Обратная связь

Методические указания к выполнению контрольной работы

К выполнению контрольной работы следует приступить только после усвоения соответствующих разделов курса. Список литературы, содержащей необходимый учебный материал, приводится ниже.

Контрольная работавыполняется в тетради (в клетку), записи делаются через клетку. Поля не менее 25 мм (для внесения замечаний преподавателя). Текст должен быть выполнен рукописно.

Графики выполняются на миллиметровке мягким карандашом или чернильной пастой, формат не менее половины тетрадного листа. На осях координат масштабные единицы отмечаются через равные интервалы. Масштаб выбирается с таким расчетом, чтобы изображаемая кривая проходила через все поле чертежа. При нахождении производной графическим способом касательную к точке строить методом «зеркала» или хорд, а тангенс угла рассчитывать не по углу, а как отношение отрезков выбранного треугольника с учетом масштаба осей.

Все исходные данные надо брать с размерностями системы СИ. Полученные результаты так же должны иметь размерность.

Контрольная работа состоит из 2-х частей, которые содержат задания (теоретические вопросы и задачи) по основным темам физической химии и химии дисперсных систем (коллоидной химии).

Вариант каждого задания контрольной работы выбирается по двум последним цифрам шифра, написанного в зачетной книжке.

Если последние две цифры шифра меньше или равны числу вариантов задания, нужно выполнить задание, номер варианта которого равен последним двум цифрам шифра. Например, если последние цифры шифра 20, то студент выполняет 20-й вариант задания. Если последние две цифры больше числа вариантов задания, выполняют задание, номер варианта которого равен остатку от деления последних двух цифр шифра на число вариантов задания. Например, если последние цифры шифра 48, а число вариантов задания 20, студент выполняет 8-й вариант задания. Если последние две цифры делятся без остатка на число вариантов данного задания, выполняют последний вариант задания. Например, если последние две цифры шифра 80, а число вариантов 20, выполняют 20-й вариант задания.

Пример

2-е последние цифры шифра 14. Всего вариантов контрольных заданий по теме 2 –16. Выполняется 14 номер задания 2.

Пример

2-е последние цифры шифра 62. Всего вариантов контрольных заданий по теме 1 – 28. Ваш вариант: 62:28=2+6. Выполняется 6 номер задания 1.

3 Контрольные задания

Часть 1.ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Задание 1. ТЕМА: ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

1. Какие формулировки первого закона термодинамики вам известны? Напишите математическое выражение первого закона термодинамики.

2. Перечислите все известные вам функции состояния. Сформулируйте определение внутренней энергии системы.

3. Что называется тепловым эффектом реакции? 0динаков ли
тепловой эффект реакции, идущей при постоянном давлении и
объеме?

4. Чему равна работа расширения одного моля идеального
гaзa при изобарном, изохорном и изотермическом процессах?

5. Что называется удельной, молярной, средней и истин
ной теплоемкостью? Покажите влияние теплоемкости на тепловой
эффект реакции при постоянстве объема системы (закон Кирхгофа).

6. Что называется молярной, удельной, средней и истинной
теплоемкостью? Покажите влияние теплоемкости на тепловой эф
фект реакции при постоянстве давления в системе (закон Кирхгофа).

7. Сформулируйте закон Гесса и следствия из него. Покажите границы его применимости.

8. Что называется стандартной теплотой образования и стандартной теплотой сгорания? Покажите на примере образования фосфорной кислоты НзР0₄ и сгорания хлорметилбензола C₆H₄ClCH₃ .

9. Стандартная теплота образования метилиодида СНзJ (ж) при P=const равна 8,4кДж/моль (теплота поглощается). Напишите термохимическое уравнение реакции, к которой относится этот тепловой эффект.

10. Как рассчитывается стандартный тепловой эффект из стандартных теплот образования и сгорания? Покажите на примере реакции взаимодействия ацетилена с водородом.

11. Укажите, каково соотношение между изменениями энтальпии и внутренней энергии для реакции C₂H₆(г) = C₂H₄(г) + H₂ при 700К. Что больше? Каково соотношение молярных теплоемкостей Ср и Cv для ацетилена (как идеального газа)?

12. Стандартная теплота образования (при постоянном
давлении) жидкого ацетона равна 247,7 кДж/моль (теплота выделяется). Напишите уравнение реакции, к которой относится этот тепловой эффект. Чему равна теплота разложения ацетона до простых веществ при V=const?

