При нормальном давлении газу путем нагревания сообщено 2,093 кДж теплоты. Определите изменение внутренней энергии газа, если он при этом расширился от 0,01 до 0,02 м3. 2 страница

,

Процесс С: , ,

Для цикла: , , ,

131. Один моль одноатомного идеального газа обратимо совершает цикл, состоящий из трех процессов (рис.3)

Процесс А – изотермическое сжатие

газа; процесс В – изобарное расширение газа; С – изохорное охлаждение газа.

Рассчитать теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии для каждого процесса и для цикла в целом.

Ответ: Процесс А: А = 0,Q = A = - 4666 Дж,

, ,

Процесс С: ,

Для цикла: , , ,

132. Один моль двухатомного газа из 1 в состояние 2 может перейти либо изотермически (кривая А на рис.4) при Т = 300К, либо сперва адиабатически (кривая В), а затем изобарический (кривая С). Предполагая, что процессы А, В и С обратимы, рассчитать давление и температуру газа в состоянии 3. Найти работу и теплоту процесса А, а также работу и теплоту суммарного процесса В и С.

Ответ: P₃ = 249420Па = 2,46 атм Процесс А: Cуммарная работа процессов В и С: 2879,4 Дж

133. Один моль одноатомного идеального газа из состояния 1 переходит в состояние 2, далее в состояние 3 и снова возвращается в исходное состояние 1 (рис.5). Рассчитать теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии каждой стадии цикла и всего цикла, предполагая что все стадии цикла обратимы.

Ответ: Процесс А: А = 0,Q =

,

Процесс С: , , A = -2270 Дж

Для цикла: , , ,

134. Двуокись углерода в количестве 100 г находится при 0 ⁰С и давлении 1,013 * 10⁵ Па. Определите Q, A, U и H: а) при изотермическом расширении до объема 0,2 м³; б) при изобарном расширении до того же объема; в) при изохорном нагревании до достижения давления 2,026 * 10⁵ Па; г) при адиабатическом сжатии до 2,026 * 10⁵ Па.Принять, СО₂ подчиняется законам идеальных газов, и истинна мольная теплоемкость СО₂ при постоянном давлении постоянна и равна 37,1 Дж/(моль*град).

Ответ: а) б) ; ; в) ; г) ;

135. Один моль идеального газа расширяется обратимо и изотермически от давления 1 атм до 10 атм при температуре 300 К. Найти теплоту и работу процесса. Чему равно изменение внутренней энергии и энтальпии для указанного процесса? Ответ: Q = 5743 Дж.

136. Один моль одноатомного идеального газа находится при температуре 300 К и давлении 5 атм. В результате адиабатического расширения давление газа уменьшилось и стало равным 1 атм. Рассчитать конечную температуру газа, работу и теплоту процесса, если:а) расширение протекало обратимо;б) расширение протекало необратимо против постоянного внешнего давления 1 атм.

Ответ: 1. В процессе адиабатического расширения газа происходит его охлаждение. Это явление широко используется в холодильной технике для ожижения газов.

2. Работа обратимого адиабатического расширения больше, чем необратимого, хотя конечное давление газа в обоих случаях одинаковое.

137. Горение фосфора можно выразить уравнением: 2Р + 2,50₂ = Р₂0₅. Представьте этот процесс термохимическим уравнением, если известно, что при сгорании фосфора массой 1 г выделяется 24,7 кДж теплоты.

Ответ: 2Р + 2,50₂ = Р₂0₅ + 1530 кДж

138. Теплота сгорания этилового спирта С₂Н₅ОН равна 1367,7 кДж/моль. Определите теплоту образования этилового спирта, если при горении образуются углекислый газ и вода в жидком состоянии.

Ответ: /моль

139. Определите теплоту полного сгорания нитробензола, если его теплота образования равна 15,9 кДж.

