Программы для самостоятельной работы. 1. Найти разность между Qp и Qv при 250С для следующих реакций:

Программа № 1

1. Найти разность между Qp и Qv при 25⁰С для следующих реакций:

СО₂ (г) + 3Н₂ (г) = СН₄ (г) + Н₂О (ж),

С₂Н₅ОН (ж) = С₂Н₂ (г) + Н₂О (ж),

4NO₂ (г) + 6H₂O (ж) = 4NH₃ (г) + 5O₂ (г).

2. Рассчитать ∆Н⁰₂₉₈ реакции спиртового брожения глюкозы:

С₆Н₁₂О₆ (кр) = 2С₂Н₂ОН (ж) + 2СО₂ (г).

3. Используя данные по стандартным энтальпиям сгорания, рассчитать стандартную энтальпию образования С₆Н₆ (ж).

4. Рассчитать изменение энтропии для реакции гидролиза АТФ:

АТФ + Н₂О = АДФ + НРО₄^2- + Н⁺.

5. Используя стандартные значения ∆G⁰₂₉₈, рассчитать константу равновесия Кр для реакции образования β-аланина из аспарагиновой кислоты.

→

Программа № 2

1. Определить изменение энтальпии образования сероуглерода СS₂ (ж) в стандартных условиях, используя следующие термохимические уравнения:

S (кр) + O₂ (г) = SO₂ (г) – 297,2 кДж/моль,

CS₂ (ж) + 3O₂ (г) = CO₂ (г) + 2SO₂ (г) – 1105 кДж/моль,

С (гр) + О₂ (г) = СО₂ (г) – 393,4 кДж/моль.

2. Вычислить ∆Н⁰₂₉₈ для реакции гидролиза мочевины:

СО(NH₂)₂ (г) + Н₂О (ж) = СО₂ (г) + 2NН₃ (г).

3. Определить, какое количество энергии в форме теплоты выделяется при взаимодействии 40 г оксида фосфора (V) с водой:

Р₂О₅ (тв) + Н₂О (ж) = 2НРО₃ (тв).

4. ∆G⁰₂₉₈ реакции окисления глюкозы до углекислого газа и воды равна -2880 кДж/моль. Часть этой энергии в количестве 1140 кДж/моль запасается клетками для выполнения работы. Какое количество энергии запасается в клетках при поступлении в нее 0,5 г глюкозы.

5. В растениях происходят гидролитическое расщепление мочевины до углекислого газа и воды. Оценить константу равновесия Кр в стандартных условиях и направление процесса гидролиза:

СО(NH₂)₂ (тв) = 2NH₃ (г) + СО₂ (г).

Программа № 3

1. Вычислить ∆Н⁰₂₉₈ реакции образования СН₃СООН (ж) из простых веществ, используя данные по стандартным энтальпиям сгорания.

2. Используя справочные данные, определить, какая из реакций превращения глюкозы в организме поставляет больше энергии:

С₆Н₁₂О₆ (кр) = 2С₂Н₅ОН (ж) + 2СО₂ (г),

С₆Н₁₂О₆ (кр) + 6О₂ (г) = 6СО₂ (г) + 6Н₂О (ж).

3. Найти разность между Qp и Qv для реакции окисления метана в стандартных условиях:

СН₄ (г) + 2О₂ (г) = СО₂ (г) + 2Н₂О (ж).

4. При смешивании уксусной кислоты и этилового спирта при стандартных условиях происходит реакция:

СН₃СООН (ж) + С₂Н₅ОН (ж) = СН₃СООС₂Н₅ (ж) + Н₂О (ж).

Оценить направление процесса и рассчитать константу равновесия Кс.

5. ∆Н⁰_{298 обр.} L-аланина равна -563,5 кДж/моль, а ∆S⁰₂₉₈ – 645,5 Дж/моль К. Рассчитать свободную энергию Гиббса.

Программа № 4

1. Рассчитать изменение энтальпии образования ацетона С₃Н₆О (ж) из простых веществ в стандартных условиях, используя справочные данные о стандартных энтальпиях сгорания.

2. Используя справочные данные, вычислить ∆Н⁰_{298 обр.} глутамина в реакции:

глутамин (тв) + Н₂О (ж) =

= глутаминовая кислота (тв) + NH₃ (г) – 136,0 кДж/моль.

