45. В изолированной системе при температуре 273 К 1 моль газа обратимо и изотермически расширяется от давления 107 до 106 Па. Вычислить значения A, Q, DU, DH, DS, DF, DG:
1) а) для газа, б) для всей изолированной системы в целом;
2) при свободном расширении газа (расширение в вакууме необратимо) а) для газа, б)для всей изолированной системы в целом.
46. Смешаны 2×10-3 м3 гелия и 2×10-3 м3 аргона при 300 К и 105 Па каждый; после изотермического смешения полученная газовая смесь нагрета до 600 К при постоянном объеме.
Найти общее возрастание энтропии, учитывая, что CV = 12,6 дж/кмоль×К и не зависит от температуры.
47. Найти DG, если Ткип=351 К (пары спирта считать идеальным газом), для процессов:
1) C2H6O (ж, р= 1,01×105 Па) ® C2H6O (г, р=9,09×104 Па);
2) C2H6O (ж, р= 1,01×105 Па) ® C2H6O (г, р=1,01×105 Па);
1) C2H6O (ж, р= 1,01×105 Па) ® C2H6O (г, р=1,11×104 Па).
Какие выводы можно сделать о направлении процесса, если исходить из полученных результатов?
48. Теплота плавления льда при 273 К равна334,7 кДж/кг. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/кг×К, удельная теплоемкость льда 2,02 кДж/кг×К. Найти DG, DH, DS для превращения 1 кмоль переохлажденной воды при 268 К в лед.
|
|
49. Вычислить DGо700 для следующих реакций:
1)2CO2 = 2CO + O2;
2)CO + H2O = CO2 + H2;
3)2HI = H2 + I2;
4)CO + 2H2 = CH3OH;
5)H2 + N2 = NH3.
Величины DHо298 , DSо298, Cp = f(T) найти по справочнику.
50. Определить стандартное изменение энтропии и при 298 К для следующих реакций:
1) MgO + H2 = H2O(ж) + Mg;
2) C + CO2 = 2CO;
3) 2SO2 + O2 = 2SO3;
4) FeO + CO = Fe + CO2.
Для решения воспользуйтесь данными справочника.
51. Определить тепловой эффект реакции синтеза акриловой кислоты
CHºCH + CO + H2O(ж) ® CH2=CH-COOH(ж) +DHox
при давлении 101300 Па и температуре 298 К, если известны тепловые эффекты образования из простых веществ:
CHºCH DHo298 = 226,90 кДж/моль
CO DHo298 = -110,60 кДж/моль
H2O(ж) DHo298 = -286,03 кДж/моль
CH2=CH-COOH(ж) DHo298 = -382,66 кДж/моль
Определить также тепловой эффект этой реакции при постоянном объеме.
52. Найти тепловой эффект образования метана из простых веществ при 298 К и при а)р=const; b)V=const, если известны значения тепловых эффектов образования из простых веществ при стандартных условиях:
CO2 DHoобр = -393,78 кДж/моль
H2O(ж) DHoобр = -286,03 кДж/моль
CH4 DHoсгор = -890,91 кДж/моль
53. Тепловой эффект образования Fe2O3 из простых веществ при стандартных условиях равен -822,71 кДж/моль, а Al2O3 -1670,91 кДж/моль. Найти тепловой эффект реакции восстановления 1 кмол оксида железа (III) металлическим алюминием.
54. Вычислить тепловой эффект реакции при стандартных условиях
CaC2(тв) + 2H2O(ж) = Ca(OH)2(тв) + C2H2
|
|
Необходимые для расчета данные о тепловых эффектах образования веществ взять из справочника.
55. Используя данные о тепловых эффектах сгорания, взятые из таблиц, определить тепловые эффекты образования при стандартных условиях следующих соединений: а)бензола C6H6(ж); b)этиленгликоля C2H6O2(ж),
c)щавелевой кислоты (COOH)2(тв); d)анилина C6H5NH2(ж).
56. При сгорании нафталина в калориметрической бомбе при 298 К с образованием воды и углекислого газа DU = -5157,72 кДж/моль. Вычислить тепловой эффект сгорания нафталина при постоянном давлении, если водяной пар, образующийся при сгорании нафталина а)конденсируется; б)не конденсируется.
