II ЭНЕРГЕТИКА И НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССО

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ »

 

по специальности (направлению) 130501.65«Проектирование, сооружение

и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»,

130500.62 Нефтегазовое дело, 270109.65 теплогазоснабжение и вентиляция,

270100.62 Строительство

 

 

Ижевск 2009

 

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

 

1. Во сколько раз следует увеличить концентрацию вещества В₂ в системе 2А_2(г) + В_2(г) = 2А₂В_(г), чтобы при уменьшении концентрации вещества А в 4 раза скорость прямой реакции не изменилась?

 

2. В системе CO + Cl₂ = COCl₂ концентрацию СО увеличили от 0,03 до 0,12 моль/л, а концентрацию хлора – от 0,02 до 0,06 моль/л. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции?

3. Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возрастает в 15,6 раза?

 

4. Температурный коэффициент скорости реакции равен 2,3. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на 25 градусов?

 

5. В какую сторону сместятся равновесия реакций:

2СО + О₂↔ 2СО₂ + 568,48 кДж

2 SO₂ + O₂ ↔ 2 SO₃ + 172,38 кДж

а) при понижении температуры; б) при повышении давления?

 

I.1. Запишите электронную и электронно-графическую конфигурацию элементов с порядковыми номерами:

№ варианта	№ п/п элементов	№ варианта	№ п/п элементов
	2 и 89		40 и 53
	54 и 17		30 и 82
	21 и77		33 и 48
	12 и 46		31 и 72
	23 и 51		20 и 24
	18 и 74		28 и 50
	14 и 41		17 и 46
	29 и 83		21 и 34
	38 и 42		36 и 82
	25 и 56		27 и 55

 

 

II ЭНЕРГЕТИКА И НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССО

1 вариант.

Дайте определение понятиям: система, фаза, среда, макро- и микросостояние.

2 вариант.

Какие системы называются гомогенными, а какие – гетерогенными?

3 вариант

Какие два фактора определяют самопроизвольное протекание химических реакций в данном направлении?

4 вариант.

Назовите основные термодинамические величины, характеризующие состояние системы. Почему они носят название функций состояния?

5 вариант.

Рассмотрите смысл понятий внутренняя энергия системы и энтальпия. Приведите примеры реакций, у которых ∆H>∆U и >∆U>∆H.

6 вариант.

Какие факторы определяют величину изменения энтальпии реакции? Как зависит эта величина от энергии активации, пути и условия протекания процесса, присутствия катализаторов?

7 вариант.

Могут ли быть экзотермичными процессы диссоциации молекул на атомы, ионы; эндотермичными – процессы образования молекул из атомов, радикалов, из других молекул?

8 вариант.

Сформулируйте закон Гесса. Какая связь между тепловым эффектом (энтальпией) реакции и энтальпиями образования исходных веществ и продуктов реакции.

9 вариант.

Дайте объяснение понятия энтропия.

10 вариант.

Дайте определение понятия энергия Гиббса.

11 вариант.

Каково соотношение между величиной изменения энергии Гиббса и величинами изменения энтальпии и энтропии системы?

12 вариант.

Почему ∆G может рассматриваться как критерий самопроизвольного протекания химической реакции? Возможны ли случаи, когда реакции с ∆G<0 практически не идут? Дайте объяснение.

13 вариант.

Учитывая роль энтальпийного и энтропийного факторов и температур в определении величины ∆G, выделите четыре общих типа реакций, различающихся возможностью и температурными условиями протекания.

14 вариант.

Что называют тепловыми эффектами реакций? В каких случаях уравнения химических реакций называют термохимическими?

15 вариант.

Какие условия состояния системы принимают в термодинамике в качестве стандартных? Какими символами их обозначают?

16 вариант.

Что называют внутренней энергией системы? Почему в термодинамических расчетах используют не абсолютные значения внутренней энергии U, а её изменение ∆U при переходе системы из одного состояния в другое?

17 вариант.

Каким уравнением определяется энтальпия и её изменение? Какой закон является основным законом термохимии? Дайте его формулировку.

18 вариант.

Какой функцией состояния характеризуется тенденция системы к достижению так называемого наиболее вероятного состояния, которому соответствует максимальная беспорядочность распределения частиц?

19 вариант.

Как изменяется энтропия системы с повышением температуры в реакциях синтеза и разложения веществ? Как изменяется энтропия системы при испарении, конденсации, увеличении давления, фазовых переходах?

20 вариант.

Какими одновременно действующими факторами определяется направленность химического процесса?

 

3. Не производя вычислений, установить знак ∆S^о процесса:

 

№ варианта	Уравнение процесса
	MgO(к) + H2(г) = Mg(к) + H2O(ж)
	2NH3(г) = N2(г) + 3H2(г)
	C(графит) +CO2(г) = 2CO(г)
	CO2(к) =CO2(г)
	CH3COOH(ж) = CH3COO-(ж) + H+(ж)
	2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)
	4HCl(г) + O2(г) = 2Cl2(г) + 2H2O(г)
	MgO(к) + H2(г) = Mg(к) + H2O(ж)
	2H2S(г) + 3O2(г) = 2H2O(ж) + 2SO2(г)
	NH4NO3(к) = N2O(г) + 2H2O(г)
	2CH3OH(г) + 3O2(г) = 4H2O(г) + 2 CO2(г)
	2NH3(г) = N2(г) + 3H2(г)
	2CaO(к) + CO2(г) = CaCO3(к)
	2H2S(г) + O2(г) = 2S(к) + 2H2O(ж)
	2H2O(г) = 2H2(г) + O2(г)
	CO(г) + H2(г) = C(к) + H2O(г)
	I2(г) + H2(г) = 2HI(г)
	2NO2(г) = N2O4(г)
	CO2(г) + 4H2(г) = CH4(г) + 2H2O(г)
	CaCO3(к) =CaO(к) + CO2(г)

 

 

4. Рассчитайте стандартную энтальпию, стандартную энтропию и энергию Гиббса химической реакции. Определите, в каком направлении (прямом или обратном) будет протекать реакция, если все её участники находятся в стандартном состоянии:

 

№ варианта	Уравнение процесса
	NiO(к) + Pb(к) = Ni(к) + PbO(к)
	C(графит) + CO2(г) = 2CO(г)
	CaCO3(к) = CaO(к) + CO2(г)
	2H2S(г) + 3O2(г) = 2H2O(ж) + 2SO2(г)
	CO(г) + H2(г) = C(к) + H2O(г)
	CH4(г) + H2O(г) = CO2(г) + 3H2(г)
	2NO(г) + O2(г) = 2NO(г)
	FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + CO2(г)
	C(к) + H2(г) = CH4(г)
	CH4(г) + 2H2O(г) = CO2(г) + 4H2(г)
	Fe2O3(к) + 3H2(г) = 2Fe(к) + 3H2O(г)
	CO2(г) + 4H2(г) = CH4(г) + 2H2O(г)
	CH4(г) + 2O2(г) = CO2(г) + 2H2O(г)
	2CuO(к) + 4NO2(г) + O2(г) = 2Cu(NO3)2(к)
	2H2O(ж) + 2SO2(г) + O2(г) = 2H2SO4(ж)
	2H2S(г) + 3O2(г) = 2H2O(ж) +2SO2(г)
	4HCl(г) + O2(г) =2Cl2(г) + 2H2O(ж)
	2Mg(NO3)2(к) = 2MgO(к) + 4NO2(г) + O2(г)
	Cl2(г) + 2HI(г) = I2(г) + 2HCl(г)
	I2(г) + H2S(г) = 2HI(г) + S(к)