13.12.2013

I KOLOKWIUM Z PODSTAW CHEMII FIZYCZNEJ, GRUPA A

Imi¦ i nazwisko:

Numer albumu:

Zadanie 1

Zadanie 2

Zadanie 3

Zadanie 4

P

Zadanie 1 (10pkt)

Obliczy¢ ciepªo tworzenia H

2

SO

4(aq)

w temperaturze 27‰ pod ci±nieniem standardowym, znaj¡c ciepªa nast¦puj¡cych reakcji:

1.

tworzenie gazowego SO

2

∆H

◦

1

= −297.5 kJ

T = 27

‰

2.

SO

2(g)

= SO

2(aq)

∆H

◦

2

= −32.3 kJ

T = 27

‰

3.

SO

2(aq)

+ Cl

2(g)

+ 2H

2

O

(c)

= H

2

SO

4(aq)

+ 2HCl

(aq)

∆H

◦

3

= −309.6 kJ

T = 27

‰

4.

tworzenie wody ciekªej

∆H

◦

4

= −286.2 kJ

T = 27

‰

5.

tworzenie gazowego HCl

∆H

◦

5

= −92.2 kJ

T = 40

‰

6.

HCl

(g)

= HCl

(aq)

∆H

◦

6

= −72.5 kJ

T = 27

‰

Jaki b¦dzie efekt cieplny tej reakcji w warunkach staªej obj¦to±ci? Pojemno±ci cieplne gazowego HCl, H

2

oraz Cl

2

wynosz¡

kolejno: 28.29, 28.67 i 36.17 J · mol

−1

.

Zadanie 2 (10pkt)

Jeden mol C

2

H

2

, znajduj¡cy si¦ pocz¡tkowo w warunkach normalnych, rozpr¦»a si¦ adiabatycznie przesuwaj¡c tªok obci¡»ony

ci±nieniem 0.1 atm a» do wyrównania ci±nie« po obu stronach tªoka. Obliczy¢ dla tej przemiany: temperatur¦ ko«cow¡ gazu,

ciepªo, prac¦ oraz zmiany energii wewn¦trznej, entalpii, entropii i entalpii swobodnej Gibsa. Przyj¡¢, »e standardowa molowa

entropia etynu w temperaturze 298K wynosi S

◦

= 200.8 J · mol

−1

· K

−1

.

Zadanie 3 (10pkt)

Zaªo»ywszy, »e CO speªnia równanie gazu doskonaªego, obliczy¢ entropi¦ 3 moli tego gazu zajmuj¡cych w temperaturze 250K

obj¦to±¢ 5 dm

3

. Standardowa molowa entropia tlenku w¦gla w temperaturze 298K wynosi 197.4 J · mol

−1

· K

−1

, a molow¡

pojemno±¢ ciepln¡ CO opisuje wyra»enie C

p

= 28.42 + 4.10 · 10

−3

· T − 0.46 · 10

5

· T

−2

.

Zadanie 4 (10pkt)

Tetratlenek diazotu rozkªada si¦ w reakcji N

2

O

4

= 2N O

2

.

a) W któr¡ stron¦ pobiegnie reakcja w sytuacji, gdy do grubo±ciennego naczynia wprowadzi si¦ czterokrotnie wi¦ksz¡

obj¦to±¢ NO

2

od N

2

O

4

pod ci±nieniem standardowym w temperaturze 298K?

b) Jak nale»y zmieni¢ ci±nienie w naczyniu, aby taka mieszanina pozostawaªa w stanie równowagi?

c) Jaki b¦dzie skªad mieszaniny równowagowej pod ci±nieniem standardowym?

Staªa równowagi reakcji 2NO

2

= N

2

O

4

wynosi 7.09 w 298K.

13.12.2013

I KOLOKWIUM Z PODSTAW CHEMII FIZYCZNEJ, GRUPA B

Imi¦ i nazwisko:

Numer albumu:

Zadanie 1

Zadanie 2

Zadanie 3

Zadanie 4

P

Zadanie 1 (10pkt)

Jeden mol C

2

H

2

, znajduj¡cy si¦ pocz¡tkowo w warunkach normalnych, rozpr¦»a si¦ adiabatycznie przesuwaj¡c tªok obci¡»ony

ci±nieniem 0.1 atm a» do wyrównania ci±nie« po obu stronach tªoka. Obliczy¢ dla tej przemiany: temperatur¦ ko«cow¡ gazu,

ciepªo, prac¦ oraz zmiany energii wewn¦trznej, entalpii, entropii i energii swobodnej Helmholtza. Przyj¡¢, »e standardowa

molowa entropia etynu w temperaturze 298K wynosi S

◦

= 200.8 J · mol

−1

· K

−1

.

Zadanie 2 (10pkt)

Znale¹¢ ∆G

◦

(T = 700K)

reakcji: 2H

2

O

(g)

= 2H

2(g)

+ O

2(g)

wiedz¡c, »e:

substancja

S

◦

298

[J · mol

−1

· K

−1

]

C

◦

p

[J · mol

−1

· K

−1

]

H

2

O

(c)

66.56

75.15

H

2

O

(g)

33.13 + 11.3 · 10

−3

· T

H

2(g)

130.60

28.67

O

2(g)

205.00

36.17

Efekt cieplny reakcji H

2

O

(c)

= H

2(g)

+

1
2

O

2(g)

w temperaturze 298 K wynosi 285.9 kJ, a ciepªo parowania wody 40.66

kJ · mol

−1

.

Zadanie 3 (10pkt)

Zaªo»ywszy, »e HCl speªnia równanie gazu sztywnych kul, obliczy¢ entropi¦ 5 moli tego gazu pod ci±nieniem 2 atm w tempe-

raturze 400K (b = 40.8 · 10

−6

m

3

· mol

−1

). Standardowa molowa entropia chlorowodoru w temperaturze 298K wynosi 186.9

J · mol

−1

· K

−1

, a molow¡ pojemno±¢ ciepln¡ HCl opisuje wyra»enie C

p

= 28.29 + 2.54 · 10

−3

· T + 0.54 · 10

−6

· T

2

.

Zadanie 4 (10pkt)

Tetratlenek diazotu rozkªada si¦ w reakcji N

2

O

4

= 2N O

2

.

a) W któr¡ stron¦ pobiegnie reakcja w sytuacji, gdy do grubo±ciennego naczynia wprowadzi si¦ dwukrotnie wi¦ksz¡ obj¦to±¢

N

2

O

4

od NO

2

pod ci±nieniem standardowym w temperaturze 298K?

b) Jak nale»y zmieni¢ ci±nienie w naczyniu aby taka mieszanina pozostawaªa w stanie równowagi?

c) Jaki b¦dzie skªad mieszaniny równowagowej pod ci±nieniem standardowym?

Staªa równowagi reakcji 2NO

2

= N

2

O

4

wynosi 7.09 w 298K.