Термодинамические константы некоторых веществ

Химическая термодинамика

Контрольные вопросы

1. Дайте определение термодинамической системы и ее параметров.

2. Дайте определение внутренней энергии системы как функции состояния.

3. Дайте формулировку первого закона термодинамики.

4. Объясните различие величин тепловых эффектов реакций, проведенных при постоянном объеме и постоянном давлении.

5. Дайте определение энтальпии как функции состояния и стандартной энтальпии образования вещества.

6. Дайте формулировку закона Гесса и следствий из этого закона.

7. Охарактеризуйте энтропию как функцию состояния, являющуюся мерой неупорядоченности системы.

8. Дайте формулировку второго и третьего законов термодинамики.

9. Охарактеризуйте энергию Гиббса, как критерий возможности протекания химической реакции.

10. Объясните влияние температуры на направление протекания химической реакции. Как рассчитать температуру, выше которой реакция идет самопроизвольно?

 

Примеры решения задач

Пример 1. Рассчитайте изменение энтальпии реакции взаимодействия оксида серы (IV) c кислородом при стандартных условиях. Укажите, экзо- или эндотермической является данная реакция.

Дано (из табл. 3):	Решение:
В-ва	DHo f,298, кДж/моль	2SO2(г) + O2(г)= 2SO3(г)
SO2	-297	DHo2 98 реакц =SDНo298 прод-SDНo298 исходн
O2		С учетом коэффициентов:
SO3	-396	DНo298 реакции=2(-396)–[2(-297)+1(0)]=-198 (кДж)
Найти: DHo298 реакции	Ответ: DHo298 реакции = –198 кДж, реакция экзотермическая, т.к. DHo298<0.

Пример 2. При сгорании 3,2 г серы выделилось 27,9 кДж. Рассчитайте теплоту образования оксида серы (IV).

Дано:	Решение: 3,2 г 29,7 кДж
mсеры= 3,2 г	S(к)+ O2(г) = SO2(г) + Q; Q = -DHр
Q =-29,7 кДж	1 моль 1 моль х кДж
Найти:DHof,298 (SO2)	M(S) =32 г/моль
Составим пропорцию: 3,2:32=29,7:х; х=297(кДж). Так как рассчитанный тепловой эффект реакции относится к образованию 1 моль SO2 из простых веществ в их устойчивых состояниях при стандартных условиях, то DHof,298(SO2)=-297 кДж/моль.

Ответ: DH^o_{f, 298}(SO₂)= -297 кДж/моль

Пример 3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии системы при стандартных условиях для следующих процессов: 1)NH_3(г)+HCl_(г)=NH₄Cl_(к); 2) 2NH_3(г)=N_2(г)+3H_2(г); 3)Ag⁺_(р)+Cl^-_(р)=AgCl_(к)

Решение. Прогноз без расчета DS_{реакции} возможен в тех случаях, когда меняется объем системы. Так с уменьшением объема газообразных веществ или образованием кристаллических продуктов из газообразных или жидких веществ степень беспорядка уменьшается (DS<0).

1)Объем твердого продукта меньше объема исходных газов, т.е. упорядоченность системы возрастает, DS<0.

2) В реакцию вступают два объема газа, а образуется 4 объема. В результате объем системы увеличивается, и степень беспорядка возрастает, DS>0.

3) Ионы Ag⁺ и Cl^- из раствора перешли в кристаллическое вещество, DS<0.

Пример 4. Теплота растворения хлорида бария BaCl₂ равна 8,80 кДж/моль, а теплота растворения кристаллогидрата хлорида бария BaCl₂×2H₂O равна –20,53 кДж/моль. Вычислите теплоту гидратации при переходе BaCl₂ в BaCl₂×2H₂O.

Дано:	Решение:
Qраств.(BaCl2)=8,80 кДж/моль	Qраств.(BaCl2)= Qгидратации+ Qраств(BaCl2×2H2O)
Qраств(BaCl2×2H2O)=-20,53 кДж/моль	Q гидратации = Qраств.(BaCl2) - Qраств(BaCl2×2H2O)
Найти: Qгидратации	Qгидратации =8,80 –(-20,53)=29,33 (кДж/моль)

Ответ: Q_{гидратации}=29,33 кДж/моль.