57. Тепловой эффект растворения 1 кмоль безводного сернокислого лития -26710 кДж, а кристаллогидрата Li2SO4×H2O -14310 кДж. А)Вычислить тепловой эффект образования Li2SO4×H2O из безводной соли и воды; б) определить процентное содержание воды в частично выветренном кристаллогидрате сернокислого лития, если тепловой эффект растворения 1 кг этой соли равен 146 кДж. Принять, что частично выветренная соль состоит из смеси кристаллогидрата и безводной соли.
58. Зная тепловые эффекты образования газообразных СО и Н2О при стандартных условиях (из справочника) и зависимости Ср =f (T), найти тепловой эффект реакции
С(графит) + Н2О = СО +Н2
при температуре 1000 К.
59. Определить тепловой эффект реакции
NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O
при стандартном давлении и 800 К, если известны следующие величины:
Вещество | Cостоя- ние | DHo298 образо-вания кДж/моль | Ср,Дж/моль×К | Темпера-турный интервал, К |
NaOH | тв | -427,1 | 51,21+33,5×10-3×Т | 298-595 |
NaOH | ж | - | 100,49-22,86×10-3×Т | 595-1500 |
SiO2 | тв | -860,0 | 45,51+36,47×10-3×Т | 273-848 |
Na2SiO3 | тв | -1519,9 | 131,47+40,2×10-3×Т | 298-1361 |
H2O | г | -242,0 | 30,14+11,30×10-3×Т | 273-2000 |
Теплота плавления NaOH при 595 К 6820 кДж/моль.
60. Определить тепловой эффект реакции получения стирола из коричной кислоты в газовой фазе, пользуясь значениями энергий разрыва связей, взятыми из справочника.
C6H5CH=CHCOOH(г) ® C6H5CH=CH2 (г) + CO2.
61. Сколько теплоты выделится, если к 0,1 кг 50% раствора серной кислоты добавить 0,3 кг воды? Данные об энтальпиях растворения взять из справочника.
62. Вычислить тепловые эффекты следующих реакций при стандартных условиях:
а) (COOH)2(тв) ® HCOOH(ж) + CO2;
б) C2H5OH(ж) + O2 ® CH3COOH(ж) + H2O(ж)
в) 2CH3Cl(г) + Zn(тв) ® C2H6(г) + ZnCl2(тв);
г)3C2H2(г) ® C6H6(ж);
д) C6H6(г) + CH2=CH-CH3(г) ® C6H5CH(CH3)2(г)
63. Вычислить тепловой эффект дегидрирования 1 кмоль жидкого этилового спирта до газообразного ацетальдегида, пользуясь значениями энергий разрыва связей и теплоты испарения спирта из справочника.
64. Скрытая теплота испарения метанола при 298 К равна 37,43 кДж/моль. Определить скрытую теплоту испарения метанола при температуре 320 К. Теплоемкости жидкого и газообразного спирта найти по справочнику.
65. Найти общее возрастание энтропии при смешении 100 см3 кислорода с 400 см3 азота при 280 К 101325 Па. (V=const).
66. Найти изменение энтропии в процессе смешения 5 кг воды при Т1=353 К с 10 кг воды при Т2=290 К. Теплоемкость воды считать постоянной и равной 4,2 Дж/моль×К.
67. Найти тепловой эффект образования AlCl3 из простых веществ при 423 К и стандартном давлении. Необходимые величины найти по справочнику.
68. Найти изменение энтальпии при нагревании 2 кг кварца (SiO2) от 298 до 800 К, если зависимость теплоемкости кварца выражается уравнением:
Ср=46,96 + 34,33×10-3×Т Дж/моль×К.
69. Найти измене7ние энтальпии при нагревании 10 кг газообразного метанола от 300 до 700 К. Зависимость теплоемкости метанола от температуры выражается уравнением:
Ср=20,43 +103,7×10-3×Т- 24,65×10-6×Т2 Дж/моль×К.
70. Определить тепловой эффект разбавления 77,8% азотной кислоты до концентрации 25,%. Для расчетов воспользоваться данными справочника.
71. Сколько теплоты выделится, если к 1 кг 60% серной кислоты добавить 0,5 кг 20% серной кислоты. Для расчетов воспользоваться данными справочника.
|
|
72. Определить тепловой эффект реакции
NH3(г) + HСl(г) = NH4Cl(тв)
при температуре 500 К и стандартном давлении. Необходимые данные взять из справочника.