ملف تدريبي: ثوابت الاتزان وطاقات جيبس الحرة

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على التحويل بين طاقات جيبس الحرة للاتزان وثوابت الاتزان، وذلك بتطبيق المعادلة ΔG = –RTlnK.

س١:

في ظروف معينة، يمكن للأمونيا الغازية أن تتفكَّك إلى غازَي النيتروجين والهيدروجين: 2NH()3H()+N()322ggg. يُشار إلى الضغط الجزئي لكل من NH3، H2، N2 بالرموز 𝑃(NH)3، 𝑃(H)2، 𝑃(N)2 على الترتيب. عندما يساوي الضغط الجزئي الأوَّلي لكل غاز القيمة القياسية 1.00 atm وتظل درجة الحرارة ثابتة عند 298 K، يكون التغيُّر في طاقة جيبس الحرة لهذا التفاعل، Δ𝐺، مقداره 33.00 kJ/mol. احسب، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية، التغيُّر في طاقة جيبس الحرة، Δ𝐺، عند 298 K عندما يكون 𝑃=(NH)12.9atm3، 𝑃=(H)0.250atm2، 𝑃=(N)0.870atm2.

س٢:

أيٌّ من التالي هو تعريف Δ𝐺، الذي يرمز إلى التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة للعمليات الانعكاسية؟

  • أΔ𝐺 هو الفرق في الطاقة الحرة بين النواتج النقية في نِسَبها التكافُئِيَّة وخليط المُتفاعِلات والنواتج في حالة الاتزان.
  • بعندما تكون تركيزات المُتفاعِلات والنواتج أو ضغوطها الجزئية مساوية للقِيَم القياسية، يكون Δ𝐺 هو الطاقة التي يجب امتصاصها للوصول إلى حالة الاتزان.
  • جΔ𝐺 هو الفرق في الطاقة الحرة بين المُتفاعِلات النقية في نِسَبها التكافُئِيَّة وخليط المُتفاعِلات والنواتج في حالة الاتزان.
  • دعندما تكون تركيزات المُتفاعِلات والنواتج أو ضغوطها الجزئية مساوية للقِيَم القياسية، يكون Δ𝐺 هو الطاقة التي يجب إطلاقها للوصول إلى حالة الاتزان.
  • هعندما يكون مجموع تركيزات المُتفاعِلات والنواتج أو ضغوطها الجزئية مساويًا للقيمة القياسية، يكون Δ𝐺 هو الطاقة التي يجب إطلاقها للوصول إلى حالة الاتزان.

س٣:

قِيسَ التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة لعملية قابلة للعكس، ورمزه Δ𝐺، لمحلول معياري مُكوَّن من مُتفاعِلات ونواتج. ما التركيزات الأوَّليَّة للمُتفاعِلات والنواتج في هذا المحلول؟

  • أ المُتفاعِلات والنواتج موجودة بنِسَب الاتزان، ومجموع تركيزات المُتفاعِلات والنواتج 1 M.
  • ب تركيز كلِّ مُتفاعِل وناتج 1 M.
  • ج المُتفاعِلات والنواتج موجودة بالنِّسَب التكافُئِيَّة، ومجموع تركيزات المُتفاعِلات 1 M.
  • د المُتفاعِلات والنواتج موجودة بالنِّسَب التكافُئِيَّة، ومجموع تركيزات المُتفاعِلات والنواتج 1 M.
  • ه المُتفاعِلات موجودة بالنِّسَب التكافُئِيَّة، ومجموع تركيزات المُتفاعِلات 1 M. تركيزات النواتج مُعرَّفة بنفس الطريقة.

س٤:

ثابت الاتزان (𝐾) للتحلُّل المائي للأدينوسين الثلاثي الفوسفات والأدينوسين الثنائي الفوسفات والفوسفات يساوي 1.67×10/moldm عند 37℃، وقيمة Δ𝐻 لهذا التفاعل 20.1 kJ/mol. بمعلومية هذه المعلومات، ما قيمة Δ𝑆 للتفاعل؟

  • أ35.1 J/K⋅mol
  • ب35.1 J/K⋅mol
  • ج295 J/K⋅mol
  • د35.1 J/mol

س٥:

انظر التفاعل الموضح.Glycerol()+HPO()DL-glycerol--phosphate+HO()aqaql4221(𝑎𝑞)ثابت اتزان هذا التفاعل عند 37C هو 0.0120، وقيمة Δ𝐺r عند 25C هي 9.37 kJ. من خلال هذه المعلومات، ما ثابت الاتزان (𝐾)eq لهذا التفاعل عند 25C؟ وما قيمة Δ𝐻r للتفاعل؟ (يمكن افتراض أن Δ𝐻r للتفاعل لا يعتمد علي درجة الحرارة)

  • أ𝐾=0.023eq عند 25C؛ Δ𝐻=41.2rkJ
  • ب𝐾=0.003eq عند 25C؛ Δ𝐻=21.2rkJ
  • ج𝐾=0.462eq عند 25C؛ Δ𝐻=41.2rkJ
  • د𝐾=0.046eq عند 25C؛ Δ𝐻=21.2rkJ

س٦:

انظر التفاعلين الآتيين: ت+NHkJmolC(1)4+,Δ𝐺=15.7/37ATPADP+PikJmolC(2),Δ𝐺=31.0/37لاحِظْ أنه في التفاعل (2)، يرمز بالرمز ATP إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات، ويرمز بالرمز ADP إلى أدينوسين ثنائي الفوسفات، ويرمز بالرمز Pi إلى الفوسفات غير العضوي. يمكن دمج هذين التفاعلين بواسطة إنزيم محفز (إنزيم الجلوتامين)؛ ممَّا يؤدي إلى التفاعل الآتي: ت+NH+ATP+ADP+Pi(3)4+ ما ثابت الاتزان للتفاعل (3) عند 37C؟

  • أ3.8×10
  • بلا تتوافر المعلومات الكافية للإجابة عن هذا السؤال.
  • ج2.3×10
  • د1.1

س٧:

يُنتج رابع كلوريد الكربون عن طريق كلورة الميثان في درجة حرارة مرتفعة:يوضِّح الجدول التالي قيم إنتروبي وإنثالبي التكوين القياسية للمتفاعلات والنواتج.

المادةالإنتروبي المولاري القياسي 𝑆 (J/K⋅mol)إنثالبي التكوين القياسي Δ𝐻f (kJ/mol)
CCl()4l214.4128.2
CCl()4g309.795.7
CH()4g186.374.6
Cl()2g223.10.0
HCl()g186.992.3

بافتراض أن معاملات الديناميكا الحرارية لا تختلف باختلاف درجة الحرارة، احسب، لأقرب رقم معنوي، ثابت الاتزان لهذا التفاعل عند 250℃.

  • أ7×10
  • ب1×10
  • ج7×10
  • د9×10
  • ه1×10

س٨:

يتفاعل كبريتيد الهيدروجين انعكاسيًّا مع ثاني أكسيد الكبريت لتكوين الكبريت والماء: 2HS()+SO()S()+2HO()2282ggsl38.يوضِّح الجدول الآتي طاقات التكوين الحرة القياسية Δ𝐺 لكبريتيد الهيدروجين وبعض المواد الأخرى. هذه الطاقات مقيسة عند 25C.

المادة HS()2gSO()2gSO()3gS()8sS()gHO()2gHO()2l
طاقة جيبس الحرة القياسية للتكوين Δ𝐺(/)kJmol33.4300.1371.10.0238.3228.6237.1

احسب لأقرب رقمين معنويين ثابت الاتزان لهذا التفاعل عند 25C.

  • أ6.6×10
  • ب6.3×10
  • ج4.5×10
  • د2.3×10
  • ه1.4×10

يستخدم طالب قِيَم Δ𝐺 عند 25C لحساب ثابت اتزان هذا التفاعل عند 90C. لماذا تكون نتائج هذه العملية الحسابية غير دقيقة على الأرجح؟

  • ألا تكون المعادلة Δ𝐺=𝑅𝑇𝐾ln صحيحة إلا عند درجة حرارة قياسية تبلغ 25C.
  • بتتغيَّر قِيَم Δ𝐺 بتغيُّر درجة الحرارة.
  • جيكون لنواتج التفاعل حالات مختلفة عند درجة الحرارة العُليا.
  • دقد لا يحدث التفاعل عند درجة الحرارة العُليا.
  • هيتغيَّر الضغط القياسي بتغيُّر درجة الحرارة.

س٩:

ما ثابت الاتزان للتفاعل التالي عند 575C، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟2SO()+O()2SO()223ggg

المادةΔ𝐻f(kJ/mol)𝑆(J/mol)
O()2g205.2
SO()2g296.83248.2
SO()3g395.72256.76

س١٠:

ما ثابت الاتزان للعملية التالية عند 80℃، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟CS()CS()22gl

المادةΔ𝐻f(kJ/mol)Δ𝑆(J/mol)
CS()2g116.9238.0
CS()2l89.70151.34

س١١:

انظر التفاعل الآتي: 2LiOH()+CO()LiCO()+HO()sgsg2232

المادةΔ𝐻f(kJ/mol)𝑆(J/mol)
CO()2g393.51213.8
HO()2g241.82188.8
LiOH()s487.542.8
LiCO()23s1216.0490.17

ما قيمة Δ𝐺 لهذا التفاعل عند 575℃؟ افترض أن الإنتروبي والتغيُّر في إنثالبي التكوين للمادة لا يختلفان باختلاف درجة الحرارة.

ما ثابت الاتزان لهذا التفاعل، عند 575℃، لأقرب رقمين معنويين؟

  • أ3.7×10
  • ب2.7×10
  • ج2.9×10
  • د1.2×10
  • ه3.5×10

س١٢:

انظر التفاعل الآتي.

المادةΔ𝐻f(kJ/mol)𝑆(J/mol)
NO()23g83.72312.17
NO()g90.25210.8
NO()2g33.2240.1

ما ثابت الاتزان لهذا التفاعل عند 10.0 لأقرب رقمين معنويين؟ افترض أن الإنتروبي والتغيُّر في إنثالبي التكوين للمادة لا يختلفان باختلاف درجة الحرارة.

ما ثابت الاتزان لهذا التفاعل، عند 10.0، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟

س١٣:

انظر العملية الموضَّحة.SnCl()SnCl()44lg

المادة Δ𝐻f(kJ/mol)𝑆(J/mol)
SnCl()4g471.5365.8
SnCl()4l511.3258.6

ما قيمة Δ𝐺 لهذه العملية عند 200℃؟ افترِض أن الإنتروبي والتغيُّر في إنثالبي التكوين للمادة لا يختلفان باختلاف درجة الحرارة.

ما ثابت الاتزان للعملية عند 200℃، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟

س١٤:

ما ثابت الاتزان للتفاعل الآتي عند 100℃، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟I()+Cl()2ICl()22sgg

المادةΔ𝐻f(kJ/mol)𝑆(J/mol)
Cl()2g223.1
I()2s116.14
ICl()g17.78247.44
  • أ7.05×10
  • ب1.81×10
  • ج5.77×10
  • د1.73×10
  • ه1.42×10

س١٥:

ما ثابت الاتزان للتفاعل الآتي عند 0℃، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟H()+I()2HI()22gsg

المادة Δ𝐻f(kJ/mol)𝑆(J/mol)
H()2g130.7
HI()g26.48206.59
I()2s116.14
  • أ4.86×10
  • ب5.03×10
  • ج27.5
  • د3.16×10
  • ه3.64×10

س١٦:

ما ثابت الاتزان للتفاعل الآتي عند 90℃ لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟

المادة Δ𝐻f(kJ/mol)𝑆(J/mol)
CCl()4g95.7309.7
CS()2g116.9238.0
Cl()2g223.1
SCl()22g19.50319.45
  • أ2.61×10
  • ب8.29×10
  • ج7.17×10
  • د1.40×10
  • ه1.21×10

س١٧:

انظر التفاعل الآتي.

المادةΔ𝐻f(kJ/mol)𝑆(J/mol)
F()2g202.8
FO()2g24.7247.43
O()2g205.2

ما مقدار Δ𝐺 للتفاعل عند 100℃؟ افترِض أن قِيَم الإنتروبي والتغيُّر في إنثالبي التكوين لمادةٍ ما لا تختلف باختلاف درجة الحرارة.

ما ثابت الاتزان لهذا التفاعل، عند 100℃، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟

  • أ8.69×10
  • ب1.07×10
  • ج2.52×10
  • د3.97×10
  • ه9.35×10

س١٨:

انظر التفاعل الآتي.

المادة Δ𝐻f(kJ/mol)𝑆(J/mol)
Br()2l152.23
I()2s116.14
IBr()g40.84258.66

ما قيمة Δ𝐺 لهذا التفاعل عند درجة الحرارة 0.00℃؟ افترض أن الإنتروبي والتغيُّر في إنثالبي التكوين للمادة لا يتغير بتغيُّر درجة الحرارة.

ما ثابت الاتزان لهذا التفاعل، عند 0.00℃، لأقرب ثلاثة أرقام معنوية؟

  • أ2.42×10
  • ب9.21×10
  • ج1.33×10
  • د413
  • ه4.01×10

س١٩:

يتفاعل ثاني أكسيد الكبريت والأكسجين لتكوين ثالث أكسيد الكبريت عند التسخين.

ويكون التغير القياسي في طاقة جيبس الحرة لهذا التفاعل، Δ𝐺، هو 141.82 kJ/mol. احسب لأقرب رقمين معنويين ثابت الاتزان، 𝐾P، لهذا التفاعل عند 85℃.

  • أ4.8×10
  • ب2.2×10
  • ج4.2×10
  • د4.3×10
  • ه2.1×10

س٢٠:

يتفاعل ثاني كبريتيد الكربون والكلور تفاعلًا انعكاسيًّا لتكوين رابع كلوريد الكربون وثنائي كلوريد ثنائي الكبريت.التغيُّر في طاقة جيبس الحرة القياسية لهذا التفاعل، Δ𝐺، هو 39.0 kJ/mol. احسب لأقرب رقمين معنويين ثابت الاتزان، 𝐾P، لهذا التفاعل عند 50℃.

  • أ7.1×10
  • ب2.0×10
  • ج5.0×10
  • د3.3×10
  • ه7.4×10

س٢١:

يتفاعل الهيدروجين واليود انعكاسيًّا لتكوين يوديد الهيدروجين، كما هو موضَّح في المعادلة.التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة، Δ𝐺، مقداره 3.40 kJ/mol. احسب ثابت الاتزان، 𝐾P، لهذا التفاعل عند 100℃، مقرِّبًا إجابتك لأقرب رقمين معنويين.

س٢٢:

يتفاعل اليود والكلور انعكاسيًّا لتكوين كلوريد اليود الأحادي، كما هو موضَّح.I()+Cl()2ICl()22gggالتغيُّر في طاقة جيبس الحرة القياسية، Δ𝐺، لهذا التفاعل هو 10.88 kJ/mol. احسب ثابت الاتزان، 𝐾p، لهذا التفاعل عند 40C.

س٢٣:

التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة لتبخُّر كلوريد القصدير الرباعي، Δ𝐺، مقداره 8.00 kJ/mol. احسب، لأقرب رقمين معنويين، ثابت الاتزان، 𝐾C، لهذا التفاعل، عند 25℃.

  • أ3.2
  • ب25
  • ج4.0×10
  • د0.96
  • ه5.9×10

س٢٤:

يتفكَّك ثالث أكسيد ثنائي النيتروجين انعكاسيًّا لإنتاج أكسيد النيتريك وثاني أكسيد النيتروجين، كما هو موضَّح.التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة Δ𝐺 لهذا التفاعل 1.65 kJ/mol. احسب لأقرب رقمين معنويين ثابت الاتزان 𝐾P لهذا التفاعل عند 25℃.

س٢٥:

يتفاعل هيدروكسيد الليثيوم مع ثاني أكسيد الكربون لإنتاج كربونات الليثيوم والماء، كما هو موضَّح بالمعادلة.التغيُّر القياسي في طاقة جيبس الحرة Δ𝐺 لهذا التفاعل 79.00 kJ/mol. احسب لأقرب رقمين معنويين ثابت الاتزان 𝐾C لهذا التفاعل عند درجة حرارة 25.0℃.

  • أ6.9×10
  • ب1.4×10
  • ج6.0×10
  • د2.4×10
  • ه7.4×10

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.