13. Каково соотношение между тепловыми аффектами при постоянном давлении и постоянном объёме при температуре 298 К для реакции 2СО = CO₂+C? Что больше?

14. Одинаков ли тепловой эффект (кДж/моль) указанной реакции, идущей при постоянном давлении или постоянном объёме? Который из них больше и насколько?

Таблица 1 Исходные данные для вопросов 15 - 21

Вариант	Уравнение реакции	Температура, К
	2NO(г) =N₂O₄(г)
	CO + 3H₂ = CH₄ +H₂O(ж)
	4NO + 6 H₂O(г) = 4NH₃+5O₂
	4NO + 6 H₂O(ж) = 4NH₃+5O₂
	CH₄ +СO₂ = 2CO +2H₂
	CO₂ +C = 2CO
	C₆H₆ + 3H₂ =C₆H₁₂ (г)

22.Теплота сгорания (при постоянном давлении) 1,7г аммиака NH₃ равна 6 кДж (теплота выделяется или поглощается?). Напишите термохимическое уравнение реакции, к которой относится этот тепловой эффект. Изменится ли величина теплового эффекта, если реакцию проводить при V=const?

23.Теплота сгорания (при постоянном объеме) 1г ацетилена С₂Н₂ равна 31 кДж (теплота выделяется или поглощается?). /Напишите термохимическое уравнение реакции, к которой относится этот тепловой эффект. Изменится ли величина теплового эффекта, если реакцию проводить при P=const?

24. Теплота сгорания (при постоянном давлении) 1г пропана С_зН₈ равна 71кДж (теплота выделяется или поглощается?). Напишите термохимическое уравнение реакции, к которой относится этот тепловой эффект. Изменится ли величина теплового эффекта, если реакцию проводить при V=const?

25. Теплота сгорания (при постоянном объёме) 1г C₁₃H₂₅NO₂Cl равна 6 кДж (теплота выделяется или поглощается?). Напишите термохимическое уравнение реакции, к которой относится этот тепловой эффект. Изменится ли величина теплового эффекта, если реакцию проводить при P=const?

26. Напишите уравнение (в дифференциальном виде) зависимости теплового эффекта от температуры ( закон Кирхгофа). Проведите для него приближенное интегрирование.

27. Для некоторой химической реакции изменение теплоемкости, как функции температуры, в интервале от Т₁доТ₂выражается уравнением DСр=Dа+ Db+DcТ². Величины Dа, Db, Dc больше нуля. Изобразите схематически график зависимости теплового эффекта DН этой реакции от температуры .

28. Изменение теплоемкости в ходе реакции в некотором интервале температур больше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале? Ответ мотивировать.

29. Изменение теплоемкости в ходе реакции в некотором интервале температур меньше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале? Ответ мотивировать.

ЗАДАНИЕ N2. ТЕМА: ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

1. Какие формулировки второго закона термодинамики вам известны? Подтвердите их математическими выражениями.

2. Напишите аналитическое выражение объединенного (первого и второго) законов термодинамики для обратимого и необратимого процессов,

3. Как определить изменение энтропии в процессе фазового превращения (испарение, плавление, возгонка)? Напишите также математическое соотношение между энтропией и теплотой фазового превращения

4. Напишите математическое выражение второго закона термодинамики в интегральной форме и для бесконечно малого изменения состояния в обратимом и необратимом процессах в изолированной системе.

5. В каком соотношении находятся молярные энтропии трех агрегатных состояний одного и того же вещества: пара, жидкости, твердого тела. Что больше?

6. Как по изменению энтропии в изолированной системе определить состояние равновесия? Можно ли судить по значению энтропии о направлении процесса в неизолированной системе?

7. Как связана энтропия с термодинамической вероятностью системы? Приведите формулу Больцмана-Планка. Почему в таблицах термодинамических данных приводится для индивидуальных веществ абсолютное значение энтропии, а не ее приращение?

8. Какие вы знаете характеристические функции и термодинамические потенциалы? При каких условиях внутренняя энергия может служить критерием направления процесса?

9. При каких условиях критерием направления процесса может служить а) энтальпия; б) внутренняя энергия? Каково их изменение в этих условиях?

10. В некотором самопроизвольном протекающем изобарно-изотермическом процессе энтропия убывает. Сопоставьте изменение энергии Гиббса DG и теплового эффекта процесса DН. Что больше?

