Termochemia, kinetyka i równowaga

TERMOCHEMIA, KINETYKA I RÓWNOWAGA
1. Podczas spalania 1,6 g siarki w tlenie powstało 14,8 kJ ciepła. Obliczyć standardową
entalpię tworzenia SO2
2. Jaki będzie efekt cieplny spalenia 1 kg węgla do CO2, jeżeli ΔHoCO2 (g) = - 393,5 kJ/mol
3. Obliczyć entalpię reakcji :
2Cu(s) + O2(g) = 2 CuO (s)
mając dane :
a) CuO (s) + C(s) = Cu(s) + CO(g)
b) C(s) + 1/2 O2(g) = CO(g)
ΔHoa = 44kJ
ΔHob = -111 kJ
4. Obliczyć entalpię reakcji :
Fe2O3(s) + 3 Mg (s) = 2 Fe (s) + 3 MgO (s) ΔHor =?
mając dane :
a) 4 Fe (s) + 3O2(g) = 2 Fe2O 3 (s)
ΔHoa = -1644 kJ
b) Mg(s) + 1/2O2(g) = MgO(s)
ΔHob = 602 kJ
5. Znając ciepła tworzenia substancji
ΔHo Fe2O3 (s) = - 821,32 kJ/mol
ΔHo CO (g) = - 110,5 kJ/mol
ΔHoCO2 (g) = - 393,5 kJ/mol
obliczyć efekt cieplny reakcji
Fe2O3 (s) + 3 CO (g) = 2 Fe (s) + 3 CO2 (g) w temp 25 C
6. W jakiej temperaturze reakcja, dla której ΔH°r = 10,5 kJ, a ΔS° = 30 kJ będzie
spontaniczna.
7. W która stronę przesuną stan równowagi reakcji:
2 H2 (g) + O2 (g) = 2 H2O (g)
ΔH° = -482 kJ
CO(g) + H2O (g) = CO2 (g) + H2(g)
ΔH° = -42 kJ
ΔH° = 178 kJ
CaCO3 = CaO(s) + CO2 (g)
a) obniżenie temperatury
b) podwyższenie ciśnienia
8. Ciepło tworzenia Fe2O3 (s) wynosi – 821,3 kJ/mol, a ciepło tworzenia Al2O3 –1675,0
kJ/mol. Obliczyć efekt cieplny reakcji redukcji 1 mola Fe2O3 metalicznym glinem
9. Obliczyć standardową zmianę potencjału termodynamicznego ΔG° dla reakcji
Cd(s) + 2 AgCl (s) = 2 Ag (s) + CdCl2(s)
mając dane
SoCd = 51,76 J/gatomK
SoAgCl = 96,07 J/mol K
SoAg = 42,69 J/gatomK
SoCdCl2 = 115,3 J/mol K
ΔH° AgCl = - 126,8 kJ/mol
ΔH° CdCl2 = - 389,0 kJ/mol
10. Stała równowagi reakcji H2 + Cl2 = 2 HCl w pewnej temperaturze wynosi Kp = 1
Wyznaczyć skład mieszaniny w stanie równowagi w % obj. wiedząc, że mieszanina
wyjściowa zawierała 2 l H2 i 3 l Cl2
Zbiornik o powierzchni 20m2 i wysokości 4 m zawiera powietrze. Ile ciepła potrzeba
do ogrzania powietrza w tym zbiorniku od 10 do 20 °C. Ciepło molowe azotu i tlenu
wynosi Cp = 27,19 + 4,18 × 10-3 T J/mol K
11. From the data tabulated below, calculate at 298 K:
(i) the standard enthalpy of formation of benzoic acid (C6H5CO2H),
(ii) the standard entropy of formation of benzoic acid,
(iii) the standard free energy of formation of benzoic acid.
ΔHo combustion C6H5CO2H (s) = -3227 kJ mol-1
ΔHo of H2O (l) = -285.8 kJ mol-1
ΔHo of CO2 (g) = -393.5 kJ mol-1
So C6H5CO2H (s) = 167.6 J K-1 mol-1
So H2 (g) = 130.7 J K-1 mol-1
So C (s) = 5.740 J K-1 mol-1
So O2 (g) = 205.1 J K-1 mol-1
12. Podaj wyrażenie na stałą równowagi Kc dla reakcji
PCl5 (g) ⇔ PCl3 (g) + Cl2 (g)
Podaj wyrażenie na stałą równowagi Kp dla powyższej reakcji I wyprowadz zależność
pomiędzy dwiema stałymi Kp i Kc.
3.0 mole PCl5 umieszczono w naczyniu reakcyjnym o objętości 250 dm3
pozostawiając w temp 250 oC do momentu osiągnięcia stanu równowagi z produktami
rozkładu. Jaki będzie skład mieszaniny równowagowej w temp 250 oC gdy stała Kc
wynosi 1,80.
13. Naszkicuj schemat kalorymetru (bomby kalorymetrycznej) i przedstaw jego
zastosowanie do wyznaczania standardowej entalpii spalania materiałów.
14. Zdefiniuj energię wewnętrzną i entalpię substancji oraz podaj zależność pomiędzy
tymi dwiema funkcjami.
15. Energia wewnętrzna układu wzrosła o 400 J w wyniku absorpcji 600 J ciepła. Czy
praca została wykonana na układzie, czy też przez układ ? Jaka praca została
wykonana ?
16. Wodór może zastąpić aktualnie stosowane paliwa. Podaj przeszkody które utrudniają
dzisiaj jego powszechne zastosowanie w charakterze paliwa.
17. Arrhenius podał zależność pomiędzy stałą szybkości k a temperaturą reakcji T w
postaci wyrażenia k = A exp (-B/T)
Jakie są miana wielkości A I B?
Jak inaczej wyrazić można wielkość B i jakie jest znaczenie tej wielkości w analizie
mechanizmu reakcji ?
18. Opisz 3 sposoby zwiększania energii wewnętrznej układu otwartego. Który z nich
można zastosować do zwiększania energii wewnętrznej układu zammkniętego ?
19. W syntezie amoniaku,
N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)
entalpia reakcji wynosi –92.22 kJ mol-1 w temp 298 K. Synteza przemysłowa
przebiega w temp 450 K. Wykorzystując dane z poniższej tabelki ustal zmianę entalpii
dla reakcji w tej temp.
20. Oblicz zmiany entalpii swobodnej ΔG dla reakcji syntezy amoniaku w temp 298 K
oraz 450 K.