Вариант 19

1. Для некоторого газа получена зависимость объема от температуры и давления: V = k₁T + b, V = + b, где k₁, k₂ - постоянные (соответственно при постоянных Р или Т), b - индивидуальная константа газа. Допуская существование функциональной связи между объемом, давлением и температурой: V = f(T,Р) и наличие полного дифференциала этой функции, найдите уравнение состояния данного газа.

2. Покажите, что изотерма и адиабата идеального газа для равновесного процесса, проведенные на плоскости, могут пересекаться только в одной точке.

3. Напишите выражение для константы равновесия К_P приведенной реакции: CrCl₂ (тв) + H₂ (г) U Cr (тв) + 2 HCl (г),

обозначив через х число молей прореагировавшего Н₂, а через Р общее равновесное давление. В начальный момент исходные вещества взяты в стехиометрическом отношении, а продукты отсутствуют. Все газообразные соединения - идеальные газы.

4. Определите в общем виде изменение энергии Гиббса G⁰₂₆₈ при кристаллизации 1 г переохлажденной до 268 К воды, если известны удельные теплоемкости воды и льда, а также удельная энтальпия кристаллизации воды при 273 К. Какой знак и почему будет иметь G⁰ в этом процессе?

5. Почему при одинаковой концентрации растворенного нелетучего вещества понижение температуры плавления растворителя оказывается большим по сравнению с увеличением температуры его кипения: Т_ПЛ > Т_КИП?

6. Напишите реакции, протекающие на электродах в гальваническом элементе, схема которого приведена ниже, а также суммарное уравнение процесса.

Pt | H₂ | HCl (водный р- р) | Cl₂ (г) | Pt

Принимая во внимание связь ЭДС с изменением энергии Гиббса, определите, как изменится его ЭДС с увеличением внешнего давления.

7. Для некоторой необратимой химической реакции получена температурная зависимость времени превращения реагента на 25% от исходной концентрации: _1/4 = f(T). Как по этим данным можно определить энергию активации реакции? Какие условия проведения эксперимента необходимо соблюдать?

Решение варианта 19

2. Изотерма идеального газа PV = const, адиабата идеального газа PV = const,

= C_p/C_v > 1, поэтому совпадение кривых возможно только в одной точке.

3. CrCl₂ (тв) + H₂ (г) U Cr (тв) + 2 HCl (г)

число молей при равновесии: 1- x 2x

сумма молей S n = 1+x; K_P =

4. Расчет изменения энтальпии и энтропии проводим по равновесным стадиям нагрева переохлажденной воды до 273 К, кристаллизации и охлаждения льда до 268 К при условии постоянства теплоемкостей:

Н⁰₂₆₈ = С_Р,_Ж (273- 268) + Н⁰₂₇₃ + С_Р,_ТВ (268- 273) = Н⁰₂₇₃ +

+ (С_{Р,Ж -} С_Р,ТВ) Т

S⁰₂₆₈ = C_P,Ж

G⁰₂₆₈ = H⁰₂₆₈ - 268? S⁰₂₆₈

5. , где х - мольная доля растворенного вещества. Н_ПЛ Н_ИСП, что приводит к Т_ПЛ > Т_ИСП, несмотря на то, что Т_КИП > Т_ПЛ.

6. Н₂ - 2е 2Н⁺

H₂ (г) + Cl₂ (г) 2HCl (водный р- р)

G = - nFE; ; V < 0, ЭДС возрастает с увеличением давления.

7.  получаем прямую линию, из тангенса угла наклона которой находим энергию активации Е_А. Необходимые условия: закрытая система, постоянство начальной концентрации C₀ и порядка реакции n при разных температурах, независимость k₀ от температуры.