11. Какие функции состояния определяют (и как) направление процесса в неизолированной системе, если процесс протекает при постоянных или V и Т, или P и Т?

12. Какова связь между изменениями энергии Гиббса и энергии Гельмгольца для одного моля кислорода (идеальное состояние) при изотермическом расширении от объема V₁. до объема V₂?

13. Этилен С₂Н₄ перевозится в баллонах или цистернах . Для реакции С₂Н₄ ® 2С(графит) + 2Н₂ (г) при 25°С DG = -67 кДж/моль. Является ли разложение самопроизвольным? Идет ли разложение при комнатной температуре? Объясните кажущееся противоречие между ответами.

14. Как изменяются энергия Гельмгольца и Гиббса при растворении сахара в воде?

15. Для процесса анаэробного типа питания (C₆H₁₂O₆ ®₂C2H₅OH = 2CO₂) DG °₂₉₈ = -243,6З кДж/моль, а для аэробного типа питания (C₆H₁₂O₆ +О₂ ® СО₂+Н₂O) DG °₂₉₈ == -2872,З кДж/моль. Какой процесс является наиболее эффективным с точки зрения использования a-D-глюкозы? Почему?

16. Что такое

химический потенциал? Напишите условие равновесия между фазами при постоянной температуре и давлении. Приведите зависимость химического потенциала компонента от его концентрации.

ЗАДАНИЕ № 3. ТЕМА: ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ. КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ

1. Приведите характеристику химического равновесия. Выразите константу равновесия через давление для реакции:

СаСОз <-—> СаО + СО₂

2. На примере реакции MgO + СО₂ ↔ МgСО₃ напишите уравнение изотермы Вант-Гоффа и объясните, какие вопросы можно решать, применяя его.

3. Во сколько раз отличаются константы равновесия Кр и Кс для реакции СаСОз <—> СаО + СОг при 500°C?

4. К'р-константа равновесия реакции 3/2Н(г)+1/2Н2®NH₃ а K"р-константа равновесия реакции 3H₂+N₂®2NH₃. Напишите количественное соотношение между K'р и K"р.

5. Напишите уравнение изотермы реакции Н₂+Вr₂(ж) ↔2НВr(г).

6. Напишите выражение для соотношения между Кр и Кс для
реакции 2CO₂(г) ®2CO +O₂. Что меньше?

7. Выразите константу равновесия Кр реакции SO₂ +O₂ ®2SO₃ через равновесные парциальные давления реагирующих веществ.

8. При определенной температуре общее давление в равновесной системе Са(ОН)₂(т)® СаО(т)+Н₂О(г) равно P. Выразите константу равновесия Кр этой реакции через общее давление.

9. Изменяются ли и как степени диссоциации НС1 и H₂O в
следующих реакциях: 2НС1®Н₂+С1₂; 2H₂O®2H₂ +O₂при повышении общего давления?

10. Напишите уравнение зависимости константы химического равновесия (на примере реакции 2НС1®Н₂+С1₂, идущей при P =const, и реакции 2H₂O®2H₂ +O₂идущей при P-const, от температуры в дифференциальной и интегральной формах и проанализируйте их.

11. Зависит ли и как константа равновесия реакции 2S0₂+0₂®2S0₃ от температуры и давления?

12. Каково соотношение между константами равновесия Кр и Кс химической реакций 2A+B-C+3D, если все вещества находятся в идеальном газообразном состоянии?

13. Зависимость константы равновесия от температуры
можно выразить следующим уравнением: Кр= 600/T + 5,407. Выделяется или поглощается теплота в ходе реакции?

14. Как влияет понижение давления на равновесие в реакции 2С1₂+2Н₂O (г)® 4НС1+O₂, если все вещества находятся в идеальном газообразном состоянии?

15. Как влияет на равновесный выход продукта рост общего давления и температуры в следующей экзотермической реакции: 1/3A(г)+1/4В(г)® 1/5С(т)+1/?0(г)?

16. Как влияет повышение давления на равновесие в реакции 2С1₂+2Н₂O (г)® 4НС1+O2 , если все вещества находятся в идеальном газообразном состоянии?

17. Как влияет повышение температуры на равновесие эндотермической реакции 2С1₂+2Н₂O (г)® 4НС1+O₂ ,если все вещества находятся в идеальном газообразном состоянии?

ЗАДАНИЕ N4. ТЕМА: ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ. ПРАВИЛО ФАЗ ГИББСА

1.Пользуясь правилом фаз Гиббса, покажите, сколько максимально будет степеней свободы у системы вода- сахар.

