ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ

1. а) 1) Что означает выражение «изменение внутренней энергии в химической реакции

Что означает выражение «изменение энтальпии в химической реакции

Чем объясняется различие между Л U и ЛЯ?

б) К какому выводу о характере химической связи в бензоле можно прийти на основании следующих данных?

в) Вычислите энтальпию образования метана на основании следующих данных:

2. а) Дайте определения стандартной энтальпии сгорания этана и стандартной энтальпии образования пропана

б) 1) Кратко опишите, как осуществляется определение стандартной энтальпии сгорания твердого вещества или жидкости с известной относительной молекулярной массой.

2) Смесь пропана с бутаном объемом 5,6 дм3 (при стандартных условиях) в результате полного сгорания выделила 654 кДж тепловой энергии. Вычислите состав этой смеси в объемных процентах. (Энтальпии сгорания пропана и бутана составляют 2220 и соответственно; молярный объем при стандартных условиях равен 22,4 дм3.)

в) Вычислите стандартную энтальпию образования этилена по следующим данным о энергии, выделяющейся при сгорании 1 г указанных веществ в избытке кислорода:

г) Кратко объясните, почему хлорид кальция имеет высокую температуру плавления, либо почему он очень хорошо растворяется в воде.

3. а) 1) Дайте определение понятия стандартная энтальпия сгорания,

Вычислите изменение стандартной энтальпии для реакции окисления этанола в уксусный альдегид на основании следующих данных о стандартных энтальпиях сгорания:

б) 1) На примере метана объясните, в чем заключается различие между энтальпией диссоциации связи и средней энтальпией связи.

2) Вычислите среднюю энтальпию связей по следующим данным о стандартных энтальпиях атомизации метана и этана:

3) Первая, вторая и третья энтальпии диссоциации метана равны соответственно Вычислите четвертую энтальпию диссоциации метана.

в) Как объяснить следующие фактьг: 1) иитрат аммония легко растворим в воде, несмотря на то что стандартная энтальпия его растворения имеет положительное значение; 2) хотя энтальпия сгорания тростникового сахара равна приблизительно окисления тростникового сахара на воздухе при обычных температурах не наблюдается?

4. а) Сформулируйте закон Гесса.

б) Стандартную энтальпию образования бензола (т. е. для указанной ниже реакции (1) при и давлении 1 атм), а также гидроксида натрия (т. е. АН для реакции ) нельзя определить прямыми экспериментальными методами.

Однако каждое из этих двух значений можно получить, выразив его через измеримые соответствующими калориметрическими методами значения АН для трех различных процессов или реакций. Опишите эти три процесса или реакции (дайте словесное описание или запишите соответствующие уравнения) для каждого из указанных выше случаев образования бензола и гидроксида натрия (2). (Не требуется указывать, каким образом следует использовать значения АН, чтобы определить ).

5. а) Сформулируйте закон Гесса.

б) При добавлении 2,76 г (0,02 моля) карбоната калия к 30,0 см3 соляной кислоты, концентрация которой равна приблизительно произошло повышение температуры на

1) Запишите уравнение этой реакции.

2) Вычислите изменение энтальпии в этой реакции в расчете на один моль карбоната калия, исходя из предположения, что удельная теплоемкость всех растворов равна и что все растворы имеют плотность 1,0 г/см3.

3) Объясните, почему концентрация соляной кислоты должна быть лишь приблизительно равной

в) При добавлении 2,00 г (0,020 моля) гидрокарбоната калия к соляной кислоты с указанной выше концентрацией произошло понижение температуры на

1) Запишите уравнение этой реакции.

2) Вычислите изменение энтальпии в этой реакции в расчете на один моль гидрокарбоната калия.

г) При нагревании гидрокарбоната калия он разлагается на карбонат калия, воду и диоксид углерода. Воспользовавшись законом Гесса и результатами, полученными вами при ответе на вопросы (б) и (в), вычислите изменение энтальпии для термического разложения гидрокарбоната калия. Приведите все выкладки с объяснениями, отмечая в них, какие изменения энтальпии являются экзотермическими либо эндотермическими.

6. а) Сформулируйте закон Гесса и дайте определения:

1) стандартного состояния вещества;

2) стандартного изменения энтальпии в химической реакции.

б) Кратко опишите, как провести экспериментальное определение энтальпии нейтрализации разбавленного раствора соляной кислоты разбавленным раствором гидроксида натрия.

в) Стандартная энтальпия сгорания пропана при 298 К равна Вычислите стандартную энтальпию образования пропана при 298 К исходя из того, что при этой температуре

7. Дайте определения понятиям энтальпии образования вещества и энергии решетки кристаллического вещества.

Укажите, какими факторами определяется величина энергии решетки. Нарисуйте циклы Борна Габера для образования: а) кристаллического хлорида калия; б) водного раствора хлорида калия. Воспользуйтесь этими циклами и приведенными ниже данными, чтобы вычислить: 1) энтальпию образования хлорида калия, 2) энтальпию растворения хлорида калия.

На основании полученного ответа на вопрос (2) кратко укажите свое мнение относительно растворимости хлорида калия в воде.

8. Ниже перечислены энтальпии некоторых связей при 298 К.

а) На примере метана поясните различие между средней энтальпией связи и энтальпией диссоциации связи.

б) С помощью приведенных выше энтальпий связи вычислите энтальпию реакции

в) Как изменяется энтропия в реакции (б): уменьшается, увеличивается или остается неизменной? Поясните ответ.

г) 1) Воспользуйтесь результатом вашего расчета в пункте и вычислите энтальпию гидрирования бутадиена исходя из его формулы Экспериментальное значение этого изменения энтальпии равно Объясните причину расхождения между этим значением и полученным вами расчетным результатом.

9. а) Нарисуйте термодинамический цикл, показывающий соотношение между энтальпией образования галогенида металла металл, галоген)

и следующими величинами: 1) энтальпиями атомизации М и X; 2) энтальпией ионизации М; 3) сродством к электрону X; 4) энтальпией решетки MX. Укажите на своей диаграмме, какие стадии цикла являются экзотермическими, а какие - эндотермическими процессами.

б) Объясните с помощью построенного вами термодинамического цикла, почему кальций не образует монохлорида аналогичного

в) Если предположить, что какое-либо вещество с известной структурой является чисто ионным, то можно вычислить его энтальпию решетки на основе законов электростатики. Ниже приведены результаты подобных расчетов для галогенидов калия KF и KI, а также для галогенидов серебра которые сопоставляются с энтальпиями решетки указанных соединений, вычисленными из термодинамических циклов.

Постарайтесь объяснить различия между значениями энтальпии решетки, вычисленными с помощью термодинамических циклов и электростатическим способом, для двух рядов рассмотренных галогенидов.

10. Поясните различие между такими понятиями, как энтальпия химической реакции и свободная энергия химической реакции.

Допустим, что изучается зависимость константы равновесия какой-либо реакции от температуры. Какая взаимосвязь может существовать между этой зависимостью и следующими факторами: а) энтальпией реакции и б) свободной энергией реакции? Проиллюстрируйте ваш ответ примерами соответствующих реакций.