Lista 4  Równowaga chemiczna

1. W temperaturze 400 K równowaga stała równowagi izomeryzacji

cis-but-2-enu do trans-but-2-enu wynosi 2,07. Oblicz standardową entalpię

swobodną tej reakcji.

2. Standardowa entalpia swobodna reakcji izomeryzacji cis-pent-2-enu do

trans-pent-2-enu w temperaturze 400 K wynosi –3,67 kJ ·mol-1. Oblicz

stałą równowagi izomeryzacji.

3. W temperaturze 2257 K i przy całkowitym ciśnieniu 1,00 atm w stanie

równowagi woda ulega dysocjacji zgodnie z reakcją 2H2O(g) = 2H2(g) +

O2(g) w stopniu równym 1,77 %. Oblicz: a) K b) ΔrGӨ oraz c) ΔrG w tej

temperaturze.

4. W temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1,00 bar tetra tlenek diazotu

ulega dysocjacji 18,44 % zgodnie z reakcją N2O4(g) = 2NO2(g). Oblicz: a)

K  b) ΔrGӨ oraz c) K  w temperaturze 100°C wiedząc, że w tym

zakresie temperatury ΔrHӨ równa się +57,2 kJ ·mol-1.

5. Oblicz standardową entalpię swobodną oraz stałą równowagi reakcji

PbO(s) + CO(g) = Pb(s) + CO2(g) w temperaturze a) 298 K i b) 400 K.

Przyjąć, że entalpia reakcji nie zależy od temperatury. Standardowe

entalpie swobodne tworzenia CO2(g), PbO(s) i  CO(g) wynoszą odpowiednio

(w kJ ·mol-1): -394,36 -188,93 -137,17          a standardowe

entalpie tworzenia (w kJ ·mol-1): 393,51 -218.99 -110,53

6. Reakcja 2A + B = 3C + 2D przebiega w fazie gazowej. Gdy zmieszano 1,00

mol A, 2,00 mole B i 1,00 mola D, po ustaleniu się równowagi w

temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1,00 bar mieszanina zawierała 0,90

mola C. Oblicz: a) ułamki molowe wszystkich reagentów w stanie

równowagi, b) Kx  c) K  d) ΔrGӨ.

7. Standardowa entalpia reakcji pewnego metalu M(s) + H2O(g) = MO(s) +

H2(g) jest w przybliżeniu stała w zakresie temperatury od 920 K do 1280 K

i wynosi +224 kJ ·mol-1. W temperaturze 1280 K standardowa entalpia tej

reakcji jest równa +33 kJ ·mol-1. Wyznacz temperaturę, w której stała

równowagi staje się większa od 1.

8. Standardowa entalpia swobodna reakcji izomeryzacji borneolu (C10H17OH)

do izoborneolu w fazie gazowej w temperaturze 503K wynosi +9,4 kJ ·mol-1.

Oblicz entalpię swobodną reakcji dla mieszaniny zawierającej 0,15 mola

borneolu i 0,30 mola izoborneolu, gdy ciśnienie całkowite jest równe 600Tr.

9. Ile wynosi standardowa entalpia reakcji, której stała równowagi   

        a) dwukrotnie rośnie, b) dwukrotnie maleje, gdy temperatura

wzrasta o 10 K w 298 K?

10. Standardowa entalpia swobodna tworzenia NH3(g) w temperaturze 298 K

wynosi –16,5 kJ ·mol-1. Ile wynosi entalpia swobodna reakcji, gdy

ciśnienia cząstkowe N2, H2, i NH3 (traktowane jako gazy doskonałe)

wynoszą 3,0 bar, 1,0 bar i 4,0 bar? Jaki jest kierunek reakcji samorzutnej

w tym wypadku?

11. Wyznacz temperaturę, w której CaCO3 (kalcyt) ulega rozkładowi.

Standardowe entalpie tworzenia CaO(s), CO2(g) i CaCO3(s) wynoszą (w kJ

·mol-1) odpowiednio: -635,09        -393,51 i –1206,9. Standardowe

molowe entropie CaO(s), CO2(g) i CaCO3(s) wynoszą (w J · K-1 · mol-1)

odpowiednio: 39,75 213,74 i        -92,9.

12. W punkcie połowicznego zobojętnienia miareczkowania słabego kwasu

mocną zasadą zmierzona wartość pH wynosi 5,40. Oblicz wartość stałej

dysocjacji i pKa tego kwasu. Jaka jest wartość pH roztworu, gdy

stężenie kwasu osiąga wartość 0,015 mol ·l-1?

13. Oblicz pH następujących roztworów:                     

 a) 0,10 molowego NH4Cl(aq), pKa = 9,25    

b) 0,10 molowego CH3COONa(aq), pKa = 4,75    

c) 0,100 molowego CH3COOH(aq), pKa = 4,75

14. Narysuj krzywą pH roztworu zawierającego 0,10 M CH3COONa i zmienną

ilość kwasu octowego. pKa = 4,75.