) = n2CP(Т смеси -Т2)
(3000/18) 75.3 (353 - Т смеси) = (6000/18) 75.3 (Т смеси - 290) ;
температура смеси - Т см = 311 К
S = CPn1 ln Т см/T1 + CPn2 ln Т см/Т2 = = 75.3 (3000/18) ln (311/353) +75.3 (6000/18) ln (311/290) = = -1589.8 + 1754.8 = 165.0 (Дж/К)
3. G неравновесного процесса рассчитывается как сумма изменений энергий Гиббса в трех равновесных процессах:
1) сублимация С6Н6 (тв) в С6Н6 (г) при Р1 и Т = const: G1=0
2) сжатие паров бензола от Р1 до Р2 при T=const: G2 = nRTln(P2/P1) = 2х8.314 268.2 ln(2639.7/2279.8)
3) конденсация С6Н6(г) в С6Н6 (ж) при Р2 и Т = const: G3= 0
G = 633.7 (кДж/моль).
4. Р(общ) = Р(NH3) + Р(НС1) = 2 Р; Кр = Р2
Р(Т1) = 4560/2 = 2280 мм рт. ст. Р(Т2) = 8360/2 = 4180 мм рт. ст.
КР(Т1) = (2280)2 = 5198400 (мм рт. ст.)2
КР(Т2)= (4180)2 = 17472400 (мм рт. ст.)2
rН0 = (ln(KP(T2)/KP(T1))) RT2T1/(T2-T1) = 1.21 8.314 700.15 732.15/32 = 161.2 (кДж/моль)
5. Н = RT2(dlnP/dT) = 2.303 8.314 3296.9 = 63.1 (кДж/моль)
S= H/T = 63100/298 = 212 (Дж/моль.К)
6. lg = - 0.509 I1/2 = - 0.509 (0.002)1/2 = - 0.0228
g = 0.949, a = m = 0.949 0.002 = 0.001898
а = (а )2 = 3.6 10-6.
7. k = ln2/ 1/2 = (ln2)/5730 = 0.000121 (лет)-1
t (72%) = ln (C0/0.72 C0)/k= 0.3285/0.000121=2715 лет.
Решение варианта 11
По определению, стандартная энтальпия образования вещества - это энтальпия реакции образования 1 моля вещества из простых веществ, взятых в наиболее стабильной модификации (при 1 атм). Следовательно, fH0298 (Li2SO4, тв) соответствует следующему процессу:
2Li(тв) + S(ромб) + 2O2(г) = Li2SO4(тв)
Отрицательное значение энтальпии реакции соответствует экзотермической реакции, поскольку энтальпия системы в этом случае уменьшается (теплота выделяется во внешнюю среду).
2. Согласно второму закону термодинамики для обратимых процессов dS = Q/T. Для конечного превращения можно записать интеграл S = Q/T. В случае необратимых процессов необходимо заменить знак равенства на знак больше: dS > Q/T и S > Q/T.
3. По определению, G = H - TS. Если подставить это выражение определение Ф , получаем Ф = S0 - (H0 - H00)/T (1). Теперь перейдем к выражению для химической реакции. Для этого вспомним определение: r Ф = j j Ф j - i iФ i (2). Отсюда, при использовании (1) и (2), получаем искомое равенство.
4. Для константы равновесия реакции I2 (тв) = I2 (г) можно записать следующее выражение
rG0 = - RTlnKP = - RT lnР (I2, г)
Стандартная энергия Гиббса рассчитывается по уравнению:
rG0 = rH0 - T rS0
где энтальпию и энтропию реакции при данной температуре можно рассчитать следующим образом:
rH0 = rH0298 + rCР0dT
rS0 = rS0298 + T-1 rCР0dT
При увеличении внешнего давления при температуре Т rG > 0 и реакция пойдет в обратном направлении, т.е. будет образовываться I2 (тв).
5. Согласно изобаре Вант-Гоффа (dlnKР/dT) = rH0/(RT2).Отсюда следует, что энтальпия искомой реакции положительна, и, следовательно, реакция является эндотермической.
6. Предположим, что образуется идеальный раствор. Тогда можно использовать следующее выражение для понижения температуры замерзания раствора Tпл = (RTпл2/ Hпл)x2, где x2 - мольная доля камфоры в бензоле. Из приведенных данных можно сразу же рассчитать x2. Теперь запишем выражение для мольной доли:
x2= n2/(n1 + n2) = (m2/M2)/(m1/M1
+ m2/M2)
Имеем одно уравнение с одним
неизвестным - молярной массой камфары,
откуда находится искомая величина.
7. Молекулярность реакции равна числу сталкивающихся частиц в элементарной химической реакции. Молекулярность может принимать целые значения, равные 1, 2 или 3. Вероятностью столкновения четырех частиц и более можно пренебречь.
Порядком реакции называют сумму показателей степени в уравнении для скорости химической реакции:
w = k CAnA CBnB
Порядок реакции совпадает с молекулярностью в случае элементарной реакции. Для сложных реакции значение порядка может быть любым, в том числе дробным.