 

Пример 5. Рассчитайте, возможно ли, протекание реакции восстановления оксида железа (II) водородом при температуре 25^оС. Найдите температуру, выше которой указанная реакция может протекать самопроизвольно.

Дано (из таблицы 3):
Вещество	DHof,298 кДж/моль	So298 кДж/моль×К	DGof,298 кДж/моль
FeO(т)	-264,8	0,061	-244,3
H2O(ж)	-241,8	0,190	-228,6
H2(г)		0,130
Fe(к)		0,027
Найти: Травновесия.

Решение:

FeO_(к)+ H_2(г)= Fe_(к)+ H₂O_(г)

DG^o_{298 р=} SDG^o_{f298(прод)} - SDG^o_{f298 (исх.в-в)}

DG^o_{298 р}=-228,6–(-244,3)=15,7(кДж)

Из уравнения DG=DH-TDS найдем Т_равн

При равновесии: DG=0, DH=TDS, T=DH/DS

DH^o_{298 р}=-241,8-(-264,8)=23(кДж)

DS^o_298р=0,19+0,027-0,061-0,13=0,026(кДж/К)

Т_равн=23/0,026=884,6 К.

Ответ: при Т=298К данная реакция невозможна т.к. DG^o_{298 р} > 0. Самопроизвольное протекание прямого процесса возможно при Т>884,6К.

 

Задачи для самостоятельного решения

Вариант 1

1. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции 2CO+3O₂=2CO₂. Укажите, экзо- или эндотермической будет данная реакция.

2. Тепловой эффект реакции С₂Н₅ОН_(ж)+3О_2(г)=2СО_2(г)+3Н₂О_(г) составляет 1235 кДж. Рассчитайте количество энергии, выделяющейся при сжигании 100 г этилового спирта.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: MgO_(к)+CO_2(г)®MgCO_3(к)

4. Рассчитайте DG^o₂₉₈ реакции NO_(г)+O_2(г)®NO_2(г) и сделайте вывод о возможности протекания процесса при стандартных условиях и температуре 500 К.

5. По термохимическому уравнению реакции сгорания сероводорода: H₂S_(г)+1,5O_2(г)=H₂O_(г)+SO_2(г); DH^o_р= - 518,4 кДж/моль

вычислите стандартную энтальпию сероводорода.

Вариант 2

1. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции: 4Fe_(к)+3O_2(г)=2Fe₂O_3(к). Укажите экзо- или эндотермической будет данная реакция.

2. Сколько угля надо сжечь, чтобы получить 35000 кДж энергии?

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса (предварительно расставьте коэффициенты в схеме реакций): KMnO_4(к)®K₂MnO_4(к)+MnO_2(к)+O_2(г).

4. Рассчитайте DG^o реакции СаСО_3(к)®СаО_(к)+СО_2(г) для температуры 1000^о С.

5. Рассчитайте стандартную энтропию нитрата меди, если стандартная энтропия реакции 2CuO_(к) + 4NO_2(г) + O_2(г) = 2Cu(NO₃)_2(к) равна -867Дж/К.

Вариант 3

1. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции СаО_(к)+СО_2(г)=СаСО_3(к). Укажите, экзо- или эндотермической будет эта реакция.

2. Рассчитайте количество энергии, выделяющейся при сжигании 10 м³ (н.у.) ацетилена, если тепловой эффект реакции С₂Н_2(г)+О_2(г)®СО_2(г)+Н₂О_(г) составляет 2600 кДж.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: CS_2(ж)+O_2(г)®CO_2(г)+SO_2(г).

4. Определите, может ли быть восстановлена медь по реакции CuO_(к)+H_2(г)=Cu_(к)+H₂O_(г) при 500 К.

5. Рассчитайте стандартную энтропию реакции SO_2(г)+H₂S_(г)→S_(к)+H₂O_(ж).

Вариант 4

1. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции: Cr₂O_3(к)+2Al_(к)=2Cr_(к)+Al₂O_3(к). Укажите, экзо- или эндотермическим является данный процесс.

2. Теплота растворения Na₂SO₃ равна 11,3 кДж/моль, теплота гидратации этой соли Na₂SO₃®Na₂SO₃×7H₂O составляет 58,16 кДж/моль. Вычислите теплоту растворения кристаллогидрата.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса C₂H_6(г)+O_2(г)®CO_2(г)+H₂O_(г).

