Энергетика химических процессов

(ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ)

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

21. Проанализируйте энтальпийный и энтропийный факторы в реакции

FеО + Сu = СuО + Fе. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Можно ли подобрать температуру, выше или ниже которой реакция термодинамически была бы разрешена?

22. При каких температурах начинается восстановление железа

Fе₃О_4(К) + 4С_{(ГРАФИТ)} = 3Fе_(К) + 4СО_(г

23. При какой температуре меняется направление процесса в системе: 4НСl_(Г) + О_2(Г) = 2Н₂О_(Г) + 2Сl_2(Г)? Хлор или кислород является более сильным окислителем при стандартных условиях?

24. Пользуясь стандартными величинами DG⁰ химических веществ (приложение), вычислите DG реакций: РbО_2(К) + Рb_(К) = 2РbО_(К) и SnО_2(К) + Sn_(К) = 2SnО_(К). Какие степени окисления более характерны для свинца и олова

25. При каких температурах возможен процесс восстановления Fе₃О₄ по уравнению:

Fе₃О_4(К) + СО_(Г) = 3FеО_(К) + СО_2(Г)? Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

26. Проанализируйте энтальпийный и энтропийный факторы в реакции получения муравьиного альдегида Н₂СО_(Г) по реакции: СО_(Г) + Н_2(Г) = Н₂СО_(Г) Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? При каких температурах реакция термодинамически разрешена?

27. Рассчитав ΔG реакций, найдите, какие из карбонатов: ВеСО₃, СаСО₃ или ВаСО₃ — можно получить по реакции взаимодействия соответствующих оксидов с СО₂ при стандартных условиях? Какая реакция идет наиболее энергично?

28. При каких температурах возможен процесс восстановления:

Fе₂О_3(К) + 3Н_2(Г) = 2Fе_(К) + 3Н₂О_(Г)?

29. При каких температурах станет возможным протекание реакции:

WО_3(К) + 3С_{(ГРАФИТ)} = W_(К) + 3СО_(Г)?

30. Азотное удобрение — нитрат аммония при неосторожном обращении (или умышленно) может самопроизвольно взрываться по реакции NН₄NО_3(К) = N₂О_(Г) + 2Н₂О_(Г). Может ли самопроизвольно разлагаться хлорид аммония по реакции NН₄Сl_(К) = NН_3(Г) + НСl_(Г)? Ответ докажите, сопоставив для обеих реакций величины ΔG.

31. При каких температурах хлор может разлагать воду по уравнению:

2Сl_2(Г) + 2Н₂О_(Г) = О_2(Г).+ 4НСl_(Г)? Почему повышение температуры способствует этому процессу?

32. При каких температурах начинается восстановление железа Fе₃О_4(К) + 4С_{(ГРАФИТ)} = 3Fе_(К) + 4СО_(г)?

33. При каких температурах процесс диссоциации хлористого аммония по уравнению:

NН₄Сl_(К) = NН_3(Г) + НСl_(Г) станет преобладающим? Идет ли он при стандартных условиях?

34. При каких температурах начинается восстановление железа

Fе₃О_4(К) + 4С_{(ГРАФИТ)} = 3Fе_(К) + 4СО_(г)?

35. Можно ли получить при стандартных условиях кислород по реакциям: 2Сl_2(Г) + 2Н₂О_(Г) = О_2(Г).+ 4НСl_(Г) и 2F_2(Г) + 2Н₂О_(Г) = О_2(Г).+ 4НF_(Г)? На основании полученных данных расположите F₂, Сl₂ и О₂ в ряд по окисляющей способности при н.у.

36. Пользуясь стандартными величинами DG⁰ химических веществ (приложение), вычислите DG реакций: Fе₂О_3(К) + Fе_(К) = 3FеО_(К) и РbО_2(К) + Рb_(К) = 2РbО_(К). Какие степени окисления более характерны для железа и свинца?

37. При каких температурах возможно самопроизвольное протекание процесса

2NО_(Г) + О_2(Г) = 2NО_2(Г)

38. При каких температурах начинается восстановление железа

Fе₂О_3(К) + 3С_{(ГРАФИТ)} = 2Fе_(К) + 3СО_(г)?

39. При каких температурах возможно самопроизвольное протекание реакции

2СО_(Г) + 2Н_2(Г) = СН_4(Г) + СО_2(Г)?

40. Вычислите, при какой температуреначнется образование пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению: PCl_3(г)+ Cl_2(г) = PCl_5(г)

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

41. В гомогенной системе А_(г) + 2В _(г)↔ С_(г) равновесные концентрации реагирующих газов: [А] = 0,06 моль/л; [В] = 0,12 моль/л; [ С] = 0,216 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации веществ А и В. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

42. В гомогенной газовой системе А_(г) + В_(г) ↔ С_(г) + D_()г равновесие установилось при концентрациях: [ В] = 0,05 моль/л и [ С] = 0,02 моль/л. Константа равновесия системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.

