Решение тестов по химии (Вариант 2)

Для удобства переписывания в тетрадь, я подготовил ответы на первый лист тестов (Вариант 2). Коллоквиум. Вариант 2. А1. При каком процессе работа, совершаемая системой, достигает максимального значения? Ответ: 3) при обратимом. (В термодинамике максимальная полезная работа совершается именно в обратимых процессах). А2. Стандартная теплота образования нитробензола \( \Delta H_{f, 298}^{0} (C_6H_5NO_2) = -11,2 \) кДж/моль. В какой из приведенных ниже реакций тепловой эффект при T=298 К равен этой величине? Ответ: 4) \( 6C + 5/2H_2 + 1/2N_2 + O_2 = C_6H_5NO_2 \). (По определению, теплота образования — это тепловой эффект реакции образования 1 моль вещества из простых веществ в их устойчивых состояниях). А3. Какое выражение справедливо для изобарной теплоемкости \( C_p \) одного моля идеального газа? Ответ: 1) \( \left( \frac{\partial H}{\partial T} \right)_p \). А4. Для каких веществ справедливо соотношение \( C_p \approx C_v \)? Ответ: 4) для конденсированных веществ. (У твердых тел и жидкостей объем при нагревании меняется незначительно, поэтому работа расширения мала и теплоемкости почти равны). А5. Что показывает величина \( \Delta H \) системы при её переходе из одного состояния в другое? Ответ: 3) теплоту, отданную или поглощенную системой при постоянном давлении. В1. Выражение первого начала термодинамики, записанное с использованием теплоты процесса Q, имеет вид: Ответ: 4) \( Q = \Delta U + W \); 5) \( \Delta U = Q - W \). (Обе записи эквивалентны и отражают закон сохранения энергии). В2. Выберите все виды уравнения Кирхгофа: Ответ: 2) \( \Delta H_T^0 = \Delta H_{298}^0 + \Delta C_p (T - 298) \); 4) \( \left( \frac{\partial (\Delta H)}{\partial T} \right)_p = \Delta C_p \). В3. Выберите интенсивные параметры процесса: Ответ: 1) давление; 4) температура; 5) концентрация; 7) мольная теплоемкость. (Интенсивные параметры не зависят от массы или размера системы). --- Решение задачи С3 (со второго листа): Изменение энтальпии реакции при \( T = 298 \) К: \[ 2NaOH_{(тв)} + CO_{2(г)} = Na_2CO_{3(тв)} + H_2O_{(г)} \] \( \Delta H_{298}^0 = -126,4 \) кДж. Для расчета теплового эффекта при 800 К используем уравнение: \[ \Delta H_{800} = \Delta H_{298} + \Delta C_p \cdot (800 - 298) \] 1. Рассчитаем \( \Delta C_p \) реакции: \[ \Delta C_p = [C_p(Na_2CO_3) + C_p(H_2O)] - [2 \cdot C_p(NaOH) + C_p(CO_2)] \] \[ \Delta C_p = [110,50 + 33,57] - [2 \cdot 38,49 + 37,13] \] \[ \Delta C_p = 144,07 - 114,11 = 29,96 \text{ Дж/(моль·К)} = 0,02996 \text{ кДж/(моль·К)} \] 2. Вычислим \( \Delta H_{800} \): \[ \Delta H_{800} = -126,4 + 0,02996 \cdot 502 \] \[ \Delta H_{800} = -126,4 + 15,04 = -111,36 \text{ кДж} \] Ответ: \( -111,36 \) кДж.