4. Вычислите DG^o для реакции C_(к)+Fe₂O_3(к)®Fe_(к)+CO_(г). Определите температуру, выше которой данная реакция протекает самопроизвольно.

5. Рассчитайте изменение энтропии при стандартных условиях для реакции: CH_4(г)+O_2(г)®CO_2(г)+H₂O_(г).

Вариант 5

1. Рассчитайте изменение энтальпии при стандартных условиях для реакции KClO_3(к)®KCl_(к)+O_2(г).

2. Вычислите количество тепла, выделяющееся при сгорании 100 м³ этилена.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: HF_(г)+N_2(г)®NF_3(г)+H_2(г).

4.Рассчитайте, будет ли самопроизвольно протекать реакция SO_2(г)+H₂S_(г)=S_(к)+H₂O_(ж) в изолированной системе при стандартных условиях.

5. Рассчитайте стандартную энтропию азотной кислоты, если значение стандартной энтропии реакции 4NO_2(г)+O_2(г)+2H₂O_(ж)=4HNO_3(ж) равно –681 Дж/К.

Вариант 6

1. Рассчитайте изменение энтальпии при стандартных условиях для реакции Са(ОН)_2(к)=СаО_(к)+Н₂О_(ж).

2. Горение формальдегида НСОН протекает согласно уравнению НСОН_(г)+О_2(г)=СО_2(г)+Н₂О_(ж); DH^o_р=-560 кДж. Вычислите теплоту образования формальдегида.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса NO_(г)+O_2(г)®NO_2(г).

4. Определите, может ли может ли протекать реакция 3MgO_(к)+2Cr_(к)=3Mg_(к)+Cr₂O_3(к) при 298 К, 500 К.

5. Рассчитайте стандартную энтропию серной кислоты, если значение стандартной энтропии реакции 2H₂O_(ж)+2SO_2(г)+O_2(г)=2H₂SO_4(ж) составляет –527 Дж/К.

Вариант 7

1. Рассчитайте изменение энтальпии при стандартных условиях для реакции Fe₂O_3(к)+CO_(г)®Fe₃O_4(к)+CO_2(г). Укажите, экзо или эндотермической является эта реакция.

2. По термохимическому уравнению 2NH_3(г)+H₂O_(г)+SO_3(г)=(NH₄)₂SO_4(к); DH^o_р=-451 кДж рассчитайте стандартную энтальпию образования сульфата аммония.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: AsF_5(г)®AsF_3(г)+F_2(г).

4. Определите, будет ли протекать самопроизвольно реакция SO_2(г)+NO_2(г)=SO_3(г)+NO_(г) при стандартных условиях и температуре 700 К.

5. Горение формальдегида НСОН протекает согласно уравнению НСОН_(г)+О_2(г)=СО_2(г)+Н₂О_(ж); DH^o_р=-560 кДж. Сколько кДж энергии выделится при сгорании 300 г формальдегида?

Вариант 8

1. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции СаО_(к)+Р₂О_5(к)®Са₃(РО₄)_2(к). Укажите, экзо- или эндотермическим является этот процесс.

2. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: C₂H_2(г) +О₂®CO_2(г)+H₂O_(г).

3. Рассчитайте тепловой эффект сжигания 6,5 кг серы, если тепловой эффект реакции S_(к)+O_2(г)=SO_2(г) равен 297 кДж.

4. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса для реакции FeO_(к)+CO_(г)®Fe_(к)+CO_2(г), определите температуру, при которой равновероятно протекание прямого и обратного процессов.

5. Рассчитайте стандартную энтропию нитрата свинца, если значение стандартной энтропии реакции 2PbO_(к)+4NO_2(г)+O_2(г)=2Pb(NO₃)_2(к) составляет –871 Дж/К.

Вариант 9

1. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции Fe₃O_4(к)+H_2(г)®FeO_(к)+H₂O_(г).

2. Какое количество энергии выделится при получении 1 кг карбида кальция по реакции СаО_(к)+3С_(т)=СаС_2(к)+СО_(г) при стандартных условиях?

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: NH_3(г)+O_2(г)®NO_(г)+H₂O_(г).

4. Вычислите стандартную энергию Гиббса для реакции Cr₂O_3(к)+H_2(г)®Cr_(к)+H₂O_(г). Определите температуру, выше которой процесс идет самопроизвольно.

5. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса образования оксида железа (III) по следующим данным: 1)2Fe_(к)+O_2(г)=2FeO_(к); DG^о_298(I)=-490 кДж; 2)4FeO_(к)+O_2(г)=2Fe₂O_3(к); DG^о_298(II)=-504 кДж.

Вариант 10

1. Рассчитайте значение стандартной энтальпии реакции Fe₂O_3(к)+Mg_(к)®Fe_(к)+MgO_(к).

2. Определите тепловой эффект окисления 1000 л аммиака по реакции 4NH_3(г)+5O_2(г)=4NO_(г)+6H₂O_(г) при стандартных условиях.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: CH_4(г)+O_2(г)®CO_2(г)+H₂O_(г).

4. Определите₎, можно ли восстановить цинк по реакции ZnO_(к)+Mg_(к)®Zn_(к)+MgO_(к при 1500 К.

5. Рассчитайте стандартную энтропию хромата аммония, если для реакции 2(NH₄)₂CrO_4(к)=Cr₂O_3(к)+N_2(г)+5H₂O_(ж)+2NH_3(г) значение стандартной энтропии реакции равно +661 Дж/К.

Вариант 11

1. Для реакции PH_3(г)+O_2(г)®P₂O_5(к)+H₂O_(ж) вычислите стандартную энтальпию и укажите экзо- или эндотермической является она.

2. На основании следующих термохимических данных: С_{(графит)}+О_2(г)=СО_2(г); DН_р=-393,51 кДж, С_{(аморфный уголь)}+О_2(г)®СО_2(г); DН_р=-409,20 кДж, вычислите тепловой эффект превращения графит®аморфный уголь.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: C₂H_4(г)+H_2(г)®C₂H_6(г).

4. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса для реакции CaCO_3(к)=CaO_(к)+CO_2(г). Возможно ли протекание реакции при 1300 К?

5. Рассчитайте стандартную энтропию KClO₄, если для реакции 4KClO_4(к)=2KClO_3(к)+2KCl_(к)+5O_2(г), значение стандартной энтропии равно 871Дж/К.

Вариант 12

1. Вычислите стандартную энтальпию реакции H₂S_(г)+O_2(г)®S_(к)+H₂O_(ж). Укажите, экзо- или эндотермической будет эта реакция.

2. Пользуясь термохимическим уравнением NH_3(г)+HCl(г)=NH₄Cl_(к);-175 кДж, вычислите стандартную энтальпию образования хлорида аммония.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: C₂H_4(г)+H₂O_(г)®C₂H₅OH_(г).

4. Рассчитайте, будет ли самопроизвольно протекать реакция ZnS_(к)+O_2(г)®ZnO_(к)+SO_2(г) при 1000 К.

5. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса образования оксида мышьяка (V) из простых веществ по следующим данным:

(I)4As_(к)­+3O_2(г)=2As₂O_3(к); DG^о_298(I)=-1178 кДж;

(II)As₂O_3(к)+O_2(г)=As₂O_5(к); DG^о_298(II)=-193 кДж.

Вариант 13

1. Вычислите стандартную энтальпию реакции FeO_(к)+H_2(г)=Fe_(к)+H₂O_(г). Укажите, экзо- или эндотермической является эта реакция.

2. Теплота растворения хлорида бария равна 8,80 кДж/моль; теплота гидратации этой соли BaCl₂®BaCl₂×2H₂O составляет 29,33 кДж/моль. Вычислите теплоту растворения кристаллогидрата.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: (NH₄)₂Cr₂O_7(к)®Cr₂O_3(к)+N_2(г)+H₂O_(г).

4. Рассчитайте энергию Гиббса реакции PbS_(к)+ 3O_2(г)= 2PbO_(к)+ 2SO_2(г) при 298 К. Определите температуру, выше которой данная реакция идет самопроизвольно.

5. Рассчитайте изменение энтропии для реакции С_{(графит)}+Н₂О_(г)=СО_(г)+Н_2(г) при стандартных условиях.

Вариант 14

1. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции С₂Н_2(г)+Н_2(г)=С₂Н_4(г). Укажите, экзо- или эндотермической является данная реакция.

2. Вычислить тепловой эффект перехода S_{(моноклинная)}®S_{(ромбическая)} по следующим термохимическим данным: S_{(моноклин)}+O_2(г)®SO_2(г); ΔН⁰_р=-296,959 кДж; S_{(ромбическая)}+O_2(г)=SO_2(г); ΔН⁰_р=-296,645 кДж.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: CO_(г)+F_2(г)®COF_2(г).

4. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса для реакции SO_2(г)+H₂S_(г)®S_(к)+H₂O_(ж), Рассчитайте температуру, при которой равновероятно протекание прямого и обратного процессов.

5. Рассчитайте стандартную энтропию исходного вещества, если значение стандартной энтропии реакции Na₂CO₃×10H₂O_(к)=2NaOH_(к)+CO_2(г)+9H₂O_(ж) составляет +1478 Дж/К.

Вариант 15

1. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции 3NiO_(к)+2Al_(к)=3Ni_(к)+Al₂O_3(к). Укажите, экзо- или эндотермической является данная реакция.

2. По термохимическому уравнению C₂H_6(ж)+ 3,5O_2(г) = 2CO_2(г)+ 3H₂O_(ж); DН_р=-1559,8 кДж, рассчитайте стандартную энтальпию образования этана.

3. Не производя расчетов, предскажите знак изменения энтропии при стандартных условиях для процесса: Fe₂O_3(к)+H_2(г)®Fe₃O_4(к)+H₂O_(г).

4. Сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания при стандартных условиях реакции H₂S_(г)+O_2(г)®H₂O_(г)+SO_2(г). Рассчитайте температуру, выше которой реакция протекает самопроизвольно.

5. Рассчитайте стандартную энтропию сульфита натрия, если значение стандартной энтропии реакции 4Na₂SO_3(к) = 3Na₂SO_4(к) + Na₂S_(к) равно –60 Дж/К.

Тестовые задания для самоконтроля

1. Как называется энергия движения и взаимодействия всех частиц системы, за исключением кинетической энергии движения системы и потенциальной энергии ее в поле тяготения?

1) энтальпия;

2) внутренняя энергия;

3) потенциал Гиббса.

2. Как называется функция состояния, характеризующая теплосодержание системы при р=const?

1) энтальпия;

2) энергия Гиббса;

3) энтропия.

3. При абсолютном нуле энтропия всех тел равна 0- это:

1) Первый закон термодинамики;

2) Второй закон термодинамики;

3) Третий закон термодинамики.

4. Не прибегая к расчетам, определите знак изменения энтропии при стандартных условиях для реакций: a)2SO_2(г)+O_2(г)=2SO_3(г); b)NH_3(г)+HBr(г)=NH₄Br_(к).

1) a) DS>0; b) DS<0;

2) a) DS>0; b) DS>0;

3) a) DS<0; b) DS<0.

5. Рассчитайте температуру равновесия для обратимой реакции, если DН_р⁰=260,3 кДж, DS_р⁰=282 Дж/К:

1) 0,92 К;

2) 923 К;

3) 1,08 К.

6. Как называются реакции, протекающие с выделением тепла?

1) гетерогенные;

2) экзотермические;

3) эндотермические.

7. Подводимая к системе энергия расходуется на увеличение внутренней энергии и совершение работы против сил внешнего давления - это:

1) Первый закон термодинамики;

2) Второй закон термодинамики;

3) Третий закон термодинамики.

8. Как называется критерий самопроизвольного протекания реакции при постоянном давлении?

1) энтальпия;

2) энергия Гиббса;

3) энтропия.

9. Функция состояния, характеризующая степень неупорядоченности системы, – это:

1) энтальпия;

2) энергия Гиббса;

3) энтропия

10. Какова стандартная энтальпия образования оксида бария – BaO в кДж/моль, если при окислении 0,2 моль бария выделилось 111,62 кДж тепла?

1) 1116,2;

2) 2232,4;

3) 558,1.

Ключи к тестовым заданиям

№ вопроса
№ ответа

 

Химическая кинетика

Контрольные вопросы

1. Дайте определение скорости химической реакции.

2. Дайте формулировку закона действия масс для гомогенной и гетерогенной реакции.

3. Дайте определение константы скорости химической реакции. От каких параметров она зависит?

4. Охарактеризуйте влияние температуры на скорость химической реакции (правило Вант-Гоффа).

5. Прокомментируйте уравнение Аррениуса. Дайте определение энергии активации.

6. Что такое катализатор? Каков механизм действия катализатора? Приведите примеры гомогенного и гетерогенного катализа.