43. Равновесие гомогенной системы 4HCI (г) + О₂ ↔ 2 Н₂О (г) + 2CI₂ (г)

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [Н₂О] = 0,14 моль/л; [Cl₂] = 0,14 моль/л; [НС1] = 0,20 моль/л; [О₂] = 0,32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

44.. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы

СО(г) + Н₂О (г)↔CO₂(г) +Н₂ (г) если равновесные концентрации реагирующих веществ: [CO]= 0,004 моль/л; [Н₂О]=0,064 моль/л; [СО₂] = 0,016 моль/л; [Н₂] = 0,016 моль/л. Рассчитайте константу равновесия и исходные концентрации воды и СО? Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.

45. Константа равновесия гомогенной системы СО(г) + Н₂О(г) ↔ СО₂ + Н₂ (г) при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: С_СО = 0,10 моль/л; С_Н2О= 0,40 моль/л. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

46. Константа равновесия гомогенной системы N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃ при некоторой температуре равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/ л. Вычислите равновесную и исходную концентрацию азота. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.

47. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы

2NO + О₂ ↔2NO₂ установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [NO] =0,2 моль/л; [О₂] = 0,1моль/л; [NO₂] = 0,1моль/л. Вычислите константу равновесия и исходные концентрации NO и О₂. Изменением каких факторов (Р,С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

48. В гомогенной системе 2NO + Cl₂ ↔ 2NOCl исходные концентрации оксида азота и хлора составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% NO. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.

49. В гомогенной системе CO + Cl₂ ↔ COCl₂ равновесные концентрации реагирующих веществ: [CO] = 0,2 моль/л; [Cl₂] = 0,3моль/л; [COCl₂] = 1,2моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации хлора и оксида азота. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

50. При состоянии равновесия в системе N₂ + 3H₂↔ 2NH₃ концентрации участвующих веществ равны: [N₂] = 3 моль/л; [H₂] = 9моль/л; [NH₃] = 4 моль/л. Определить исходные концентрации водорода и азота. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.

51. Константа равновесия реакции FeO_(тв) + CO_(г) ↔ Fe_(тв) + CO_2(г) при некоторой температуре равна 0,5. Найти равновесные концентрации СО и СО₂, если начальные концентрации этих веществ составляли: С_СО = 0,05моль/л; С_СО2 = 0,01моль/л. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

52. Равновесие в системе Н₂ + J₂ ↔ 2HJ установилось при следующих концентрациях: [H₂] = 0,025моль/л; [J₂] = 0,005 моль/л; [HJ] = 0,09моль/л. Определить исходные концентрации иода и водорода. Изменением каких факторов (Р, С,) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.

53. При некоторой температуре равновесие в системе 2NO₂ ↔ 2NO + O₂установилось при следующих концентрациях: [NO₂] = 0,006моль/л; [ NO] = 0,024моль/л. Найти константу равновесия реакции и исходную концентрацию диоксида азота. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

54. После смешивания газов А и В в системе А + В ↔ С + Д устанавливается равновесие при следующих концентрациях: [В] = 0,05моль/л; [С] = 0,02моль/л. Константа равновесия реакции равна 0,04. Найти исходные концентрации веществ А и В. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.

55. Найти константу равновесия реакции N₂O₄ ↔ 2NO₂, если начальная концентрация N₂O₄ составляла 0,08 моль/л, а к моменту наступления равновесия продиссоциировало 50% N₂O₄. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

56. В замкнутом сосуде протекает реакция АВ_(г) ↔ А_(г) + В_(г). Константа равновесия реакции равна 0,04, а равновесная концентрация вещества В составляет 0,02 моль/л. Найти начальную концентрацию вещества АВ. Сколько процентов вещества АВ разложилось? Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.

57. При некоторой температуре равновесные концентрации в системе

2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃ составляли соответственно [SO₂]=004моль/л, [O₂]=0,06моль/л, [SO₃]=0,02моль/л. Вычислить константу равновесия и исходные концентрации оксида серы (1V) и кислорода. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

58. Реакция протекает по уравнению 2А_(г) ↔ В_(г). Исходная концентрация вещества А равна 0,2моль/л, константа равновесия равна 0,5. Вычислите равновесные концентрации реагирующих веществ. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.

59. При некоторой температуре равновесие в системе 2NO₂ ↔ 2NO + O₂установилось при следующих концентрациях: [NO₂] = 0,006моль/л; [ NO] = 0,024моль/л. Найти константу равновесия реакции и исходную концентрацию диоксида азота. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы вправо? Дайте обоснованный ответ.

60. В гомогенной системе 2NO + Cl₂ ↔ 2NOCl исходные концентрации оксида азота и хлора составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% NO. Изменением каких факторов (Р, С) можно сместить химическое равновесиеданной системы влево? Дайте обоснованный ответ.