2.На основе правила фаз Гиббса определите количество степеней свободы у воды при температуре а) кристаллизации; б)сублимации.

3.Сколько термодинамических степеней свободы имеет система вода- лёд- пар; а) в области одной фазы- жидкой воды, б)на границе двух фаз лёд- пар, в)в тройной точке?

4.На основе правила фаз Гиббса определите число термодинамических степеней свободы для воды, находящейся в состоянии равновесия; а) в виде одной фазы- газообразной воды (пара), б)одновременно в виде льда и воды, в)в виде воды, льда и пара?

5.Определите число термодинамических степеней свободы системы вода- лёд- пак а) в области одной фазы- твёрдой воды, б)на границе двух фаз вода(ж)- пар. в)в тройной точке?

6.Что такое тройная точка на диаграмме состояния воды?

7.Пользуясь правилом фаз Гиббса, покажите, сколько термодинамических степеней свободы у ацетона при температуре:

а) кипения и б) кристаллизации (затвердевания).

8.Пользуясь правилом фаз Гиббса, покажите, сколько термодинамических степеней свободы у четыреххлористого углерода ССl₄ при температуре а) затвердевания (кристаллизации) и б) сублимации.

9.Пользуясь правилом фаз Гиббса, покажите, сколько термодинамических степеней свободы у серного эфира при температуре а)кипения и б)сублимации.

10.Укажите максимальное количество фаз однокомпонентной системы, которые могут одновременно находиться в состоянии термодинамического равновесия.

11.Определите число термодинамических степеней свободы ацетона: а) в области одной фазы- твёрдого ацетона, б)на границе двух фаз жидкий ацетон- парообразный ацетон, в)в тройной точке.

12.Что такое тройная точка на диаграмме состояния ацетона?

13.Пользуясь правилом фаз Гиббса, покажите, сколько термодинамических степеней свободы у четыреххлористого углерода ССl₄ при температуре а) кипения и б) кристаллизации (затвердевания).

14.Пользуясь правилом фаз Гиббса, покажите, сколько термодинамических степеней свободы у хлороформа СНС1₃ при температуре а) затвердевания (кристаллизации) и б)сублимации.

15.Пользуясь правилом фаз Гиббса, покажите, сколько термодинамических степеней свободы у хлороформа СНС1з при температуре а)кипения и б)сублимации.

ЗАДАНИЕ N5. ТЕМА: ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ В ОДНОКОМПОНЁНТНОЙ СИСТЕМЕ. УРАВНЕНИЕ КЛАУЗИУСА- КЛАПЕЙРОНА

1. Вода - аномальная жидкость (что это значит?)* Как изменится температура плавления льда при увеличении давления? Ответ мотивировать на основе анализа уравнения Клаузиуса-Клапейрона.

2. Как изменится температура затвердевания (кристаллизацци) воды при увеличении давления, помня, что вода - аномальная жидкость (что это значит?)? Ответ мотивировать на основе анализа уравнения Клаузиуса - Клапейрона.

3. Проанализировав уравнение Клаузиуса-Клапейрона, объясните, почему при повышении давления температура плавления воды (льда) понижается, а ацетона повышается?

4. Проанализировав уравнение Клаузиуса-Клапейрона, объясните, почему при повышении давления температура кипения воды повышается, а температура кристаллизации (затвердевания) понижается?

5. Проанализировав уравнение Клаузиуса-Клапейрона, объясните, почему при понижении давления температура кипения воды понижается, а температура кристаллизации (затвердевания) повышается?

6. Каким образом можно понизить температуру кипения и температуру возгонки воды? Ответ объяснить на основе анализа уравнения Клаузиуса - Клапейрона

7. Каким образом можно повысить температуру кипения и температуру возгонки воды? Ответ объяснить на основе анализа уравнения Клаузиуса - Клапейрона.

8. Проанализировав уравнение Клаузиуса-Клапейрона, объясните, почему при понижении давления температура плавления воды (льда) повышается, а серного эфира понижается?

При давлении 4,579 мм рт.ст. и температуре 0,0076°С вода находится в виде трёх равновесных фаз: жидкости, льда и пара. Определить число термодинамических степеней свободы и пояснить, что это значит.

9. При давлении 525,8 мм рт.ст.(70,1кПа) и температуре 90°С вода находится в виде двух равновесных фаз: жидкости и пара. Определите число термодинамических степеней свободы и поясните, что это значит.

