Название: Физическая химия Часть 1 - Сборник лабораторных работ и домашних заданий (Л.Н. Ветчакова)

Жанр: Химия

Просмотров: 1528


1.2. теоретические вопросы

 

Термодинамические системы, состояние систем, процессы. Условия проведения опытов.

Энергия, работа, теплота. Нулевой закон термодинамики.

Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.

Энтропия как приведённая теплота и мера беспорядка.

Химический, электрический и электрохимический потенциалы.

Виды взаимодействий: механическое, тепловое, химическое и электрическое. Фундаментальное уравнение Гиббса.

Энтальпия, её физический смысл. Тепловой эффект реакции при постоянном давлении или объёме.

Закон Гесса. Следствия из закона Гесса.

 

Домашнее задание

 

Задача 1. Идеальный газ в количестве 10 моль находится при стандартных давлении p1 и температуре T1. Рассчитать начальный объём V1 и величину работы W процессов изменения объёма, давления или количества вещества.

 

вариант

Условия работы

вариант

Условия работы

1

2

3

4

5

6

7

8

T = const, V2 = 1м3

p, T = const, n = 2

V = const, р2 = 2 105 па

V = const, p2 = 4ž105 Па

V, T = const, Δn = 1

p = const, V2 = 0.5 m3

p, T = const, Δn = 3

p = const, V2 = 0.1 m3

9

10

11

12

13

14

15

16

T = const, p2 = 5ž105 Па

V = const, p2 = 5ž105 Па

p, T = const, V2 = 0,8 м3

V, T = const, Δn = 5

p, T = const, Δn = 4

T= const, p2 = 3ž105 Па

V, T = const, Δn = 2

T = const, V2 = 0.3 m3

 

Задача 2. С помощью метода Лотье–Карапетьянца рассчитать теплоту образования бромида металла (M Brx), если известно её экстраполированное значение «b» и соответствующая теплота образования хлорида металла (M Clx), кДж/моль. Коэффициенты пропорциональности «a» = 1,1.

 

Вари-

ант

Хлорид

металла

(M Clx).

b,

kДж/

моль

 

Вари-

ант

Хлорид

металла

(M Clx).

b,

КДж/

моль

1

2

3

4

5

6

7

8

LiCl

NaCl

KCl

BeCl2

MgCl2

CaCl2

SnCl2

PbCl2

– 408

– 411

– 437

– 515

– 645

– 796

– 331

– 360

  91

  91

  87

192

192

192

113

113

  9

10

11

12

13

14

15

16

SrCl2

BaCl2

RaCl2

AlCl3

SnCl2

PbCL2

LiCl

NaCl

– 810

– 859

– 888

– 704

– 331

– 360

– 408

– 411

192

192

192

260

113

113

  91

  91

 

Задача 3. Рассчитать тепловой эффект реакции  и изменение энтропии системы . Определить изменение внутренней энергии . Объяснить, что характеризуют величины  и , что означает знак (+ или -) данных величин. Символ «aq» означает, что соединение диссоциирует на ионы в водном

растворе.

Вариант

Уравнение реакции

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

MnO2(т) + 4 HClaq = MnCl2 aq + Cl2(г) + 2 H2O(ж)

3 Fe (NO3)2aq + 4 HNO3aq = 3 Fe (NO3)3aq + NO(г) + 2 H2O(ж)

2 NO2(г) + 2 NaOH aq = NaNO3aq + NaNO2aq + H2O(ж)

I2(г) + H2O(ж) + Na2SO3aq = 2 HJaq+ Na2SO4aq

H2O(ж) + SO3(г) = H2SO4 aq

HNO3aq + 3 HClaq = 2 H2O(ж) + NOCl(г) + Cl2(г)

3 P(тв) + 5 HNO3aq +2 H2O(ж) = 3 H3PO4aq + 5 NO(г)

SO2(г) + H2O(ж) + NO2(г) = H2SO4aq + NO(г)

2 HNO2aq + 2 HJaq = J2(г) +2 NO2(г) + 2 H2O(ж)

NO(г) + NO2(г) + 2 NaOHaq = 2 NaNO2aq + H2O(ж)

2 As(тв) + 5 Cl2(г) +8 H2O(ж) = 2 H3AsO4aq + 10 HClaq

3 Cu(тв) +8 HNO3aq = 3 Cu (NO3)2aq + 2 NO (г)+ 4 H2O(г)

Cu(т) + 2 Н2SO4aq = CuSO4aq + SO2 (г) +2 Н2Ож

SO2(г) + Н2Ож + NO2(г) = Н2SO4aq + NO(г)

2 NO2(г) + Н2Ож = НNO3aq + HNO2aq

2 KMnO4aq + 16 HClaq = 2 KClaq + 2 MnCl2aq + 8 H2Oж + 5 Сl2(г)

 

Термодинамические функции  и .

 

Вещество

кДж/моль

Дж/(моль К)

Вещество

кДж/моль

Дж/(моль К)

MnO2(тв)

H+

Cl-

Mn2+

Cl2(г)

H2O (ж)

Fe2+

NO3-

Fe3+

NO (г)

NO2(г)

OH-

NO-2

NOCl

-521,5

0

-167,1

-220,5

0

-285,8

-87,9

-207,4

-47,7

91,3

34,2

-230

-104,6

52.59

53,1

0

56,7

-66,9

223

70

-113,4

146,9

-293,3

210,6

240,1

-10,7

139,8

263.50

J2(г)

SO32-

J-

SO42-

SO3(г)

PO43-

SO2(г)

As (тв)

AsO43-

Cu(тв)

Cu2+

H2O(г)

P(т)

МnO42-

62,4

-638,3

-56,9

-909,3

-395,8

-1277,4

-296,9

0

-890,1

0

66,9

-241,8

0

-533.04

260,6

-38,3

106,7

18,2

256,7

-220,3

248,1

35,6

-167,3

33,1

-92,7

188,7

41.09

196.23