Методика решения типовых заданий. Задание 1.Газообразный этиловый спирт можно получить при взаимодействии этилена С2Н4(г) и водяных паров

Задание 1. Газообразный этиловый спирт можно получить при взаимодействии этилена С₂Н_4(г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив её тепловой эффект при стандартных условиях. Сколько теплоты выделится, если в реакцию вступило 5,6 г С₂Н₄?

Решение:

Составим термохимическое уравнение реакции:

С₂Н_4(г)+Н₂О_(г) = С₂Н₅ОН_(г), ΔН⁰_х.р=?

Необходимое значение теплового эффекта реакции вычислим, применяя следствие закона Гесса:

.

Подставляем табличные значения величин ΔН⁰:

ΔН⁰_х.р = -235,31 - 52,28-(-241,84) = - 45,76 кДж.

Как следует из термохимического уравнения, это количество теплоты выделяется при участии 1 моль С₂Н₄. По условию задачи имеем 5,6 г: 28 г/моль = 0,2 моль С₂Н₄. Следовательно, количество теплоты равно: 0,2 ·45,76 = 9,152 кДж.

Задание 2. На основании стандартных энтальпий образования и стандартных энтропий веществ вычислите ∆ G⁰₂₉₈ реакции

NH₃(г) + HCl(г) = NH₄Cl(к).

Чем можно объяснить то, что ∆S⁰ < 0?

Решение: определяем из уравнения ∆G⁰ = ∆H⁰ - T∆S⁰.

;

= -315,39 - (-46,19) - (-92,31)= -176,89 кДж/моль;

= 94,5-192,50-186,68 = -284,68 Дж/(моль·К) = - 0,2847 кДж/(моль·К);

∆G⁰=-176,89 - 298(-0,2847)= - 92,08 кДж.

Энтропия есть мера неупорядоченности состояния вещества. Значение энтропии для газообразного состояния значительно выше, чем для кристаллического. Так как реакция идёт с уменьшением объёма газа (в левой части 2 объёма, а в правой – 0), то энтропия системы уменьшается.

Задания к самостоятельной работе

31. Определите ∆ на основании следующих данных:

4NH_3(г) + 3O_2(г) = 2N_2(г) + 6H₂O_(ж); ∆ = -1530 кДж;

∆ (обр.Н₂О_ж) = -285,84 кДж/моль.

32. Определите ∆ для реакции 2NO + O₂ = 2NO₂,

если ∆ (обр.NО₂,ж) = 335,5 кДж/моль, (O₂)= 205,0 Дж/моль·K,

(NO)= 210,6 Дж/моль·K. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

33. При взаимодействии 4,2 г железа с серой выделилось 7,54 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение и вычислите ∆ (обр.FeS,ж).

34. Прямая или обратная реакция CH₄(г) + CO₂(г) ⇆ 2CO(г) + 2H₂(г) будет протекать при стандартных условиях?

∆ (обр.CH₄,г) = -50,79 кДж/моль; ∆ (обр.СO,г) = = -137,27 кДж/моль. Не проводя вычислений определите знак ∆ .

35. При какой температуре наступает химическое равновесие в системе 4HCl(г) + O₂(г) ⇄ 2Н₂O (г) + 2 Сl₂ (г); ∆ H⁰ = -114,42 кДж?

S (HCl,г) = 186,68 ; S (О₂,г)=205,03 ;

S (Н₂О,г)=188,72 ; S (Cl₂,г)= 222,95 .

36. Не производя вычислений, установите знак ∆S⁰ для следующих процессов:

а) N₂ + 3H₂ → 2NH₃;

б) N₂ + O₂ → 2NO;

в) 2H₂S (г) + 3 O₂ (г) → 2Н₂О (ж) + 2SO₂ (г);

г) CO₂(к) → СO₂(г).

37. Определите, возможно ли самопроизвольное течение реакции Pb + CuO → Cu + PbO при стандартных условиях (обр. CuO) = = -162 ; (обр. PbO) = - 219,3 кДж/моль; (СuO) = 42,6 ;

(PbO) = 66,1 ; (Pb) = 3,7 ; (Сu) = 4,2 .

38. Сформулируйте закон Гесса и следствия из него. Прокомментируйте их на конкретных примерах.

39. На основании следующих данных:

С(графит) + O₂(г) = СO₂(г); = - 393,5 кДж;

МgO (к) + СО₂(г) = МgCO₃(к); = - 117,7 кДж;

2Mg(к) + О₂(г) = 2МgO(к); = -1203,6 кДж

вычислите (обр. MgCO₃, к).

40. Почему невозможны при любых температурах реакции, для которых ∆ H > 0, а ∆ S < 0? При каких температурах (низких или достаточно высоких) возможны реакции с положительными значениями ∆ H, ∆ S?

Дата добавления: 2015-07-02