10. При давлении 60 мм рт.ст.(7,999кПа) аммиак закипает при температуре -74,3 °С. Определите число термодинамических степеней свободы и поясните, что это значит.

13. При давлении 12,3 кПа вода закипает при температуре 0°С. Определите число термодинамических степеней свободы и поясните, что это значит.

14. При давлении 19916 Па вода закипает при температуре 0°С Определить число термодинамических степеней свободы и пояснить, что это значит.

15. Изобразите (схематично) диаграмму состояния воды и
ацетона и укажите области сосуществования фаз.

16. Напишите уравнение Клапейрона-Клаузиуса для сублимации йода и проанализируйте его.

17. Путем анализа уравнения Клапейрона-Клаузиуса объясните, почему давление насыщенного пара над жидкой фазой растет с увеличением температуры.

18. Начертите график, которым необходимо воспользоваться для графического расчета средней теплоты испарения, напишите соответствующую формулу;

19. Какими уравнениями необходимо воспользоваться для
расчета истинной и средней теплоты испарения воды?

20. Начертите графики, которыми необходимо воспользоваться; для графического расчета истинной и средней теплоты испарения воды, напишите соответствующие уравнения.

ЗАДАНИЕ №. 6 ТЕМА: РАСТВОРЫ

1. Одинаковая ли криоскопическая постоянная у водных растворов сахара и хлористого натрия?.

2. Сформулируйте закон Рауля и напишите его математическое выражение для водного раствора сахара. Что называется идеальным раствором?

3. Почему давление насыщенного пара растворителя над раствором всегда меньше, чем над чистым растворителем? Объясните причину положительных и отрицательных отклонений от закона Рауля.

4. Почему растворы электролитов не подчиняются как закону Рауля, так и закону Вант-Гоффа (для осмотического давления)?

5. Покажите графически зависимость понижения температуры замерзания ΔТз и повышения температуры кипения ΔТкип раствора по сравнению с чистым растворителем от концентрации.

6. Укажите, какими свойствами и какого компонента - растворителя или растворенного вещества - определяются криоскопическая и эбулиоскопическая постоянные.

7. Одинакова ли криоскопическая постоянная у 0,06 М раствора глюкозы и раствора сульфата натрия? Почему?

8. Одинаковая ли температура начала кристаллизации у водных 0,05 М растворов - раствора глюкозы и раствора сульфата натрия? Почему?

9. Одинаковая ли температура начала кипения у водных 0,15 М растворов - раствора глюкозы и раствора сульфата натрия? Почему?

10. Сформулируйте первый закон Коновалова; проиллюстрируйте его диаграммой состояния в координатах Р=f(состава) при T=const и T=f(состава) при Р=const.

11. Сформулируйте второй закон Коновалова, проиллюстрируйте его диаграммой состояния в координатах Р=f (состава) при T=const и T=f (состава) при Р=const. Что такое азеотропные смеси?

12. Чем определяется растворимость газов в жидкостях? Влияет ли давление? Сформулируйте закон Генри. Укажите области применения.

13. Постройте диаграмму зависимости давления пара от температуры для воды и разбавленных водных растворов и проанализируйте ее.

14. Каково термодинамическое условие самопроизвольного образования истинного раствора при постоянных Р и Т? Влияет ли (если да, то как) ассоциация молекул растворенного нелетучего вещества на давление насыщенного пара растворителя? Начертите график зависимости общего и парциального давления пара от состава для бинарных смесей и проанализируйте его.

15. Одинаково ли осмотическое давление (при одинаковой температуре) у водных 0,035 М растворов: раствора глюкозы и раствора сульфата натрия? Почему?

ЗАДАНИЕ №.7 ТЕМА: ФОРМАЛЬНАЯ КИНЕТИКА

1. Что называется кинетикой ? Приведите определение средней и истинной скорости химической реакции. Как изменяются скорость химической реакции и концентрация реагирующих веществ во времени? Приведите графические зависимости.

2. Что такое константа скорости ? Что такое молекулярность химических реакций? Перечислите кинетическую классификацию химических реакций на основе их молекулярности.

3. По какому признаку реакции разделяются на порядки? В чем отличие молекулярности реакции от порядка? Приведите и проанализируйте кинетические уравнения изменения концентрации реагирующих веществ для реакции первого порядка.

