Материал: Общая химия с физкалом

возможно в 3-ей реакции: НСНО + О2 = СО2 + Н2О. Правильный ответ 3.

19. В задаче дана Ноf 298- стандартная энтальпия образования аммиака. Стандартная энтальпия простых веществ – водорода и азота равна нулю. Решаем задачу по второму следствию из закона Гесса: (исходные в-ва)3Н2 + N2 =2NН3(продукты реакции)

Нор-и = Σνi Ноf 298 прод. - Σνi Ноf 298 исх.в-в= Нор-и = 2. Ноf 298 NН3 –

(3. Ноf Н2+ Ноf N2)=

=2. (-46,2) + (3*0+0)=-92,4 кДж/моль. Правильный ответ 3.

20.Физический смысл второго закона термодинамики: самопроизвольно система стремится к увеличению беспорядка. ΔS > 0 – реакция протекает самопроизвольно; энтропийный фактор вызывает прямую реакцию.

ΔS < 0 – реакция самопроизвольно не протекает; энтропийный фактор вызывает обратную реакцию. Правильный ответ 1.

21.Формулировка второго закона термодинамики: энтропия изолированной системы в самопроизвольном процессе возрастает, т.е. изменение ΔS больше нуля (ΔS > 0 - математическое выражение второго начала термодинамики для изолированной системы).

Правильный ответ 3.

22. В химических реакциях об изменении энтропии можно качественно судить по изменению числа моль газов. Посчитаем изменение числа моль газов в реакции

(исходные в-ва) 4NH3(г) + 5О2(г) = 4NO(г) + 6Н2О(ж) (продукты реакции)

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.= 4- (4+5)=-5<0

Δνгазов < 0 ==> ΔS < 0.

Реакция протекает с уменьшением числа моль газов, следовательно, с уменьшением энтропии.

Правильный ответ 2.

212

23. В химических реакциях об изменении энтропии можно качественно судить по изменению числа моль газов. Посчитаем изменение числа моль газов в реакции

(исходные в-ва) 2Н2О2(ж) = 2H2O(ж) + О2(г) (продукты реакции)

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.=1-0 = 1 > 0

Δνгазов > 0 ==> ΔS > 0

Реакция протекает с увеличением числа моль газов, следовательно, с увеличением энтропии.

Правильный ответ 1.

24. Критерий самопроизвольности реакции выражают через изменение энергии Гиббса системы:

G < 0 – самопроизвольная реакция;

G = 0 – реакция находится в состоянии равновесия;

G > 0 – в данных условиях реакция невозможна (самопроизвольна обратная реакция). Правильный ответ 2.

25. Реакция будет возможна при любой температуре, если оба фактора и энтальпийный и энтропийный вызывают прямую реакцию.

ΔS > 0, следовательно, энтропийный фактор способствует протеканию прямой реакции.

Н < 0 – реакция экзотермическая, энтальпийный фактор способствует протеканию прямой реакции. Правильный ответ

1.

26. Реакция будет возможна при низкой температуре, если энтальпийный фактор вызывает прямую реакцию, а энтропийный фактор вызывают обратную реакцию. В этом случае в уравнении ΔG = Н – ТΔS энтальпийный фактор Н, имеющий отрицательное значение перевешивает при низких

∆G < 0 и будет протекать прямая реакция.

ΔS < 0, следовательно, энтропийный фактор способствует протеканию обратной реакции.

213

Н < 0 – реакция экзотермическая, энтальпийный фактор способствует протеканию прямой реакции. Правильный ответ

3.

27. Реакция будет возможна при высокой температуре, если энтропийный фактор вызывает прямую реакцию, а энтальпийный фактор вызывают обратную реакцию. В этом случае в уравнении ΔG = Н – ТΔS энтропийный фактор ΔS > 0 → -ТΔS < 0, имеющий отрицательное значение перевешивает при высоких температурах энтальпийный фактор , имеющий положительное значение. Поэтому при высоких температурах значение энергии Гиббса будет меньше нуля ∆G < 0, и будет протекать прямая реакция.

ΔS > 0, следовательно, энтропийный фактор способствует протеканию прямой реакции.

Н > 0 – реакция экзотермическая, энтальпийный фактор способствует протеканию обратной реакции. Правильный ответ

2

28. а) В задании известен знак энтальпийного фактора:

∆Нор-и > 0, следовательно, энтальпийный фактор вызывает обратную реакцию.

Качественно оценим изменение энтропии по изменению числа моль газообразных веществ

в реакции N2O4(г) ↔ 2NO2(г),

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.= 2-1 = 1> 0

Δνгазов > 0 → ΔS > 0, следовательно, энтропийный фактор вызывает прямую реакцию. Энтальпийный и энтропийный фактор действуют в разных направлениях, значит в системе возможно равновесие.

б) В задании известен знак энтальпийного фактора:

∆Нор-и< 0, следовательно, энтальпийный фактор вызывает прямую реакцию.

Качественно оценим изменение энтропии по изменению числа моль газообразных веществ в реакции 2О3(г) → 3О2(г),

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.= 3-2 = 1 > 0

214

Δνгазов > 0 → ΔS > 0, следовательно, энтропийный фактор вызывает прямую реакцию. Энтальпийный и энтропийный фактор действуют в одном направлениях и вызывают прямую реакцию, значит в системе не возможно равновесие.

в) В задании известен знак энтальпийного фактора:

∆Нор-и > 0, следовательно, энтальпийный фактор вызывает обратную реакцию.

Качественно оценим изменение энтропии по изменению числа моль газообразных веществ

в реакции N2 + 2O2 = 2NO2

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.= 2-3 = -1 < 0

Δνгазов < 0 → ΔS < 0, следовательно, энтропийный фактор вызывает обратнуюреакцию. Энтальпийный и энтропийный фактор действуют в одном направлениях и вызывают обратную реакцию, значит в системе не возможно равновесие. Правиль-

ный ответ 1а; 2б;3в

ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ III. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА.

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

1. Закон действующих масс в общем виде: для реакции

Перепишем для данной реакции. В математическое выражение закона действующих масс входят концентрации газов или жидкостей. Т.к. реакция 2NО г + О2 г = 2NО2 г протекает в газовой фазе, то вещество А - это NО, а В – это О2, a и b- коэффициенты в уравнении реакции перед соответствующими веществами a=2 b=1. Закон действующих масс применительно к данной реакции

запишется как V k C2 NO CO2 . Правильный ответ 3.

2. Запишем закон действующих масс для данной реакции А г + 2В г → АВ2 г :

215