Ответ:

140. Вычислите тепловой эффект реакции при 25 °С:

СаС_2(тв) + 2Н₂О _(ж) = Са (OH)_2(та) + C₂H_2(г). Ответ: -127 кДж/моль

141. Определите тепловой эффект основного процесса доменной печи:

Fе₂О₃ + ЗСО = 2Fе + ЗС0₂. Ответ: - 26,8 кДж/моль

142. Определите теплоту сгорания фосфина 2РН₃ + 40₂ =Р₂О₅ + 3Н₂0 используя следующие термохимические уравнения:

2Р + ЗН₂ = 2РН₃ - 48,69 кДж

2Р + 5/20₂ = Р₂0₅ + 1508,4 кДж

Н₂ + 1/20₂ = Н₂О(ж) + 285 кДж. Ответ: 1157 кДж

143. Определите теплоту сгорания этилового спирта

С₂Н₅ОН + 30₂ = 2СО₂+ ЗН₂0_(ж)

исходя из следующих данных:

С + О₂ = СО₂ + 394 кДж.

Н₂ + 1/20₂ =Н₂0_(ж) + 285 кДж.

2С + ЗН₂ + 1/20₂ = С₂Н₅ОН + 278,2 кДж. Ответ:

144. Определите теплоту образования сероуглерода, используя следующие термохимические уравнения:

S + О₂ = SO₂ + 297,5 кДж,

CS₂ + 30₂ = СО₂ + 2SO₂ + 1109,9 кДж,

С + О₂ = С0₂ + 394,0 кДж. Ответ:

145. Определите, какое количество теплоты выделится при взаимодействии 30 кг оксида фосфора (V) с водой P₂0₅ + H₂О = 2HP0₃ + Q, если известны тепловые эффекты реакций:

2Р +5/20₂ = Р₂0₅ + 1508,4 кДж.

Н₂ +1/20₂ = Н₂0(ж) + 285 кДж.

2Р + Н₂ + 302 = 2НРО₃ +1912,3 кДж. Ответ: 25120

146. Определите количество теплоты, выделяющейся при гашении 500 кг извести водой, если

Са + 1/20₂ = СаО + 636,9 кДж

Са + 0₂ + Н₂ = Са(ОН)₂ + 988,0 кДж

Н₂ + 1/20₂ = Н₂0 + 285 кДж. Ответ: 5,9 * 10⁵ кДж

147. Определите теплоты образования веществ при постоянном объеме и температуре 25 , если известны энтальпии для следующих реакций:

а) Н₂ + 1/20₂ = Н₂0 г, = - 242 кДж;

б)1/2N₂ + 3/2Н₂ = NH₃, = -46,2 кДж;

в)1/2Н₂ + I/2F₂ = HF, = -268,8 кДж;

г)1/2N₂ + 0₂ = N0₂, Н = 33,87 кДж.

Ответ: а) б) в) г)

148. При горении в стандартных условиях водорода массой 2 г в кислороде с образованием жидкой воды выделяется 286 кДж. Чему равен тепловой эффект реакции при постоянном объеме? Ответ:

149. Вычислите тепловой эффект реакции при 25 °С при постоянном давлении и при постоянном объеме. Реакции выражаются уравнениями:

SO₂ +Cl₂ = SO₂Cl₂(г);

СО + С1₂ = С0С1₂(г);

СН₄ + СО₂ = 2СО + 2Н₂

Ответ: а) ; ;б) ; ;в) ;

150. Определите теплоту образования оксида меди (II), зная, что при восстановлении 1 моля оксида меди (II) углем с образованием оксида углерода (II) поглощается 44,74 кДж тепла. Ответ:

151. Вычислите тепловой эффект при постоянном давлении и постоянном объеме при 25⁰С для реакции, которая выражается уравнением:

С0₂ + Н₂ = СО + Н₂0_(ж). Ответ: ;

152. Определите тепловой эффект реакции ЗС₂Н₂ = С₆Н₆ в стандартных условиях, если теплоты сгорания ацетилена 1300 кДж/моль, а жидкого бензола равна 3270 кДж/моль.

Ответ:

153. Вычислите теплоту образования ацетилена из простых веществ в стандартных условиях: 2С + Н₂ = С₂Н₂. Теплоты сгорания твердого углерода, водорода и ацетилена соответственно равны 393,8 кДж/моль, 286 кДж/моль и 1300 кДж/моль. Ответ: кДж/моль

154. Тепловой эффект сгорания нафталина до диоксида углерода и воды (в жидком состоянии) при постоянном объеме и 18 ⁰С равен 5162 кДж/моль. Определите тепловой эффект сгорания нафталина при постоянном давлении и той же температуре. Ответ:

155. Воспользовавшись таблицей стандартных значений энтальпий, вычислите Q_v для реакций:

2H₂S + 0₂ = 2Н₂О + 2S + Q_v;

NH₃ + HCl = NH₄Cl + Q_v.

Ответ: ;

156. Вычислите стандартную теплоту реакции дегидрирования этана 2С₂Н₆ = 2СН₄ + С₂Н₂ + Н₂ проводимой в газовой фазе. Теплоты сгорания этана, метана, ацетилена и водорода (кДж/ моль) соответственно равны 1560; 890,2; 1299,0; 285,9.

Ответ:

157. Вычислите теплоту образования бензола 6С+ЗН₂=С₆Н₆ + Q если теплоты сгорания водорода, углерода и бензола соответственно равны (кДж /моль) 285,0; 394,0; 3282,4 Ответ:

158. Вычислите тепловые эффекты следующих реакций используя табличные (справочные) величины энтальпий образования веществ при стандартных условиях:

С₂Н₄ + 2Н₂О_ж = 2СО + 4Н₂ + Q,

Fе₃0₄ + Н₂ = 3FеO + Н₂О_ж + Q_;

Ответ: ;

159. Определите стандартную теплоту реакции получения 1,3-бутадиена из этанола, протекающей в газовой фазе (25 °С): 2С₂Н₅ОН = C₄H₆ + Н₂ + 3H₂O_пар. В расчете воспользуйтесь справочными величинами энтальпий образования участвующих в реакции веществ.

Ответ:

160. Один из методов получения ацетилена - окислительный пиролиз метана (неполное горение в кислороде): 11СН₄ + 70₂ = 2С₂Н₂ + 14Н₂ + СО₂ + 6Н₂0 + 6СО. (Все вещества в газообразном состоянии.) Вычислите стандартную теплоту реакции, воспользовавшись справочными величинами энтальпий образования участвующих в реакции веществ. Ответ:

161. Воспользовавшись таблицей стандартных значений энтальпий образования веществ, вычислите тепловой эффект реакции нитрования бензола: С₆Н_{6 г} + HNO_{3 ж} =С₆Н₅NO₂ + Н₂0_(ж).

Ответ:

162. Определите, какое количество теплоты потребуется для образования 100 г уксусноэтилового эфира по реакции: С₂Н₅ОН + СН₃ОООН = СН₃СООС₂Н₅ + Н₂0, если теплоты сгорания этилового спирта, уксусной кислоты и уксусноэтилового эфира соответственно равны 1374; 871,6 и 2256 кДж/моль. Ответ: 11,8 кДж/моль

163. Разложение гремучей ртути происходит согласно уравнению: Hg(CNO)₂ = Hg + 2СО + N₂ + 364,2 кДж/моль. Определите объем выделяющихся газов при н.у. и количество теплоты при взрыве 1кг Hg(CNO)₂. Ответ: 1279 кДж; 0,2361 м³

164. Определите теплоту растворения соли MgS0₄*7H₂0, если теплота растворения безводной соли при 18 °С равна 85 кДж/моль, а теплота гидратации этой соли равна 101,1 кДж/моль. Ответ:

165. Теплота растворения соли NH₄N0₃, равна -26,8 кДж/моль. Определите, как и на сколько градусов Цельсия изменится температура при растворении соли массой 20 г в воде массой 180 г. Удельная теплоемкость полученного раствора равна 3,77 Дж/(г*К). Ответ: 10 ^оС

166. Как изменится теплота сгорания акролеина при смене изобарического режима процесса на изохорический? Ответ: Дж/моль.