4. Приведите и проанализируйте кинетические уравнения изменения концентрации реагирующих веществ для реакций второго порядка. Какая из односторонних реакций заканчивается быстрее при одинаковых исходных данных концентрациях и одинаковых константах скорости - реакция первого или второго порядка?

5. Что такое скорость ( истинная и средняя ), молекулярность и порядок химической реакции? ( Показать на примере реакции H₂S0₄ + 2КОН = K₂S0₄ +2 Н₂0). Написать уравнение константы скорости этой реакции при большом избытке щёлочи.

6. Написать уравнение истинной скорости, определить молекулярность и порядок химической реакции H₂S0₄ + 2КОН = K₂S0₄ +2 Н₂0 .Написать уравнение константы скорости этой реакции при большом избытке кислоты.

7. Приведите графическую зависимость изменения скорости химической реакции и концентрации CuSО₄ во времени для реакции Fe + CuS0₄ = Сu+ FeS0₄. Влияет ли порядок реакции на размерность скорости и константы скорости химической реакции ?

8. Приведите графическую зависимость изменения скорости химической реакции и концентрации FeS0₄ во времени для реакции Fe + CuS0₄ = Сu + FeS0₄. Влияет ли порядок реакции на размерность скорости и константы скорости химической реакции ?

9. Приведите кинетическое уравнение константы скорости химической реакции 1-го порядка, выраженной через концентрацию исходных веществ и период полупревращения (полураспада) на примере реакции О₃ ®О₂ + O . Укажите размерность k.

10. Приведите кинетическое уравнение константы скорости химической реакции 2-го порядка (К),выраженной через концентрацию исходных веществ (при их равенстве) и период полупревращения (полураспада) на примере реакции NaOH + HC1 ® H₂Q +NaCl. Укажите размерность k.

11. Что такое период полупревращения и как он связан с константой скорости для реакции первого и второго порядка?

12. Зависит ли и как от исходных данных концентраций реагирующих веществ период полупревращения для реакции первого и второго порядка?

13. Что такое период полураспада (полупревращения) и как он связан с константой скорости и концентрацией реагирующих веществ для реакций 1-го и 2-го порядка?

14. Покажите математическую зависимость периода полураспада (полупревращения) от величины исходной концентрации реагирующих веществ для реакций 1-го и 2-го порядка?

15. Некоторая реакция имеет константу скорости 3 мин^-1.Напишите уравнение скорости и константы скорости выраженной через концентрацию исходных веществ и период полупревращения (полураспада) для этой реакции.

16. Некоторая реакция имеет константу скорости Зл/(моль*час) при равенстве исходных концентраций веществ . Напишите уравнение скорости и константы скорости ,выраженной через концентрацию исходных веществ и период полупревращения (полураспада) для этой реакции.

17/ Как и на основе каких данных можно определить порядок и константу скорости химической реакции .например, для реакции NaOH + НNОз ® NaN0₃ + H₂O ?

18. Какие методы применяются для определения порядка реакций?

Какую размерность имеют константы скорости первого и второго порядка?

ЗАДАНИЕ № 8. ТЕМА: ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА СКОРОСТЬ И КОНСТАНТУ СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

1. Как влияет температура на скорость химических реакций? Приведите график. Правило Вант Гоффа .его математическая запись.

2. Рассмотрите зависимость скорости химических реакций от температуры. Поясните смысл величин, определяющих эту зависимость.

3. Что называется энергией активации? Укажите ее физический смысл. На основе каких данных рассчитывается энергия активации?

4. Две реакции одного порядка имеют одинаковые предэкспоненциальные множители. Разность энергий активации Е2-Е1=80кДж/моль. Рассчитайте отношение констант скорости K2/K1 при 434 К.

5.Как и на основе каких данных можно определить энергию активации химической реакции .например, реакции

NaOH + НNОз →NaNO₃ + H₂O ?

6. Для реакции ЗА + В = D энергия активации в три раза больше, чем для реакции С + 2F == 2Е. Во сколько раз отличаются у этих реакций константы скорости при температуре 40°С? Какова размерность энергии активации?

7. Энергия активации реакции второго порядка 2С → Д + К такая же, как и для реакции первого порядка А → В .Во сколько раз отличаются у этих реакций константы скорости при температуре 91,2°С?

8. Реакция первого порядка имеет такую же величину константы скорости, что и некоторая реакция второго порядка. Одинаковую ли имеют они размерность для скорости и константы скорости, если время измерять в секундах, а концентрацию - в моль/л, если исходные концентрации веществ одинаковы?