7. Дайте определения обратимой химической реакции и химического равновесия.

8. Дайте вывод константы химического равновесия, от каких параметров она зависит?

9. Дайте формулировку принципа Ле-Шателье.

10. Приведите пример обратимой химической реакции, объясните, как интенсивность различных параметров может влиять на смещение равновесия реакции.

Примеры решения задач

Пример 1. Как изменится скорость химической реакции: СО + О₂ ® СО₂, если концентрацию угарного газа повысить в 3 раза?

Дано:	Решение:
[CO]2 =3[CO]1	1.Составим уравнение реакции:
Найти: n2/n1	2СО + О2 = 2 СО2

2.Напишем выражение закона действия масс для этого процесса при исходных условиях:

n₁ = k[CO]²×[O₂]

3.Напишем выражение закона действия масс для этого процесса с учетом повышения концентрации СО в 3 раза. (Константа скорости реакции (k) не зависит от концентрации реагентов).

n₂ = k (3[CO])²×[O₂]

4.Составим отношение n₂/n₁:

n₂/n₁= k (3[CO])²×[O₂]/ k[CO]²×[O₂]= 3²/1 =9

Ответ: при возрастании концентрации СО в 3 раза скорость химической реакции увеличится в 9 раз.

Пример 2. Как изменится скорость химической реакции при снижении температуры процесса с 1030°С до 1000°С, если температурный коэффициент реакции равен 2?

Дано:	Решение:
t1=1030°C	nt+10n/nt = gn
t2=1000°C	n = (1030-1000):10 = 3
g= 2	По условию задачи t1­>t2, следовательно v1 > v2
Найти: n1/n2	n1/n2= gn, gn = 23 = 8

Ответ: скорость химической реакции уменьшится в 8 раз.

Пример 3. В направлении какого процесса сместится равновесие системы SO₂+O₂ ® SO₃; DН<0 при а) возрастании концентрации SO₂; б) снижении температуры; в) повышении давления; г) внесении катализатора? Составьте выражение константы химического равновесия для этой системы.

Решение:

1)Составим термохимическое уравнение:

2 SO_{2 (г)}+ O_2(г) 2 SO_3(г) + Q (ΔН<0, реакция экзотермическая)

В соответствии с принципом Ле-Шателье:

а) равновесие смещается вправо, в сторону прямой реакции, понижающей концентрацию SO₂;

б) равновесие смещается в сторону экзотермической реакции, т.е. вправо;

в) равновесие смещается в сторону снижения давления, т.е. вправо, т.к. меньшее число молекул газа оказывают меньшее давление;

г) равновесие не смещается, т.к. катализатор увеличивает скорость прямой и обратной реакции в одинаковое число раз.

2)Константа равновесия для реакции окисления оксида серы (IV): K_р = [SO₃]²/[SO₂]²×[O₂]

 

Задачи для самостоятельного решения

Вариант 1

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: Zn_(к) + H₂O_(пар) ® ZnO_(к) + H_{2 (г)}

2. Как изменится скорость реакции: СО _(г)+ О_2(г) ® СО_2(г); DН<0, если а)концентрацию СО увеличить в 2 раза; б) температуру процесса повысить на 30 ^°С (g=2).

3. В какую сторону сместится равновесие этой химической реакции, если

а) повысить температуру;

б) увеличить давление;

в) внести катализатор;

г) увеличить концентрацию СО₂?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 2.

Вариант 2

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: СаО_(тв)+ H₂SO_4(р-р)® CaSO_4(р-р)+ H₂O_(ж).

2. Как изменится скорость химической реакции: SO_2(г) + O_2(г) ® SO_3(г) , если а) концентрацию О₂ увеличить в 4 раза; б) температуру процесса повысить на 40 °С (g=3)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

NO_(г) + O_2(г) ® NO_2(г); DH<0, если:

а) снизить температуру;

б) увеличить давление;

в) внести катализатор;

г) увеличить концентрацию NO?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 3

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: Zn_(к)+ HCl_(р-р) ® ZnCl_2(р-р)+ H_2(г).

2. Как изменится скорость химической реакции: NO_(г) + O_2(г) ® NO_2(г), если: а) концентрацию NO уменьшить в 3 раза; б) температуру процесса повысить на 20°С (g=3)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

SO_{2 (г)}+ O_{2 (г)} ® SO_{3 (г)}; DН<0, если:

а) снизить температуру;

б) увеличить давление;

в) внести катализатор;

г) увеличить концентрацию SO₃?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 4

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: C_(к) + О_{2 (г)} ® СО_(г).