167. Определите тепловой эффект реакции

Если реакция протекает при 298 К в автоклаве при постоянном объеме, а тепловой эффект реакции при Р = const равен .

Ответ:

168. Определите тепловой эффект реакции образования ацетальдегида из гликоля при 298 К и стандартном давлении по уравнению

Ответ:

169. Вычислите тепловой эффект образования аммиака из простых веществ при стандартном давлении и температуре 298 К по тепловым эффектам реакций:

(1)

(2)

Ответ:

170. Известны энтальпии реакции (1) и (2) при температуре 273 К и постоянном давлении 101,3 кПа. Рассчитайте при тех же условиях энтальпию реакции (3).

С + 0₂ = С0 ₂, = - 405,8 кДж

H₂ + ½ O_2: = H₂O (г)

С + 2 H₂O (г) = С0₂ + 2 H₂ = х. Ответ:

171. Определите энтальпию реакции Аl₂O₃ (корунд)+ 3SO₃= Al₂(SO₄)₃ (кр)

в стандартных условиях при Т = 298 К. Ответ:

172. Используя стандартные энтальпии сгорания соединений, вычислите энтальпию реакции при температуре 298 К С₂Н₅ОН(ж) + СН₃COOН (ж) = СН₃СООС₃Н₆(ж)+ Н₂О(ж) Ответ:

173. Используя следующие термохимические уравнения вычислите энтальпии образования Na₂0 (тв.), NaOH(aq) и Na₂C0₃ (тв.) из простых веществ:

Н₂ (г.) + 1/20₂ (г.) = Н₂0 (ж.) + 242 кДж (1)

Na (тв.) + Н₂0 (ж.) + aq = NaOH (aq) + 1/2Н₂ (г.) + 231кДж (2)

Na₂0 (тв.) + Н₂0 (ж.) + aq = 2NaOH (aq) + 282 кДж (3)

С (тв.) + 0₂ (г.) = С0₂ (г.) + 400 кДж (4)

Na₂0 (тв.) + С0₂ (г.) = Na₂C0₃ (тв.) + 320 кДж (5)

Ответ: - 1142 кДж/моль

174. Даны следующие термохимические уравнения:

FeS₂ (тв.) = FeS (тв.) + S (тв.) = 51,83 кДж

S (тв.) = S (г.) = 65,2 кДж

S (г.) + 0₂ (г.) = S0₂ (г.) =-361,57 кДж

4FeS(tb.)+70₂(г.)=2Fe₂0₃(tb.)+4S0₂(г.) = -2492,2 кДж

Вычислите: а) энтальпию окисления одного моля пирита; б) эн­тальпию образования SO₂ по реакции S (тв.) + 0₂ (г.) => S0₂ (г.); в) состав газовой смеси, полученной при обжиге 4 моль пирита в 1232 л воздуха (воздух содержит 20% (по объему) кислорода; объем воздуха указан в пересчете на нор­мальные условия).

Ответ: а) - 867,6 (кДж/моль FeS₂);б) —296,37 (кДж/моль SO₂);в) ф_SO2= 15,4%;ф_N2 = 84,6%

175. Даны следующие термохимические уравнения:

2С₂Н₂ (г.) + 50₂ (г.) = 4С0₂ (г.) + 2Н,0 (г.) = -2510 кДж

С₂Н₄(г.) + 30₂(г.) = 2С0₂(г.) +2Н₂0(г.) =-1322 кДж

2Н₂ (г.) + О₂ (г.) = 2Н₂0 (г.) = -484 кДж

Вычислите Энтальпию реакции гидрирования ацетилена с обра­зованием этилена. Ответ: - 175 (кДж/моль)

176. Зная энтальпии следующих процессов вычислите среднюю энергию связи С-Н в метане:

С (алмаз) + 2Н₂ (г.) = СН₄ (г.) = —18 ккал/моль (1)

С (графит) = С (алмаз) = —124,2 ккал/моль (2)

2Н (г.) = Н₂ (г.) = -103,3 ккал/моль Н₂ (3)

Ответ: 87,2 ккал/моль

177. Даны термохимические уравнения: С₂Н₄(г.) +Н₂(г.) = С₂Н₆ (г.) = - 137 кДж/моль; С₂Н₂ (г.) + 2Н₂ (г.) = С₂Н₆(г.) = - 311 кДж/моль и энергии связей С—Н, С—С и Н—Н: 414, 337 и 429,5 кДж/моль соответственно. Вычислите: а) энергию двойной связи С=С; б) энергию тройной связи С С. Ответ: 823 кДж/моль

178. Оцените стандартную энтальпию образования карбида вольфрама WC(тв) на основе следующих данных:

С (графит) + О₂(г) → СО₂(г) ∆Н⁰₂₉₈ = -94,052 ккал

WC(тв) + 5/2О₂ (г) → WО₃ (тв) + СО₂(г) ∆Н⁰₂₉₈= -285,80

W(тв) + 3/2О₂ (г) → WО₃ (тв) ∆Н⁰₂₉₈= -200,16

Ответ:

179. Стандартная энтальпия сгорания борогидрида алюми­ния Аl(ВН₄)₃(ж) равна -989,1 «кал-моль^-1 при 298,2° К. А1(ВН₄)₃ (ж) + 6О₂(г) → ½ Аl₂О₃ (крист. корунд) + 3/2 В₂О₃ (крист) + 6Н₂О(ж). Вычислите стандартную энтальпию образования А1(ВН₄)₃ (г). Энтальпия испарения Аl(ВН₄)₃ (ж) 7,2 ккал*моль^-1, а энтальпии образования необходи­мых для расчета соединений равны: А1₂О₃ (крист. корунд) -399,09 ккал*моль^-1; В₂О₃ (крист) -303 ккал-моль^-1. Ответ:

180. При 298,2° С стандартная энтальпия образования Mg(NО₃)₂ составляет -188770 кал-моль^-1, стан­дартная энтальпия растворения -21 530 кал*моль^-1,а стандартная энтальпия образования иона NO₃^- -49320 кал*(г-ион)^-1 [15]. Вычислите стандартную энтальпию образования нона Mg²⁺ при этой темпера­туре. Ответ: -111,660 ккал*(г-ион^-1)

181. Стандартная энтальпия сгорания жидкого пиридина при 298,15° К равна -664,95 ккал*моль^-1 [16]. Опреде­лите стандартную энтальпию образования пиридина при 298,15° К. Ответ: +23,90 ккал*моль^-1

182. Энтальпия образования безводного хлорида магния ( Н) равна -632 кДж/моль. Теплота растворения (Q₂) од­ного моля Mg в разбавленной хлороводородной кислоте (разбавление бесконечное) равна 453 кДж/моль. Тепловой эффект образования (Q₃) бесконечно разбавленного раствора НС1 из простых веществ (Н₂ С1₂) и воды равен 165 кДж/моль. На основании приведенных данных вычислите теплоту растворения MgCl₂ при бесконечном разбавлении.

Ответ: 151 кДж/моль

183. Вычислите по энергиям химических связей стандартную энтальпию образования диэтилового эфира при температуре 298 К в газообразном состоянии. Энтальпия возгонки углерода 523 кДж/моль. Энергии связей: Н – Н (431,9), О = О (493,8), С – Н( 357,98), С – С( 262,30), С – О( 314,0). Ответ: (кДж/моль).

184. Определите тепловой эффект химической реакции при 500 К

Теплоемкости всех веществ, участвующих в химической реакции, постоянные и равны . Ответ:

Дата добавления: 2015-05-09