9. Энергия активации реакции первого порядка A→B в четыре раза меньше, чем для реакции второго порядка 2С→ Д +К, во сколько раз отличаются у этих реакций константы скорости при температуре 88.5°0?

10. Энергия активации реакции первого порядка А → В в два раза меньше, чем реакции второго порядка 2С = Д + F. Во сколько раз отличаются у этих реакций константы скорости при температуре 91,3°С?

11. Реакция второго порядка имеет такую же величину скорости (начальную и через 0,1 часа), что и некоторая реакция первого порядка. Одинаковая ли у них величина константы скорости (через 0,2 и 1,2 часа), если исходные концентрации веществ одинаковы? Какая из них быстрей (или за одинаковое время?) израсходует половину исходной концентрации реагирующих веществ?

12. Энергия активации реакции первого порядка А → В такая же, что и для реакций второго порядка 2С → Д + К. Отличаются ли у этих реакций величины и размерность константы скорости при температуре 36,5°С (если отличаются, то во сколько раз)?

13. Какие реакции называются последовательными и параллельными? Приведите примеры.

14. Приведите примеры последовательных реакций. Постройте график зависимости концентрации веществ от времени (в последовательной реакции).

15. Рассмотрите основные положения теории активных coyдарений. Что такое активированный комплекс (в теории переходного состояния)? Какой-физический смысл имеет представление об энтропии активации в теории переходного состояния?

16. Перечислите характерные признаки особенности цепных реакций.

17. Что такое катализ и катализаторы? Перечислите основные признаки и особенности гомогенного и гетерогенного катализа. Приведите примеры. Как влияет катализатор на энергию активации?

18. Роль поверхности катализатора при гетерогенном катализе? Приведите примеры. Как проявляется специфичность катализатора в гомогенном и гетерогенном катализе?

19. Какие реакции называются автокаталитическими? Приведите примеры. Что такое ингибиторы? Приведите примеры реакций, которые можно затормозить с помощью ингибиторов.

20. Какие вещества называются инициаторами химических реакций? Что такое ферменты? Какие ферменты вы знаете?

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

Задание N1. Первый закон термодинамики.

1- 24. Вычислите тепловые эффекты химической реакции

при 298К как при P = const, так и V = const (табл.1). Определите, насколько отличаются они. Необходимые данные см. в табл. 2 приложения.

Таблица 2 Исходные данные к задачам 1-24

Вариант	Уравнение химической реакции
	2H₂ + CO = CH₃OH (г)
	4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂
	NH₄Cl(тв) = NH₃ + HCl
	2N₂+ 6H₂O(г) = 4NH₃+ 3О₂
	4NO + 6H₂O (г) = 4NH₃ + 5O₂
	2NO₂ = 2NO + O₂
	Mg(OH)₂ = MgO + H₂O (г)
	CaCO₃ = CaO + CO₂
	N₂O₄= 2NO + Н₂
	¦Ca(OH)₂= CaO + H₂O (г)
	0,5 S₂+ H₂O (г) = H₂SO₃
	0,5 S₂+ 2CO₂ = SO₂+ 2CO
	2SO₂+О₂ = 2SO₃ (г)
	¦SO₂ + Cl₂ = SO₂Cl₂(г)
	CO + 3H₂= CH₄ + H₂O (г)
	4CO + 2SO₂ = S₂(г) + 4CO₂
	CO + Cl₂ = COCl₂(г) ¦
	CO₂ + H₂ = CO + H₂O (г)
	CО₂ + 4H₂ = CH₄ + 2H₂O (г)
	¦2CO₂ = 2CO + О₂
	CH₄ + CO₂ = 2CO + 2H₂
	C₂H₆= С₂H₄+ H₂
	C₂H₅(OH) (г) = C₂H₄ + H₂O (г)
	CH₃COH (г) + H₂ = C₂H₅OH(г)

25-36.Вычислите стандартную теплоту образования соединения (табл.3), если известна его теплота сгорания (см. табл. 1 приложения) при Т=298 и p =1.0133*10 55 0 Па. Продукты сгорания СО₂(г), Н₂О(ж), N2(г).

Таблица 3 исходные данные для решения задач вариантов 25-36.