3. Определить ∆Н⁰₂₉₈ и ∆U⁰₂₉₈ для реакции окисления аммиака:

4NH₃ (г) + 3O₂ (г) = 2N₂ (г) + 6Н₂О (ж).

4. Предсказать направления процесса реакции горения метана СН₄ (г) в стандартных условиях:

СН₄ (г) + 2О₂ (г) = 2СО₂ (г) + 2Н₂О (ж).

5. В отсутствии денатурирующих агентов константа равновесия Кр реакции образования беспорядочного клубка лизина при 298 К и рН = 7 равна 7,8. Рассчитать ∆G⁰₂₉₈ и оценить биологический аспект полученной величины.

Программа № 5

1. Рассчитать стандартную энтальпию образования глюкозы С₆Н₁₂О₆ (кр) из простых веществ, используя данные о стандартных энтальпиях сгорания.

2. Рассчитать изменение энтальпии для реакции:

Н₂ (г) + ½ О₂ (г) = Н₂О (ж),

при 423 К, если ∆Н⁰₂₉₈ = -285,9 кДж/моль, теплоемкость в стандартных условиях С⁰_{р 298} (О₂, г) = 29,36 Дж/моль К, С⁰_{р 298} (Н₂, г) = 28,84 Дж/моль К, С⁰_{р 298} (Н₂О, ж) = 75,3 Дж/моль К.

3. Используя справочные данные для реакции:

С₁₂Н₂₂О₁₁ (кр) + 12О₂ (г) = 12СО₂ (г) + 11Н₂О (ж) – 5694 кДж/моль,

вычислить стандартную энтальпию образования сахарозы из простых веществ.

4. Предсказать направление реакции в стандартных условиях:

СО (г) + Н₂О (ж) = СО₂ (г) + Н₂ (г).

5. Рассчитать энергию Гиббса процесса растворения аденина в воде и метаноле при 310 К, если ∆Н растворения в воде и метаноле соответственно равны 29580 Дж/моль и 16569 Дж/моль, а ∆S - 25,5 и 39,3 Дж/моль К. Где растворимость аденина выше?

Программа № 6

1. В результате реакции, протекающей в стандартных условиях, образовалось 10 л угарного газа:

2С (гр) + О₂ (г) = 2СО (г).

Определить количество энергии в форме теплоты, выделившейся в результате реакции.

2. ∆Н⁰₂₉₈ реакции денатурации лизоцина в соляной кислоте равна -93,6 кДж/моль. Рассчитать изменение энтальпии при 363 К, если ∆Ср = 1,375 Дж/моль К.

3. При растворении 16 г карбида кальция в воде в стандартных условиях выделилось 31,3 кДж энергии в форме теплоты. Определить стандартную энтальпию образования Са(ОН)₂ (кр).

4. Для реакции гидролиза АТФ в организме:

АТФ + Н₂О = АДФ + НРО₄^2- + Н⁺,

при 310 К ∆G и ∆Н соответственно равны -30,96 и -20,08 кДж/моль. Рассчитать изменение энтропии в этом процессе и сделайте вывод о направлении процесса.

5. Оценить возможность реакции растворения АТФ при 298 К и рН = 7, если энтальпия растворения 21,3 кДж/моль, а энтропия = -54,4 Дж/моль К.

Программа № 7

1. Оксид ртути (II) и хлороводород взаимодействуют по уравнению:

HgO (тв) + 2HCl (г) = H₂O (ж) + HgCl₂ (тв).

Определить, какое количество энергии в форме теплоты выделится в стандартных условиях, если в реакцию вступит 433,2 г HgO.

2. Используя справочные данные по энтальпиям сгорания, рассчитать стандартную энтальпию образования метанола СН₃ОН (ж) из простых веществ.

3. Рассчитать ∆S⁰₂₉₈ процесса обмена на поверхности карбоксиметилцеллюлозы иона К⁺ на ион Na⁺, если ∆Н⁰₂₉₈ = -23,0 кДж/моль, ∆G⁰₂₉₈ = 0,66 кДж/моль.

4. Найти разность между ∆Н⁰₂₉₈ и ∆U⁰₂₉₈ для реакций:

FeO (кр) + CO (г) = Fe (кр) + CO₂ (г),

CaCO₃ (кр) = CaO (кр) + CO₂ (г).

