3. Расчёт абсолютной энтропии вещества

18. Рассчитайте изменение энтропии 5 молей Al (кр.) при нагревании его от 298 до 873 К при атмосферном давлении. Определите энтропию 5 молей Al (кр.) при 873 К и Р_атм. S₂₉₈ и зависимость С_Р от Т для алюминия возьмите из справочника.

Ответ: ΔS = 146,7 , S₈₇₃ (Al _кр.) = 288,35 .

19. Определите энтропию 110^-3 м³ газообразного метана при 800 К и 1,0110⁵ Па. Для расчёта воспользуйтесь абсолютной энтропией метана в стандартных условиях S₂₉₈ и зависимостью С_Р от Т.

Ответ: S₈₀₀ (СН_{4 г.}) = 3,5 .

20. Определите энтропию 1 моля хлорида серебра при 870 К и атмосферном давлении. Температура плавления хлорида серебра T_m = 728 К, теплота плавления Δ_mН = 12886,7 , теплоёмкость жидкого AgCl С_Р (AgCl_ж.) = 66,94 . Абсолютную энтропию S₂₉₈ и зависимость С_Р от Т кристаллического AgCl возьмите из справочника.

Ответ: S₈₇₀ (AgCl _ж.) = 177,88 .

21. Рассчитайте S₂₉₈ 2 кг жидкого бензола, используя следующие данные. Температура и теплота плавления бензола равны соответственно: T_m = 278,69 К; Δ_mН = 9,87 . Энтропия твёрдого бензола: S_278,69 = 128,85 . Зависимость теплоёмкости от температуры для жидкого бензола выражается уравнением: С_Р = 59,50 + 255,0110^-3Т.

Ответ: S₂₉₈ (С₆Н_{6 ж.}) = 4440,5 .

22. При атмосферном давлении ромбическая сера переходит в моноклинную при температуре Т_tr = 368,5 К с теплотой фазового перехода Δ_trН = 401,7 . Рассчитайте энтропию 7 молей моноклинной серы при 380 К, учитывая, что теплоёмкость ромбической серы С_Р = 22,68 , теплоёмкость моноклинной серы С_Р = 23,64 . S₂₉₈ ромбической серы возьмите из справочника.

Ответ: S₃₈₀ (S _м.) = 269,92 .

23. Вычислите S₂₉₈ газообразного HCl, используя следующие данные. Температура и теплота плавления HCl равны соответственно: T_m = 158,91 К; Δ_mН = 1992 . Температура и теплота кипения HCl равны соответственно: T_v = 188,07 К; Δ_vН = 16151 . Энтропия твёрдого HCl S_158,91 = 62,41 . Зависимость теплоёмкости жидкого HCl от температуры выражается уравнением: С_Р = 52,24 + 0,0359Т. Теплоёмкость газообразного HCl С_Р = 29,14 .

Ответ: S₂₉₈ (HCl _г.) = 186, 79 .

4. Расчёт термодинамических параметров химических реакций и фазовых переходов

24. Определите Δ_rH˚ реакции при 1000 С, зная, что Δ_rH˚₂₉₈ = -41,13 кДж. Для расчёта воспользуйтесь точной зависимостью ΔС˚_Р от Т.

СО (г.) + Н₂О (г.)  СО₂ (г.) + Н₂ (г.)

Ответ: Δ_rH˚ = -32,4 кДж.

25. Вычислите тепловой эффект реакции синтеза метанола из водорода и оксида углерода на твёрдом катализаторе при 500 К и атмосферном давлении, зная, что Δ_rH˚₂₉₈ = -90,47 кДж. Для расчёта воспользуйтесь точной зависимостью ΔС˚_Р от Т.

2Н₂ (г.) + СО (г.)  СН₃ОН (г.)

Ответ: Δ_rH˚ = -97,61 кДж.

26. Определите Δ_rH˚₁₀₀₀ реакции. Для расчёта воспользуйтесь точной зависимостью ΔС˚_Р от температуры.

1 Н₂ (г.) + N₂ (г.)  NH₃ (г.)

Ответ: Δ_rH˚ = -55,69 кДж.

27. Рассчитайте тепловой эффект, изменение энтропии и изменение энергии Гиббса реакции восстановления 1 моля Fe₂O₃ металлическим алюминием в стандартных условиях. Реакция идёт с образованием корунда Al₂O₃. Сделайте вывод о возможности протекания данной реакции в стандартных условиях.

Ответ: Δ_rН˚₂₉₈ = -853,53 , Δ_rS˚₂₉₈ = -38,89 , Δ_rG˚₂₉₈ = -841,94 .

28. При 298 К энтропия ромбической серы S₂₉₈ (S_ромб.) = 31,92 , а энтропия моноклинной серы S₂₉₈ (S_{монокл.}) = 32,55 . Теплоты сгорания Δ_сH˚₂₉₈ соответственно равны –297948 и –298246 . Рассчитайте изменение энергии Гиббса ΔG˚₂₉₈ фазового перехода:

S_ромб.  S_{монокл.}

Может ли в данных условиях S_ромб. самопроизвольно превратиться в S_{монокл.}?

Ответ: ΔG˚₂₉₈ = 110,26 .

29. Теплота кристаллизации льда при 273 К Δ_крН₂₇₃ равна –6,024 . Мольная теплоёмкость жидкой воды С_{Р, 273} (Н₂О _ж.) = 75,59 , льда - С_{Р, 273} (Н₂О _кр.) = 36,36 . Определите ΔН˚, ΔS˚ и ΔG˚ при превращении 1 моля переохлаждённой воды в лёд при 268 К. Примите ΔС˚_Р = const.

Ответ: ΔН˚ = -5830 , ΔS˚ = -21,3 , ΔG˚ = -121,6 .

30. Гидрид лития плавится при 961,8 К с теплотой плавления Δ_mН = 22,6 . Теплоёмкость твёрдого LiH С_Р = 62,6 , теплоёмкость жидкого LiH С_Р = 68 . Принимая теплоёмкость независящей от температуры, рассчитайте ΔН˚ и ΔS˚ при нагревании 1 моля LiH от 900 до 1000 К.

Ответ: ΔН˚ = 29,110³ , ΔS˚ = 30,3 .