PODSTAWY CHEMII FIZYCZNEJ
(zadania do wykładu prof. T. Lutego)
LISTA nr 2
Zapoznać się z treścią rozdziału 3.1.3 oraz przykładami 3.4.1 – 3.4.4 i 3.4.8 – 3.4.10 z
„Obliczeń fizykochemicznych” JDP 2003 (1.3.1 – 1.3.4 i 1.3.8 – 1.3.10 z JDP 2010).
1. Obliczyć ∆H R syntezy kwasu akrylowego C2H2 + CO + H2O = C2H3COOH (c) w 298 K na
podstawie wartości a) entalpii tworzenia, b) entalpii spalania reagentów.
∆H tw [kJ/mol] ∆H sp [kJ/mol]
○
○
○
C2H3COOH
C2H2
CO
H2O
Odp.: a) –213,05 kJ, b) –212,6 kJ
–382,7
226,75
–110,5
–285,9
–1371,2
–1300,6
–283,2
2. Ciepło reakcji ( ∆H R ) rozkładu arsenku magnezu kwasem solnym
Mg3As2 (st) + 6HCl (aq) = 3MgCl2 (aq) + 2AsH3 (g)
wynosi – 900,8 kJ. Standardowe entalpie tworzenia gazowego HCl, stałego MgCl2, gazowego
AsH3 wynoszą odpowiednio – 92,31, – 641,8 i +66,4 kJ·mol–1. Gdy mol HCl i mol MgCl2
rozpuszcza się w dużej ilości wody, wydziela się odpowiednio 73,79 i 151,9 kJ ciepła.
a) obliczyć standardową entalpię tworzenia Mg3As2 (st)
b) obliczyć ciepło tworzenia MgAs4 wiedząc, że ciepło reakcji ∆H r termicznego rozkładu
MgAs4 według równania
MgAs4 (st) = 1 Mg3As2 (st) + 5 As4 (g)
3
6
wynosi 100 kJ, a ciepło sublimacji arsenu 144,3 kJ (na 1 mol As4).
Odp.: a) – 350,9 kJ/mol, b) – 96,7 kJ/mol
○
○
3. Korzystając z następujących danych:
•
4C2H5Cl (g) + 13O2 (g) = 2Cl2 (g) + 8CO2 (g) + 10H2O (g)
∆H298K = – 5145 kJ
•
C2H6 (g) + 3,5O2 (g) = 2CO2 (g) + 3H2O (g)
∆H298K = – 1427 kJ
•
molowe ciepło tworzenia wody H2O (g)
∆H298K = – 241,8 kJ
•
molowe ciepło tworzenia HCl (g)
∆H298K = – 87,9 kJ
a) Obliczyć ∆H298K reakcji C2H6 (g) + Cl2 (g) = C2H5Cl (g) + HCl (g)
b) Obliczyć ∆U298K reakcji spalania C2H5Cl.
c) Przyjmując, że ∆Cp reakcji spalania chlorku etylu wynosi –10,45 J/mol·K, obliczyć ∆H398K
tej reakcji.
Odp.: a) –107,75 kJ, b) –1288,1 kJ/mol, c) –1287,3 kJ/mol
4. Obliczyć ciepło, pracę, ∆U i ∆H w procesie ogrzania 2 moli dwusiarczku węgla od 0 do
100°C pod stałym ciśnieniem równym p , zakładając niezależność objętości fazy ciekłej od
temperatury i traktując fazę gazową jak gaz doskonały. CS2 wrze w temperaturze 319,4 K, zaś
∆H par w temperaturze wrzenia wynosi 26,77 kJ/mol. Przyjąć C p , CS2 ( c ) = 75,65 J/mol·K i
○
○
○
C p , CS2 ( g ) = 52,10 + 6,7·10–3T – 7,53·105T–2 J/mol·K.
Odp.: 65,72 kJ, – 6,20 kJ, 59,52 kJ, 65,72 kJ
○
5. Standardowa entalpia tworzenia ciekłej wody w 298 K jest równa –285,9 kJ/mol,
standardowa entalpia parowania w temperaturze wrzenia (373 K) 40,66 kJ/mol, molowe
pojemności cieplne ciekłej wody i pary wodnej można przedstawić wyrażeniami
C p , H 2O ( c ) = 75,15 J/mol·K,
C p , H 2O ( g ) = 30,13 + 11,30·10–3T J/mol·K.
○
○
Obliczyć standardową entalpię tworzenia pary wodnej w 298 K (wielkość rachunkową, często
stosowaną w obliczeniach fizykochemicznych).
Odp.: –242,15 kJ/mol
6. Obliczyć standardowe ciepło spalania metanolu w 600 K na podstawie następujących
danych:
∆H tw,298 [kJ/mol]
C p [J/K·mol]
○
○
O2
–
CH3OH (c)
– 238,70
CH3OH (g)
CO2
– 393,51
H2O (g)
– 241,80
Metanol pod ciśnieniem
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)