5. Оценить влияние гидрофобного эффекта при переносе аденина из уксусной кислоты в воду, если ∆Н = 10920 Дж/моль, ∆S = 35,1 Дж/моль К.

Программа № 8

1. Стандартная энтальпия реакции окисления глюкозы равна -2801,7 кДж/моль. Используя справочные данные, рассчитать стандартную энтальпию образования глюкозы:

С₆Н₁₂О₆ (кр) + 6О₂ (г) = 6СО₂ (г) + 6Н₂О (ж) – 2801,7 кДж/моль.

2. Определить энтальпию денатурации транспортной РНК дрожжей при 80⁰С, если ∆Н при 57⁰С = 515 кДж/моль, а ∆Ср = 5,021 Дж/моль К.

3. По энтальпиям сгорания водорода, углерода и глицина, рассчитать энтальпию образования глицина из простых веществ при стандартных условиях.

4. ∆G⁰₂₉₈ реакции составляет 47,2 кДж/моль. Рассчитать константу равновесия Кр для данных условий:

глюкоза (кр) + АТФ (кр) = глюкозо-6-фосфат (кр) + АДФ (кр).

5. Определить ∆Н⁰₂₉₈ и ∆U⁰₂₉₈ для реакции горения метанола:

СН₃ОН (ж) + 2О₂ (г) = СО₂ (г) + 2Н₂О (г).

Программа № 9

1. Рассчитать изменение внутренней энергии для стандартных условий спиртового брожения глюкозы:

С₆Н₁₂О₆ (тв) = 2С₂Н₅ОН (ж) + 2СО₂ (г).

2. Рассчитать ∆Н некоторой реакции при 323 К, если ∆Ср = 1,375 Дж/моль К и ∆Н⁰₂₉₈ = -93,62 кДж/моль.

3. Определить, какое количество энергии в форме теплоты выделяется при взаимодействии 30 г оксида фосфора (V) с водой:

Р₂О₅ (тв) + Н₂О (ж) = 2НРО₃ (тв).

4. Реакция образования дипептида аланилглицин имеет константу равновесия Кр = 1∙10^-3. Может ли процесс протекать самопроизвольно в стандартных условиях?

5. Определить ∆G⁰₂₉₈ процесса сорбции паров воды крахмалом, если энтальпия процесса равна -71 кДж/моль, а энтропия 188 Дж/моль К.

Программа № 10

1. При сгорании 1 г бензойной кислоты в калориметре при стандартных условиях выделилось 28434,5 Дж энергии в форме теплоты. Определить стандартную энтальпию образования бензойной кислоты.

2. Определить разность Qp и Qv для реакции:

Н₂ (г) + ½ О₂ (г) = Н₂О (ж).

3. Вычислить стандартную энтальпию образования сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ (кр) из простых веществ, если стандартная энтальпия сгорания ∆Н⁰_{298 сгорания} = -569 кДж/моль.

4. Изменение свободной энергии Гиббса ∆G⁰₂₉₈ для реакции:

глюкоза + АТФ = глюкоза-6-фосфат + АДФ

составляет -47,2 кДж/моль. Рассчитать константу равновесия Кр для этих условий.

5. Рассчитать ∆G⁰₂₉₈ для перехода твердой кислоты в жидкость при 363 К, если ∆Н = -4,1 кДж/моль, а ∆S = 11 Дж/моль К.

Программа № 11

1. Используя справочные данные, рассчитать для стандартных условий энтальпию реакции молочнокислого брожения глюкозы:

С₆Н₁₂О₆ (тв) = 2С₃Н₆О₃ (ж).

2. В стандартных условиях восстановление оксида свинца (IV) описывается термохимическим уравнением:

PbO₂ (тв) + H₂ (г) = PbO (тв) + H₂O (ж) – 182,8 кДж/моль.

Рассчитать стандартную энтальпию образования PbO₂.

3. Найти разность между Qp и Qv для реакции горения сероуглерода в стандартных условиях: CS₂ (ж) + 3O₂ (г) = CO₂ (г) + 2SO₂ (г).

4. Используя справочные данные, найти ∆G⁰₂₉₈ гликогена для следующего процесса: 6О₂ (г) + гликоген (тв) = 6СО₂ (г) + 6Н₂О (ж).

∆G⁰₂₉₈ для данной реакции равна -9092,8 кДж/моль.

5. Рассчитать изменение энтропии при образовании из простых веществ в стандартных условиях D-глюкозы С₆Н₁₂О₆ (тв).

