1. Запишите условия термического, механического и химического равновесия в системе лед - жидкая вода.

2. В системе при постоянном объеме измерены экспериментальные зависимости внутренней энергии от температуры U -  U₀ = f(T) и давления от температуры P = f(T) соответственно. Как из этих данных найти (U/P)_V?

3. Для необратимой химической реакции А  В получены кинетические кривые при одинаковой начальной концентрации вещества А при трех температурах (Т₁ <  Т₂ <  Т₃). Изобразите кинетические кривые для исходного вещества при трех температурах. Как, не определяя порядок этой реакции, определить ее энергию активации?

4. Энергия Гиббса реакции АТФ^4- + Н₂О = АДФ^3- + Н⁺ + НРО₄^2- при температуре Т и физиологическом значении рН (= 7) равна - 30 кДж/моль. Как рассчитать _rG⁰_Т для этой реакции, если в качестве стандартного состояния выбрана единичная концентрация, выраженная в моль/л? Запишите выражение для константы равновесия этой реакции.

5. Запишите схему электрохимической цепи, с помощью которой можно определить концентрацию кислорода в живых тканях. Запишите реакцию в электрохимической цепи и уравнение Нернста для этой цепи. Как с помощью термодинамических функций рассчитать стандартное значение ЭДС этой цепи?

6. Запишите уравнение, связывающее концентрацию растворенного вещества в жидком идеальном растворе и осмотическое давление. Запишите уравнение, связывающее концентрацию газа в идеальном газообразном растворе и его парциальное давление. Можно ли на основании сходства этих уравнений сделать вывод о близости физических свойств жидких идеальных растворов и смесей идеальных газов?

7. В таблице приведены энтальпии образования (в кДж/моль) при 298 К для участников реакции: С₆Н₁₂О₆ (тв) = 2С₂Н₅ОН (ж) + 2СО₂ (г).

Как изменится константа равновесия этой реакции а) при увеличении температуры, б) при увеличении давления ? Ответ обосновать.

Решение варианта 16

1.	Т (лед) = Т (вода, ж); Р (лед) = Р (вода, ж);  (лед) =   (вода, ж)..
2.
3.

Для определения энергии активации Е_А можно использовать зависимость времени превращения одной и той же части вещества А, например ₁,  ₂ и   ₃, (начальные концентрации вещества А при всех Т должны быть одинаковы, за исключением реакций первого порядка) от температуры: ln  _{(1/n )} = А + В/Т, где А постоянная, а В = Е_А/R.

4. Используем уравнение изотермы химической реакции: _rG'⁰ =  _rG⁰ + RT ln; RT ln = - 2,303? RT pH. _rG⁰ =  _rG'⁰ + 2,303? RT pH, где _rG⁰ - стандартная энергия Гиббса реакции (в качестве стандартного состояния выбрана единичная концентрация в моль/л, т.е. все с_i и _i равны 1). , где а - активности реагентов.

5. Один из вариантов:

Pt | Ag | AgCl | КCl (водный р-р) || КОН (водный р-р) | О₂ | Pt

Реакция в электрохимической цепи:

0,5О₂ + Н₂О + 2Cl-  + 2Ag = 2AgCl + 2ОН-  

E⁰ = -   _rG⁰/nF

_rG⁰ = 2 _fG⁰ (AgCl) + 2 _fG⁰ (ОН-  ) -   _fG⁰ (Н₂О) -  2 _fG⁰ (Cl- ) , причем

можно использовать _fG⁰ при 298 К.

6.   = cRT (1), P_i = c_iRT (2). На основании сходства этих уравнений нельзя сделать вывод о близости физических свойств жидких идеальных растворов и смесей идеальных газов, так как уравнение (1) выведено для малых концентраций растворенного вещества и в идеальных жидких растворах есть межмолекулярное взаимодействие.

7.  _rН⁰₂₉₈ = 2 _fН⁰ (С₂Н₅ОН (ж)) + 2 _fН⁰_i (СО₂) -   _fН⁰_i (С₆Н₁₂О₆ (тв))

_rН⁰₂₉₈ = - 66,33 кДж/моль. а) Если _rН⁰ <  0, то константа равновесия уменьшится с увеличением температуры согласно уравнению изобары Вант-Гоффа: . б) Давление не влияет на значение константы равновесия: RT ln K_P = - _rG⁰.