Вариант	Вещество	Вариант	Вещество	Вариант	Вещество
	С₃ Н₈О глицерин		С₆Н₇N(ж) анилин		С₁₀Н₆ (к) нафталин
	С₆Н₆О фенол		СН₄ОN₂(т) мочевина		C₆Н₆ бензол
	С₆Н₁₂О₆ глюкоза		С₂Н₂(г) 0 ацетилен		СН₃СООН(ж) уксусная к-та
	С₁₂Н₂₂О₁₁ сахароза		СН₄(г) метан		С₃Н₆О ацетон

37- 39. Найдите тепловой эффект реакции (а), если известны тепловые эффекты реакции (б) при постоянном объеме (табл.4).

Таблица 4. Исходные данные для решения задач вариантов 37- 39.

Вариант	Реакция а)	Реакция (б)
	Fe+Cl₂= FeCl₂	Fe(т)+2НСl(aq)=FeCl₂(aq)+H₂(г)-87,99кДж¦ FeCl₂(т)+aq=FeCl₂(aq)-81,71кДж НСl(г)+aq=HCl(aq)-73,33кДж Н₂(г)+Сl₂(г)=2HCl - 184,36кДж
	СН₄+Сl₂ =CH₃Cl+HCl	CH₃Cl(г)+3/2О₂=СО₂+Н₂О(ж)+НСl-687кДж Н₂+1/2О₂ =Н₂О(ж)-286кДж 1/2Н₂+1/2Сl₂ = HCl-92,5кДж
	2С+2Н₂=С₂Н₄	С₂Н₄+Н₂=С₂Н₆-36,95кДж ¦ С₂Н₆+7/2О₂=2СО₂+Н₂О(ж)-1559,83кДж

Задание N2. Второй закон термодинамики

1 13. Возможно ли самопроизвoльное протекание указанной в варианте (табл.5) химической реакции при 298 К при P=const. Необходимые данные см. в табл. 2 приложения.

Таблица 5 Исходные данные для решения задач вариантов 1 – 13

Вариант	Уравнение химической реакции ¦
	2NO₂ = 2NO + O₂
	Mg(OH)₂= MgO + H₂O (г)
	CaCO₃= CaO + CO₂
	N₂O₄= 2NO₂
	2H₂ + CO = CH₃OH (г) ¦
	4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂
	NH₄Cl(тв) = NH₃ + HCl
	0,5 S₂+ 2CO₂= SO₂+ 2CO
	2SO₂+О₂ = SO₃ (г)
	2N₂ + 6H₂O (г) = 4NH₃ + 3O₂
	4NO + 6H₂O (г) = 4NH₃ + 5O₂
	Ca(OH)₂= CaO + H₂O (г) ¦
	0,5 S₂+ H₂O (г) = SO₂+2CO ¦

14- 26. Возможно ли самопроизвольное протекание указанной в варианте (табл.6) химической реакции при 298 К при V=const. Необходимые данные см. в табл. 2 приложения.

Таблица 6 Исходные данные для решения задач вариантов 14- 26

Вариант	Уравнение химической реакции
	CH₄ + CO₂ = 2CO + 2H₂
	C₂H₆= C₂H₄ + H₂
	C₂H₅(OH) (г) = C₂H₄ + H₂O (г) ¦
	CH₃COH(г) + H₂= C₂H₅OH(г) ¦
	CO + Cl₂ = COCl₂(г)
	CO₂ + H₂ = CO + H₂O (г) ¦
	SO₂ + Cl₂ = SO₂Cl₂(г)
	CO + 3H₂= CH₄ + H₂O (г)
	4CO + 2SO₂= S₂(г) + 4CO₂
	CO₂ + 4H₂ = CH₄ + 2H₂O (г) ¦
	H₂ +1/2 CO =1/2 CH₃OH (г)
	SO₂ + ½ О₂= ½ SO₃ (г)
	2CO₂ = 2CO + О₂

Задание N3. Константа химического равновесия

1- 23. Для указанной в варианте реакции (табл.7):

а). Записать выражение константы равновесия (Кр);

б). Указать как смещается равновесие реакции при увеличении давления ?

в). Указать как смещается равновесие реакции при уменьшении температуры ?

г). Определить во сколько раз больше (меньше) Кр по сравнению с Кс?

д). Определить изменится ли величина константы равновесия, если в указанном варианте уравнения химической реакции все стехиометрические коэффициенты уменьшить в два раза?

Таблица 7 Исходные данные для решения задач вариантов 1- 23

ТОП 5 статей:

Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...