Программа № 12

1. Вычислить ∆Н⁰₂₉₈ для реакции горения метана:

СН₄ (г) + 2О₂ (г) = СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж).

2. При растворении 16 г карбида кальция в воде выделилось 31,3 кДж энергии в форме теплоты. Определить ∆Н⁰_{298 обр.} Са(ОН)₂ (тв).

3. Используя справочные материалы по энтальпиям сгорания в стандартных условиях, определить стандартную энтальпию образования мочевины СО(NН₂)₂ (тв) из простых веществ.

4. Даны два пути метаболического превращения глюкозы в животных организмах: С₆Н₁₂О₆ (тв) = 2С₂Н₅ОН (ж) + 2СО₂ (г),

С₆Н₁₂О₆ (тв) + 6О₂ (г) = 6СО₂ (г) + 6Н₂О (ж).

Какой из них предоставляет наибольшее количество свободной энергии для совершения полезной работы?

5. Используя справочные данные по энтальпиям сгорания рассчитать изменение энтальпии образования из простых веществ в стандартных условиях метанола СН₃ОН (ж).

Программа № 13

1. Используя справочные данные, рассчитать для стандартных условий энтальпию образования из простых веществ пальмитиновой кислоты С₁₅Н₃₁СООН (тв), если стандартная энтальпия ее сгорания ∆Н⁰₂₉₈ = -9796 кДж/моль.

2. Рассчитать ∆Н⁰₂₉₈ для реакции гидратации этилена:

С₂Н₄ (г) + Н₂О (ж) = С₂Н₅ОН (ж).

3. Найти разность между Qp и Qv для реакции окисления глюкозы:

С₆Н₁₂О₆ (тв) + 6О₂ (г) = 6СО₂ (г) + 6Н₂О (ж).

4. ∆G⁰₂₉₈ и ∆Н⁰₂₉₈ для гидролиза АТФ составляют 20,16 кДж/моль и -29,4 кДж/моль. Рассчитать изменение энтропии для этих условий.

5. Рассчитать константу равновесия Кр реакции дегидратации этанола для стандартных условий, используя справочные данные о свободной энергии Гиббса: С₂Н₅ОН (ж) = С₂Н₄ (г) + Н₂О (ж).

Программа № 14

1. Вычислить ∆Н⁰_{298 обр.} глутамина, исходя из реакции:

глутамин (тв) + Н₂О (ж) =

= глутаминовая кислота (тв) + NH₃ (г) – 136,0 кДж/моль.

2. Вычислить стандартную энтальпию образования D-рибозы С₅Н₁₀О₅ (тв) из простых веществ, если стандартная энтальпия ее сгорания равна 2218,5 кДж/моль.

3. Этилен в стандартных условиях взаимодействует с водой по уравнению:

С₂Н₄ (г) + Н₂О (ж) = С₂Н₅ОН (ж).

Вычислить, какое количество энергии в форме теплоты выделится, если в реакцию вступит 700 л этилена.

4. Используя справочные данные, определить, возможен ли в стандартных условиях гидролиз мочевины в почве:

СО(NH₂)₂ (тв) = 2NH₃ (г) + СО₂ (г).

5. Синтез АТФ из АДФ и Н₃РО₄ требует в стандартных условиях затраты энергии ∆G⁰₂₉₈ = 31,4 кДж/моль. Рассчитать константу равновесия Кр для этих условий.

Программа № 15

1. Рассчитать изменение энтальпии при 423 К для реакции:

Н₂ (г) + ½ О₂ (г) = Н₂О (ж),

если ∆Н⁰₂₉₈ = -285,9 кДж/моль. Для расчета ∆Ср использовать справочные данные.

2. При растворении 32 г карбида кальция СаС₂ в воде выделилось 62,6 кДж энергии в форме теплоты. Рассчитать стандартную энтальпию образования гидроксида кальция.

3. Рассчитать изменение энтальпии образования ацетона из простых веществ в стандартных условиях, используя справочные данные о стандартных энтальпиях сгорания.

4. Определить, может ли самопроизвольно протекать реакция гидролиза глюкозо-6-фосфата, если константа равновесия Кр при 25⁰С равна 19.

5. Используя справочные данные, предсказать направление процесса горения метана в стандартных условиях:

СН₄ (г) + 2О₂ (г) = СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж).