А) Сожжены с образованием H2O (г) равные объемы водорода и ацетилена, взятые при одинаковых условиях. В каком случае выделится больше теплоты? Во сколько раз? (Ответ: 5,2).

б) Исходя из стандартных энтальпий образования и стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислить ∆G⁰_х.р.

Н₂ (г) + СО₂ (г) = СО (г) + Н₂О (ж).

Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно?

(Ответ: 20 кДж).

№ 3.4. а) Вычислить, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена, если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды.

(Ответ: 9248,8 кДж).

б) Возможна ли при стандартных условиях реакция

4Al (к) + 3CO₂ (г) = 2Al₂O₃ (к) + 3C (к)

Ответ обосновать, вычислив ∆G⁰_х.р.

№ 3.5. а) Газообразный этиловый спирт С₂H₅OH можно получить при взаимодействии этилена С₂Н₄ (г) и водяных паров. Вычислить тепловой эффект этой реакции и написать термохимическое уравнение. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 100 л этилена (н.у.)?

(Ответ: -45,8 кДж; 204,5 кДж).

б) Вычислить изменение энтропии реакции

С₂Н₄ (г) + 3О₂ (г) = 2СО₂ (г) + 2Н₂О (г). (Ответ: −29,6 Дж/К).

№ 3.6. а) Вычислить, какое количество теплоты выделилось при восстановлении Fe₂O₃ металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа.

(Ответ: 2554,5 кДж).

б) Рассчитать ∆G⁰ реакции N₂ (г) + 2H₂O (ж) = NH₄NO₂ (к) и сделать вывод о возможности ее протекания. = 115,9 кДж/моль.

(Ответ: 590,5 кДж).

№ 3.7. а) При растворении 16 г СаС₂ в воде выделяется 31,27 кДж теплоты. Определить стандартную энтальпию образования Са(ОН)₂.

(Ответ: –986,2 кДж/ моль).

б) Вычислить DS⁰ следующих реакций:

С _{(графит)} + СО₂ (г) = 2СО (г); С _{(графит)} + О₂ (г) = СО₂ (г)

(Ответ: 175,6 Дж/К; 3 Дж/К).

№ 3.8. а) При восстановлении 12,7 г оксида меди (II) углем (с образованием СО) поглощается 8,24 кДж. Определить стандартную энтальпию образования СuO. (Ответ: –162 кДж/моль).

б) Вычислить, при какой температуре наступит равновесие системы

СО (г) + 2Н₂ (г) ↔ СН₃ОН (ж). (Ответ: 386 К).

№ 3.9. а) Вычислить тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:

FeO (к) + CO (г) = Fe (к) + СO₂ (г), ∆Н⁰₍₁₎ = –19,2 кДж;(1)

СO (г) + ½O₂ (г) = СO₂ (г), ∆Н⁰₍₂₎= –283 кДж;(2)

H₂ (г) + ½O₂ (г) = H₂O (г), ∆Н⁰₍₃₎= –241,8 кДж.(3)

(Ответ: 22 кДж).

б) Реакция горения ацетилена идет по уравнению

С₂Н₂ (г) + 5½О₂ (г) = 2СО₂ (г) + Н₂О (ж).

Вычислить ∆G⁰_х.р. и ∆S⁰_х.р. Объяснить уменьшение энтропии в результате этой реакции. (Ответ: −1235,3 кДж; −215,8 Дж/К).

№ 3.10. а) Вычислить стандартную энтальпию образования NO из простых веществ, исходя из следующих термохимических уравнений:

4NH₃ (г) + 5О₂ (г) = 4NO (г) + 6Н₂О (ж), ∆Н⁰₍₁₎= –1168,80 кДж; (1)

4NH₃ (г) + 3О₂ (г) = 2N₂ (г) + 6Н₂О (ж), ∆Н⁰₍₂₎ = –1530,28 кДж. (2)

(Ответ: 90,37 кДж).

б) При какой температуре наступит равновесие системы

СН₄ (г) + СО₂ (г) = 2СО (г) + 2Н₂ (г), ∆Н⁰_х.р. = +247,4 кДж.

(Ответ: 965,2 К).

№ 3.11.а) Восстановление диоксида свинца водородом протекает по уравнению PbO₂ (к) + H₂ (г) = PbO (к) + H₂O (г), ∆Н⁰_х.р. = −182,5 кДж. Вычислить

стандартную энтальпию образования PbO₂. (Ответ: −276,6 кДж/моль).

б) Вычислить, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению

PCl₅ (г) = PCl₃ (г) + Cl₂ (г), ∆Н⁰_х.р. = +92,4 кДж.

= 223 Дж/моль ∙ К. (Ответ: 448,6 К).

№ 3.12. а) Исходя из уравнения реакции горения ацетилена

С₂Н₂ (г) + 5½О₂ (г) = 2СО₂ (г) + Н₂О (г), DH⁰_х.р. = –1255,6 кДж,

вычислить, сколько теплоты выделится при сгорании 1 м³ С₂Н₂ (н.у.).

(Ответ: 56053,5 кДж).

б) Какой из карбонатов ВеСО₃, или СаСО₃ можно получить по реакции взаимодействия соответствующих оксидов с СО₂? Вывод сделать, вычислив ∆G⁰_х.р.. = -944,8 кДж/моль; = -581,6 кДж/моль.

(Ответ: +31,4 кДж; -129,9 кДж).

№ 3.13. а) Определить количество теплоты, выделившейся при взаимодействии 50 г фосфорного ангидрида с водой по реакции

Р₂О₅ (к) + H₂O (ж) = 2HPO₃ (ж),

если тепловые эффекты реакции равны:

2Р (к) + 5½O₂ (г) = Р₂О₅ (к), ∆Н⁰ = –1492 кДж;

2Р (к) + H₂ (г) + 3O₂ (г) = 2HPO₃ (ж), ∆Н⁰ = –1964,8 кДж.

(Ответ: 65,8 кДж).

б) Рассчитать стандартную энтропию оксида железа (III), если известно изменение энтропии реакции

4FeO (к) + O₂ (г) = 2Fe₂O₃ (к), ∆S⁰_х.р.= –260,4 Дж/К.

(Ответ: 89,9 Дж/моль К).

№ 3.14.а) Определить тепловой эффект реакции, протекающей по уравнению: PbO₂ (к) + СО (г) = PbO (к) + СO₂ (г).

(Ответ: −223,7 кДж).

б) Вычислить ∆Н⁰_х.р., ∆S⁰_х.р. и ∆G⁰_Т реакции, протекающей по уравнению

Fe₂O₃ (к) + 3Н₂ (г) = 2Fe (к) + 3Н₂O (г).

Возможна ли реакция восстановления Fe₂O₃ водородом при температурах 500 и 1500 К? (Ответ: +96,8 кДж; 138,8 Дж/К; 27,3 кДж; –111,7 кДж).

№ 3.15. а) Определить стандартную энтальпию образования пентахлорида фосфора РСl₅ из простых веществ, исходя из следующих термохимических уравнений:

2Р + 3Сl₂ = 2РСl₃, ∆Н⁰₍₁₎= –554,0 кДж; (1)

РСl₃ + Сl₂ = РСl₅, ∆Н⁰₍₂₎ = –92,4 кДж . (2)

(Ответ: –369,2 кДж/моль).

б) При какой температуре наступит равновесие системы

4HCl (г) + O₂ (г) = 2H₂O (г) + 2Cl₂ (г), DH⁰_х.р. = –114,4 кДж.

= 223 Дж/моль ∙ К; = 186,7 Дж/моль ∙ К. (Ответ: 891 К).

№ 3.16.а)Вычислить тепловой эффект и написать термохимическое уравнение реакции между СН₄ (г) и Н₂О (г), в результате которой образуются СО (г) и

Н₂ (г). (Ответ: 206,2 кДж).

б) Рассчитать энергию Гиббса химических реакций, протекающих по уравнениям:

CaO (к) + Н₂О (г) = Са(ОН)₂ (к); (1)

Р₂О₅ (к) + 3Н₂О (г) = 2Н₃РО₄ (к), (2)

и определить, какой из двух оксидов, CaO или Р₂О₅, при стандартных условиях лучше поглощает водяные пары. (Ответ: –65,5 кДж; –205,2кДж).

№ 3.17.а) Определить стандартную энтальпию образования фосфина РН₃, исходя из уравнения:

2РН₃ (г) + 4О₂ (г) = Р₂О₅ (к) + 3Н₂О (ж), DH⁰_х.р. = –2360 кДж.

(Ответ: 5,3 кДж/моль).

б) Вычислить значения ∆G⁰_х.р. следующих реакций восстановления оксида железа (III):

Fe₂O₃ (к) + 3Н₂ (г) = 2Fe (к) + 3Н₂О (г); (1)

2Fe₂O₃ (к) + 3С (к) = 4Fe (к) + 3СО₂ (г); (2)

Fe₂O₃ (к) + 3СO (г) = 2Fe (к) + 3СО₂ (г). (3).

Протекание какой из этих реакций наиболее вероятно?

(Ответ: +55 кДж; +298,4 кДж; –31,1 кДж).

№ 3.18. а) При сгорании 11,5 г жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж теплоты. Рассчитать тепловой эффект и написать термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислить энтальпию образования С₂Н₅ОН (ж).

(Ответ: −1234,8 кДж; –277,6 кДж/моль.).

б) Пользуясь значениями ∆Н⁰_х.р., ∆S⁰_х.р.,вычислить∆G⁰реакции, протекающей по уравнению PbO₂ + Pb = 2PbO. Определить, возможна ли эта реакция при 298 К.(Ответ: –157,3 кДж.).

№ 3.19. а) При сгорании 9,3 г фосфора выделяется 223,8 кДж теплоты. Рассчитать энтальпию образования оксида фосфора (V). (Ответ: –1492 кДж.).

б) Какой из двух процессов разложения нитрата аммония наиболее вероятен при 298 К?

NH₄NO₃ (к) → N₂O (г) + 2H₂O (г); (1)

NH₄NO₃ (к) → N₂ (г) + ½O₂ (г) + 2H₂O (г). (2)

Ответ обосновать, рассчитав ∆G⁰_х.р.(Ответ: –169,1 кДж; –273,3 кДж.).

№ 3.20. а) Реакция горения метана протекает по уравнению

СН₄ (г) + 2О₂ (г) = СО₂ (г) + 2Н₂О (г).

Рассчитать тепловой эффект реакции и количество теплоты, которое выделится при сгорании 100 л метана (н.у.).

(Ответ: –802,2 кДж; 3581,3 кДж).

б) Вычислить стандартную энергию Гиббса образования NH₃, исходя из значений энтальпии образования NH₃ и изменения энтропии (∆S⁰) реакции N₂ (г) + 3Н₂ (г) = 2NH₃ (г). (Ответ: –16,7кДж/моль).