Домашняя работа № 3 Варианты домашней работы Студент

Домашняя работа № 3
Второй закон термодинамики. Химическое равновесие.
Варианты домашней работы
Студент
131995RDKR
132005RDKR
132024RDKR
131987RDKR
132029RDKR
130719RDKR
132022RDKR
132048RDKR
131547RDKR
062434RDKR
132052RDKR
131950RDKR
131997RDKR
132047RDKR
073342RDKR
№ варианта
Вариант 1
Вариант 2
Вариант 3
Вариант 4
Вариант 5
Вариант 6
Вариант 7
Вариант 8
Вариант 9
Вариант 10
Вариант 11
Вариант 12
Вариант 13
Вариант 14
Вариант 15
Вариант 16
Вариант 17
Вариант 18
Вариант 19
Вариант 20
Вариант 21
Срок сдачи 12 апреля 2015 г.
Работу оформить на бумаге формата А4 в рукописной форме. У работы должен быть
титульный лист, оформленный на компьютере. Пример оформления титульного листа
найдете на следующей странице.
В работе обязательно должны быть приведены условия задач
использованные источники!
и ссылки на
Если исходные данные для расчета были взяты из справочника, нужно указать, что это за
справочник и номера страниц, на которых эти данные находятся.
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL
Virumaa Kolledž
RAR0571 Füüsikaline keemia
Üliõpilase ees- ja perekonnanimi
Üliõpilaskood XXXXXXRDKR
Termodünaamika II seadus. Keemiline tasakaal
Kodutöö nr 3
Variant XX
Õppejõud: lektor A. Zguro
Kohtla-Järve 2015
Вариант 1.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Бром
m, г
800
Т1, К
300
Т2, К
1000
2. Определите суммарное изменение энтропии при нагревании 1 кмоль ацетона от
25°С до температуры кипения 56°С и полном его испарении. Теплоемкость
ацетона ср=125 кДж/(кмоль·К).
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
N2(g) + H2(g) <=> 2NH3(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 2.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Хлор
m, г
568
Т1, К
800
Т2, К
300
2. Определите суммарное изменение энтропии при нагревании 800 кг скипидара
С10Н16 от 20°С до температуры кипения 190°С и полном его испарении.
Теплоемкость скипидара 1,76 кДж/(кг·К).
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
H2(g) + Cl2(g) <=> 2HCl(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 3.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Фтор
m, г
456
Т1, К
300
Т2, К
700
2. Определите суммарное изменение энтропии при нагревании 30 кмоль метанола от
минус 10°С до температуры кипения 65°С и полном его испарении. Теплоемкость
спирта 82 кДж/(кмоль·К).
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
3NO2(g) + H2O(l) <=> 2HNO3(l) + NO(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 4.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Водород
m, г
30
Т1, К
900
Т2, К
300
2. Определите суммарное изменение энтропии при нагревании 1 кг воды от 20°С до
температуры кипения 100°С и полном её испарении.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
2CH4(g) <=> C2H2(g) + 3H2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 5.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Иод
m, г
508
Т1, К
300
Т2, К
600
2. Определите изменение энтропии при нагревании 1 кг железа от 25°С до 350°С.
Учтите зависимость теплоёмкости от температуры.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
CO(g) + 2H2(g) <=> CH3OH(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 6.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Азот
m, г
280
Т1, К
1500
Т2, К
300
2. Определите изменение энтропии при охлаждении 5 моль алюминия от 0°С до
минус 100°С. Учтите зависимость теплоёмкости от температуры.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
C3H8(g) + 3H2O(g) <=> 3CO(g) + 7H2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 7.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Кислород
m, г
320
Т1, К
300
Т2, К
800
2. Рассчитайте изменение энтропии при нагревании 0,4 моль хлорида натрия от 20°С
до 850°С. Мольная теплоемкость хлорида натрия равна:
Cp(NaCl(т)) = 45,94 + 16,32·10-3T Дж/(моль·К),
Ср(NaCl(ж)) = 66,53 Дж/(моль·К).
Температура плавления хлорида натрия 800°С, теплота плавления 31,0 кДж/моль.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
N2(g) + O2(g) <=> 2NO(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 8.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Сера (S2)
m, г
352
Т1, К
700
Т2, К
300
2. Один моль гелия при 100°С и 1 атм смешивают с 0,5 моль неона при 0°С и 1 атм.
Определите изменение энтропии, если конечное давление равно 1 атм.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
4NH3(g) + 3O2(g) <=> 2N2(g) + 6H2O(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 9.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Оксид углерода (II)
m, г
420
Т1, К
1000
Т2, К
300
2. Один моль азота при 25°С и 1 атм смешивают с 3 моль кислорода при 25°С и 1 атм.
