VI. ЕНЕРГЕТИКА ТА КІНЕТИКА ХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

1. Користуючись необхідними термодинамічними функціями розрахувати можливість відновлення зо допомогою оксиду вуглецю (ІІ) таких металів з їх оксидів: Al2O3, CuO.

2. Розрахувати зміну ізобарного потенціалу реакції MgCO3(к) ↔ MgO(к) + +CO2(г) для 400 і 1000 К, а також температуру при якій система досягає стану рівноваги.

3. В якому напрямку наведена нижче реакція буде проходити самовільно:

Fe2O3(к) + 3H2(г) = Fe(к) + 3H2O(г)

Необхідні для розрахунку ΔG°298 реакції значення ΔН°298 і ΔS°298 реагуючих речовин знайти в додатку 2.

4. Чи можна оксиди бору та кремнію відновити вуглецем в стандартних умовах (дані для розрахунків з додатку 2)?

5. Розрахувати зміну ізобарно-ізотермічного потенціалу для реакцій:

SO2(г) + ½ O2(г) = SO3(г)

3Fe2O3(к) + CO(г) = 2Fe3O4(к) +CO2(к)

6. Використовуючи допоміжні дані (додаток 2) визначити, яка з реакцій термодинамічно можлива в стандартних умовах:

CaCO3(к) = CaO(к) + CO2(г)

CaO(к) + CO2(г) = CaCO3(к)

Ca(OH)2(к) = CaCO3(к) + H2O(р)

7. Користуючись необхідними термодинамічними функціями розрахувати можливість відновлення зо допомогою оксиду вуглецю (ІІ) таких металів з їх оксидів: ZnO, Ag2O.

8. Використовуючи дані довідника, визначити термодинамічну можливість протікання в стандартних умовах наступних реакцій:

2Ag(к) + 1/2O2(г) = Ag2O(к)

2Сu(к) + 1/2O2(г) = Cu2O(к)

9. Розрахувати стандартну зміну енергії Гіббса для хімічної реакції:

NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(к)

10. Визначити зміну ентропії в стандартних умовах для хімічної реакції:

(гр) + 3Н2(г) → С2Н6(г)

11. Розрахувати зміну ізобарно-ізотермічного потенціалу для реакцій:

4NO(г) + 3O2(г) + H2O(р) = 4HNO3(р)

CaO(к) + CO2(г) = CaCO3(к)

12. Використовуючи дані довідника, визначити термодинамічну можливість протікання в стандартних умовах наступних реакцій:

2Al(к) + 3/2O2(г) = Al2O3(к)

Сu(к) + 1/2O2(г) = CuO(к)

13.Які фактори і яким чином впливають на швидкість хімічних реакцій?

14. Визначити число фаз і компонентів в системах:

а) лід, рідка вода, пара води;

б) Na2CO3(р) + H2О(p) = NaOH(р) +NaHCО3(p);

в) Na(г) +3H2(г) = 2NH3(г);

г) AgNO3(p) + KCl(p) = AgCl(т) + KNO3(p).

15. Як залежить швидкість хімічної реакції від концентрації реагуючих речовин? Написати математичний вираз для швидкостей реакцій, що відбува­ються за рівняннями:

a) 4NH3 + 5О2 = 4NО + 6H2О;
б)2H2S +SO2=3S+ 2H2О;

в)H2 + C12=HC1.

16. Як зміниться швидкість реакції 2SO2 + O2 = 2SO3:

а) якщо збільшити концентрацію кисню у 2 рази?

б) якщо залишити концентрацію кисню початковою і збільшити втричі концентрацію SO2?

17. Реакція між речовинами А і В відбувається за рівнянням А + 2В = С.
Початкова концентрація речовини А дорівнює 0,3 моль/дм3, а речовини
В - 0,5 моль/дм3. Константа швидкості даної реакції 0,4. Обчислити
початкову швидкість реакції і швидкість реакції через деякий час, коли
концентрація речовини А зменшилася до 0,1 моль/дм3.

18. Як зміниться швидкість реакції Н2 + С12=2НС1, якщо удвічі збільшити:

1) тиск в системі?

2) концентрацію водню в системі?

19. Написати формулу залежності швидкості реакцій від температури. Як
зміниться швидкість реакції при підвищенні температури від 80°С до 130°С, якщо температурний коефіцієнт цієї реакції 3?

20. При 80°С деяка реакція закінчується за 16 хвилин. Скільки потрібно часу для проведення тієї ж реакції:

а) при 120°С?

б) при 60°С?

Температурний коефіцієнт цієї реакції = 2.

21. Як змінюється швидкість хімічної реакції 2Fe + 3Cl2 =2FeCl3, якщо тиск в
системі збільшити у 6 разів?

22. На скільки градусів потрібно підвищити температуру, щоб швидкість

реакції збільшилась у 64 рази, якщо температурний коефіцієнт реакції

дорівнює 2?

23. Які існують засоби впливу на рівноважні системи для зміщення хімічної рівноваги?

24. В якому напрямі зміститься хімічна рівновага оборотної реакції у випадку підвищення температур:

а) якщо пряма реакція екзотермічна?

б) якщо зворотна реакція екзотермічна?

25. Оборотна реакція відбувається за рівнянням: А + В ↔ С + D. Вихідна концентрація кожної із речовин в системі складає 1 моль/дм3. Після встановлення рівноваги [С]=1,5 моль/дм3. Обчислити константу рівноваги.

26. В який бік зміститься рівновага реакції:

H2S(г) = H2(г) + S(т) – 20,1 кДж

N2O4(г) = 2NO2(г) – 66,5 кДж

CO2(г) + C(т) = 2CO(г) +282,8 кДж

27. Обчислити вихідні концентрації NO і NO2 і константу рівноваги оборотної реакції 2NO + O2 ↔ 2NO2, якщо рівновага встановилася за наступних концентрацій реагуючих речовин: [NO2]=0,12 моль/дм3 [NO]=0,48 моль/дм3 [O2]=0,24 моль/дм3.

28. Швидкість реакції при 0°С становить 1 моль/(л∙с). Температурний коефіцієнт швидкості дорівнює 3. Обчислити швидкість реакції при 30°С.

29. При взаємодії 6,3 г заліза з сіркою виділилось 11,33 кДж теплоти. Розрахувати температуру утворення сульфіду заліза (FeS).

30. При згоранні 1 л ацетилену (н.у.) виділилось 56,05 кДж теплоти. Написати термохімічне рівняння реакції (утворюються пари води та оксид вуглецю IV). Розрахувати ентальпію утворення С2Н2(г).

31. Яка реакція (пряма чи зворотна) буде відбуватися за стандартних умов?

Na2SiO3(к) + H2O(р) ↔ 2NaOH(к) + SiO2(т)

32. Розрахувати за стандартних умов теплові ефекти хімічних реакцій:

CaCO3(к) → CaO(к) + CO2(г)

CaCO3(к) + SiO2(к) → CaSiO3 + CO2(г)

33. Які реакції називають гомогенними, гетерогенними? Наведіть приклади.

34. Сформулюйте принцип Ле-Шатальє. Наведіть приклади його використання.