ТЕМА:Основы химической термодинамики и биоэнергетики. Химическое равновесие.
Задачи для самостоятельного решения:
Задача 1.На испарение 1 моля воды требуется 40 кДж. Сколько теплоты будет потеряно за день при выделении через кожу 720г воды?
Ответ:1600 кДж
Задача 2.Пероксид водорода (Н2О2) в виде раствора с массовой долей 3 %. используется в медицине для обработки ран. Докажите, что процесс разложения пероксида водорода в присутствии фермента каталазы является самопроизвольным, используя для расчёта значения стандартной энтропии образования исходных веществ и продуктов реакции:
S0 298 (H2O2) =110 Дж/моль×К; S0 298 (Н2О) = 70 Дж/моль×К; S0298(O2) = 205 Дж/моль×К.
Ответ: ΔS = 62,5 Дж/моль × К
Задача 3. При сжигании метана объемом 2 м3 выделяется 79600 кДж теплоты. Рассчитайте стандартную теплоту сгорания метана.
Ответ: 891,52 кДж/моль
Задача 4. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса для процесса окисления глюкозы по следующим данным: DН0обр (С6Н12О6) = - 1264,4 кДж/моль; DН0обр (СО2) = - 393 кДж/моль;
DН0обр (Н2О) = - 286 кДж/моль. Изменение энтропии всей реагирующей системы равно 0,259 кДж/моль×K
Ответ:DG = - 2886,8 кДж/моль.
Задача5.Вычислите стандартную энтальпию образования этанола, воспользовавшись необходимыми для этого стандартными энтальпиями сгорания.
Ответ: DН0обр. = -273 кДж/моль
Задача 6. Константа равновесия реакции N204(г) ↔ 2N02 (г) при 25°С равна 0,1. В каком направлении будет идти реакция при следующих концентрациях веществ:
а) С(N02) = С(N204) = 0,1 моль/л;
б) С(N02) = 0,01 моль/л; C(N204) = 0,02 моль/л?
Задача 7. Для реакции H2 + I2 ® 2HI при 4440С константа равновесия равна 50. Определите направление процесса, если исходная смесь имеет следующий состав: С(H2) = 2моль/л, С(HI) = 10моль/л.
Ответ: Состояние равновесия, т.к ∆G=0.
Задача 8 .Рассчитайте константу равновесия, если DG0 298 для данной реакции равно 4,478 кДж/моль.
Ответ: 6,1
Задача 9.Константа равновесия разложения лекарственного вещества в автоклаве при 413К равна 0,396∙105 Па, а при 443К - 1,286∙105 Па. Вычислить тепловой эффект реакции.
Ответ: 59,6 кДж/моль.
Задача 10.Используя значение ΔG° установите, существует ли угроза отравления больного при использовании в качестве наркотического средства оксида азота(I), Токсичный оксид азота (II) может образовываться по реакции: 2N2O + O2 = 4NO. Все вещества находятся в газообразном состоянии. Справочные данные см. в таблице.