Определите изменение энтропии, если конечное давление равно 1 атм.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
CH4 (g) + ½O2(g) <=> CO(g) + 2H2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 10.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Оксид углерода (IV)
m, г
880
Т1, К
300
Т2, К
900
2. В ёмкости объёмом 30 литров находится 28 г азота, в другой такой же ёмкости
находится 32 г кислорода. Давление и температура в обеих ёмкостях одинаковые.
Определите изменение энтропии при смешении газов. Газы считать идеальными.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
CH4(g) + H2O(g) <=> CO(g) + 3H2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 11.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Бромоводород
m, г
891
Т1, К
1200
Т2, К
300
2. Бромбензол кипит при температуре 186,8°С, его теплота испарения равна
241,9 Дж/г. Определите изменение энтропии при испарении 10 г бромбензола.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
CO(g) + H2O(g) <=> CO2(g) + H2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 12.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Хлороводород
m, г
219
Т1, К
300
Т2, К
1500
2. Определите изменение энтропии при нагревании 2 моль кислорода от 27°С до
127°С при давлении 1 атм. Учтите зависимость теплоёмкости от температуры.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
C2H6(g) + 2H2O(g)<=> 2CO(g) + 5H2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 13.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Вода
m, г
360
Т1, К
1500
Т2, К
300
2. Определите изменение энтропии при нагревании 1 моль кадмия от 25°С до 727°С,
если температура плавления кадмия равна 321°С и теплота плавления составляет
6100 кДж/моль.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
2NO(g) + O2(g) <=> 2NO2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 14.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Аммиак
m, г
510
Т1, К
300
Т2, К
700
2. Определите изменение энтропии при плавлении 1 кг свинца, если теплота
плавления свинца 23,04 Дж/г, температура плавления свинца 327,4°С.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
H2(g) + I2(g) <=> 2HI(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 15.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Оксид азота (II)
m, г
900
Т1, К
2000
Т2, К
300
2. 42 г азота охлаждается от 150°С до 20°С. Давление при этом повышается от 5 до 25
бар. Определите изменение энтропии.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
CO(g) + Cl2(g) <=> COCl2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 16.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Трихлорид бора
m, г
470
Т1, К
300
Т2, К
500
2. Определите изменение энтропии для 1 кг воздуха при нагревании его от минус
50°С до плюс 50°С. При этом происходит изменение давления от 10 до 1 бар.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
4NH3(g) + 3O2(g) <=> 2N2(g) + 6H2O(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 17.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Бром
m, г
800
Т1, К
300
Т2, К
1000
2. Определите суммарное изменение энтропии при нагревании 800 кг скипидара
С10Н16 от 20°С до температуры кипения 190°С и полном его испарении.
Теплоемкость скипидара 1,76 кДж/(кг·К).
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
3NO2(g) + H2O(l) <=> 2HNO3(l) + NO(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 18.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Хлор
m, г
568
Т1, К
800
Т2, К
300
2. Определите суммарное изменение энтропии при нагревании 1 кмоль ацетона от
25°С до температуры кипения 56°С и полном его испарении. Теплоемкость
ацетона ср=125 кДж/(кмоль·К).
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
2CH4(g) <=> C2H2(g) + 3H2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 19.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Водород
m, г
30
Т1, К
900
Т2, К
300
2. Один моль азота при 25°С и 1 атм смешивают с 3 моль кислорода при 25°С и 1 атм.
Определите изменение энтропии, если конечное давление равно 1 атм.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
CH4 (g) + ½O2(g) <=> CO(g) + 2H2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 20.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Сера (S2)
m, г
352
Т1, К
700
Т2, К
300
2. Определите изменение энтропии при нагревании 1 кг железа от 25°С до 350°С.
Учтите зависимость теплоёмкости от температуры.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
CO(g) + 2H2(g) <=> CH3OH(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.
Вариант 21.
1. Определите изменение энтальпии, внутренней энергии и энтропии при изобарном и
изохорном нагреве (охлаждении) указанной массы m газообразного вещества от
начальной температуры Т1 до конечной температуры Т2. Учтите зависимость
средней молярной теплоёмкости ср вещества от температуры.
Вещество
Оксид углерода (II)
m, г
420
Т1, К
1000
Т2, К
300
2. В ёмкости объёмом 30 литров находится 28 г азота, в другой такой же ёмкости
находится 32 г кислорода. Давление и температура в обеих ёмкостях одинаковые.
Определите изменение энтропии при смешении газов. Газы считать идеальными.
3. Определите изменение энергии Гиббса в стандартных условиях для реакции
2CH4(g) <=> C2H2(g) + 3H2(g)
и направление протекания реакции. Определите температуру, при которой
установится состояние равновесия, и укажите, как необходимо изменить
температуру, чтобы увеличить степень превращения исходных веществ.