2. Как изменится скорость химической реакции: O_2(г) + H_2(г) ® H₂O_(г), если: а) концентрацию Н₂ уменьшить в 2 раза; б) температуру процесса повысить на 60°С (g=3)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

H_2(г)+ O_2(г) ® H₂O _(г); DН<0, если:

а) снизить температуру;

б) увеличить давление;

в) ввести катализатор;

г) уменьшить концентрацию Н₂О?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 5

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: Mg_(к) + O_2(г) ® MgO _(к).

2. Как изменится скорость химической реакции: SO_2(г) + O_2(г) ® SO_3(г), если а) концентрацию SO₂ увеличить в 3 раза; б) температуру процесса понизить на 40°С (g=3)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

H_2(г) + Br_2(г)® HBr_(г); DH<0, если:

а) снизить температуру;

б) увеличить давление;

в) ввести катализатор;

г) уменьшить концентрацию Br₂?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 6

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: H₂S_(г) + SO_{2 (г)} ® S_(г) + H₂O_(ж).

2. Как изменится скорость химической реакции: N_2(г) + O_2(г) ®NO_(г), если а) концентрацию О₂ уменьшить в 4 раза; б) температуру процесса повысить на 30°С (g=2)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

СаСО_3(к) ® СаО_(к) + СО_2(г); DН>0, если:

а) повысить температуру;

б) увеличить давление;

в) ввести катализатор;

г) увеличить концентрацию СО₂?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 7

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: Fe_(к) + CuSO_4(р-р) ® Cu_(к) + FeSO_{4 (р-р).}

2. Как изменится скорость химической реакции: N_{2 (г)} + H_{2 (г)} ® NH_3(г), если а) концентрацию N₂ увеличить в 2 раза; б) температуру процесса повысить на 40 °С (g=2)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

H_{2 (г)} + Сl_2(г) ® НСl_(г); DН<0, если:

а) снизить температуру;

б) увеличить давление;

в) ввести катализатор;

г) уменьшить концентрацию Сl₂?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 8

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: CaO _(к) + CO_2(г) ® CaCO_3(к).

2. Как изменится скорость химической реакции:

H₂S_(г) + SO_2(г)® S_(к) + H₂O_(ж), если: а) концентрацию H₂S уменьшить в 3 раза; б) температуру процесса повысить на 30°С (g=2)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

HI_(г) ® H_{2 (г)} + I_2(г); DН>0, если:

а) снизить температуру;

б) увеличить давление;

в) ввести катализатор;

г) уменьшить концентрацию HI?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 9

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: Са_(к) + Н₂О_(ж) ® Са(ОН)_2(р-р) + Н_{2 (г)} .

2. Как изменится скорость химической реакции: CO_{2 (г)} + C _(к) ® CO_(г), если а) концентрацию СО₂ уменьшить в 2 раза; б) температуру процесса повысить на 40°С (g=2)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

NO_(г) + О_2(г) ® NO_2(г); DН<0, если:

а) снизить температуру;

б) уменьшить давление;

в) ввести катализатор;

г) уменьшить концентрацию NO₂?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 10

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: FeO_(к) + СO_(г) ® Fe_(к) + СО_2(г)

2. Как изменится скорость химической реакции: H_2(г) + I_2(г) ® HI_(г), если:

а)уменьшить концентрацию Н₂ в 2 раза; б) повысить температуру процесса на 60°С (g=4)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

Mg_(к) + CO_2(г) ® MgO_(к) + CO_(г); DН<0, если:

а) повысить температуру;

б) увеличить давление;

в) ввести катализатор;

г) уменьшить концентрацию СО₂?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 11

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса:

Fe₂O_3(к)+ CO _(г) ® FeO_(к) + CO_{2 (г)}.

2. Как изменится скорость химической реакции: C_(к) + O_2(т) ® CO_2(г), если

а) концентрацию О₂ увеличить в 3 раза; б) температуру процесса понизить на 20°С (g=3)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

CH_{4 (г)} + O_{2 (г)} ® CO_{2 (г)} + H₂O_(г); DH<0, если

а) повысить температуру;

б) увеличить давление;

в) ввести катализатор;

г) увеличить концентрацию О₂?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 12

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: SO_{2 (г)} + Li₂O_(к) ® Li₂SO_3(к).

2. Как изменится скорость химической реакции: Н_2(г) + S_(к) ® Н₂S _(г), если:

а) концентрацию Н₂ уменьшить в 4 раза; б) температуру процесса повысить на 30 °С (g=2)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

SnO _(к) + H_{2 (г)} ® Sn_(к) + H₂O _(г); DН>0, если:

а) повысить температуру;

б) уменьшить давление;

в) ввести катализатор;

г) уменьшить концентрацию Н₂?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 13

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: CaO_(к) + CO_2(г) ® СaCO_3(к).

2. Как изменится скорость химической реакции:

H₂S_(г) + O_2(г) ® S_(к) + H₂O_(г), если: а) концентрацию сероводорода увеличить в 2 раза; б) температуру процесса повысить на 40°С (g = 2)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

С_(к) + H₂O_(г) ® CO_(г) + H_2(г); DН>0, если

а) повысить температуру;

б) уменьшить давление;

в) внести катализатор;

г) уменьшить концентрацию СО?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 14

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: Н₂О_(ж) + Li₂O_(к) ® LiOH_(р-р).

2. Как изменится скорость химической реакции: H_2(г)+ Cl_2(г) ®HCl_(г), если: а)концентрацию Н₂ увеличить в 2 раза; б) температуру процесса повысить на 30°С (g = 2)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

Н_2(г) + С_{(графит)} ® СН_4(г); DН<0, если:

а) снизить температуру;

б) уменьшить давление;

в) внести катализатор;

г) уменьшить концентрацию Н₂?

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Вариант 15

1. Составьте математическое выражение закона действия масс для следующего процесса: Cu_(к) + HNO_3(р-р)® Cu(NO₃)_2(р-р) + NO_(г) + H₂O_(ж).

2. Как изменится скорость химической реакции: H₂S_(г)+O_2(г)®SO_2(г)+H₂O_(г), если: а) концентрацию О₂ уменьшить в 3 раза; б) температуру процесса повысить на 40°С (g=3)?

3. В какую сторону сместится равновесие химической реакции:

СН_4(г) + Н₂О_(г)® СО_(г) + Н_2(г); DН<0, если

а) снизить температуру;

б) уменьшить давление;

в) внести катализатор;

г) увеличить концентрацию Н₂.

4. Составьте выражение константы химического равновесия для процесса 3.

Тестовые задания для самоконтроля

1. Как изменится скорость химической реакции А + 2В = АВ₂, если концентрацию вещества В увеличить в 2 раза?

1) увеличится в 2 раза;

2) уменьшится в 2 раза;

3) увеличится в 4 раза.

2. Как называется реакция, которая идет на границе раздела фаз?

1) гомогенная;

2) гетерогенная;

3) экзотермическая.

3. Как изменится скорость реакции при повышении температуры на 20^о, если температурный коэффициент реакции равен 3?

1) увеличится в 3 раза;

2) уменьшится в 9 раз;

3) увеличится в 9 раз.

4. В какую сторону сместится равновесие реакции: 2CO_(г) + O_2(г) =2CO_2(г); - ∆Н, при а) повышении давления, б) понижении температуры?

1) а) →, б) →;

2) а)←, б)←;

3) а) →, б) ←.

5. Скорость реакции увеличивается в 2-4 раза при повышении температуры на каждые 10^о - это:

1) закон действия масс;

2) принцип Ле-Шателье;

3) правило Вант-Гоффа.

6. Скорость реакции пропорциональна концентрации реагирующих веществ в степени их стехиометрических коэффициентов – это:

1) Закон действия масс;

2) Правило Вант-Гоффа;

3) Принцип Ле-Шателье.

7. Константа скорости химической реакции не зависит от…

1) природы реагирующих веществ;

2) концентрации реагирующих веществ;

3) температуры.

8. Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие, то равновесие смещается в таком направлении, которое ослабляет внешнее воздействие –

1) закон действия масс;

2) принцип Ле-Шателье;

3) правило Вант-Гоффа.

9. Состояние химического равновесия не зависит от:

1) концентрации реагирующих веществ;

2) присутствия катализатора;

3) температуры.

10. Механизм д