Основы химической термодинамики



Задание 2.01-2.19. Для реакций, соответствующей Вашему заданию, следует с помощью таблиц стандартных термодинамических функций (приложение) определить при стандартных условиях:

1.    Тепловой эффект.

2.    Изменение энтропии.

3.    Изменение свободной энергии (двумя способами) и сделать .вывод о возможности протекания реакции в стандартных условиях.

1. С + Н2О=СО + Н2

2. СН3СООНж + 2О2 = 2С02+2Н2О

3. СаО + Н2О = Са(ОН)2

4. ЗН2 + N2 = 2NН

5. 2SO2 + O2 = 2SO3

6. С0+ Н2 = СО +Н2Ож

7. 2NO2г= 2NO + O2

8. 2SO3 = 2SO2 + O2

9. СН3С1г + Н2Ож = СН3ОНж + НС1

10. Ca(OH)p = СаО+Н2Ож

11. Ag20+2HClж = 2AgCl + H2O

12. СаО + 2HClж = СаCl+ Н2Ож

13. С2Н+2Н2 = С6Н

14. 2A12O3 = 3O2+4A1

15. 2А12О3 + 6Н2=.4А1+5Н2Ож

16. СН3ОНж + НС1ж = СН3С1г2Ож

17. 2NO + O2 = 2NO2

18. СН3ОНж + 2Н2 = СН4 + Н2Ож

 

Химическая кинетика и катализ

3.01-3.10. Какие реакции являются реакциями первого порядка? Каким уравнением она описывается?

Найдите количество вещества (а — х), оставшееся неразложившимся после истечения времени t, по данным в таблице величинам периода полураспада τ, исходя из данного начального количества вещества а (все процессы описываются кинетическими уравнениями реакций первого порядка).

 

№ п/п τ а — х а, моль/л t Процесс
1 138 сек   0,5 100 сек СН3NH2 = HCN + 2H2
2 8,7 .105 сек   0,2 1 час 2N505=2N204 + О2
3 6,63 . 103 сек   0,01 10 мин 2F2O = 2F2 + O2
4 0,56 часа   0,04 0,5 час НСООН = Н2О + СО
5 1,40 . 103 сек   0,01 1 мин рацемизация
6 1,38 . 103 сек   2 20 мин N2O = N2 + О
7 44 сек   1 1 мин

радиоактивный распад изотопов

8 154 дня   10 1 год
9 45 час   100 30 час
10 37 лет   1 100 лет

 

3.11-3.20. Что такое энергия активации реакции? Оценить энергию активации некоторой химической реакции, если известны значения констант скоростей (k) при двух температурах (Т). Задачу решить по данным таблицы.

 

№ задачи

3-11

3-12

3-13

3-14

3-15

Условие задачи

ТоК k ТоК k ТоК k ТоК k ТоК k
773 0,073 550 552 283 0,00160 310 0,8 510 420
973 2,15 570 1235 303 0,00776 420 4,0 580 662

 

3.16-3.20

№ задачи

3-16

3-17

3-18

3-19

3-20

Условие задачи

ТоК k ТоК k ТоК k ТоК k ТоК k
490 0,29 295 0,012 750 0,41 270 0,091 720 0,14
510 0,49 412 0,021 1200 10,95 320 0,150 830 1,25

 

Фотохимические реакции

4.01. В чем сущность фотосинтеза? Какова роль хлорофилла в этом процессе? Растениями за один день усвоено 200 кг углерода на 1 га. Какой объем углекислого газа был при этом переработан растениями (условия нормальные).

4.02. Какое значение имеет фотосинтез? На основании анализа установлено, что сахарная свекла на 1 га в день дает привес биомассы 100 кг. Считая, что в этом количестве около 30% углерода, рассчитайте, сколько литров СО2 усвоено и сколько кислорода при этом выделилось?

4.03. Рассчитайте количество воздуха, содержание в котором СО2 составляет 0,033 объемн. %, необходимое для выработки растением за счет фотосинтеза 1 кг глюкозы.

4.04. В чем сущность закона Гротгуса? Как количество получившегося при фотосинтезе вещества зависит от мощности света и от времени облучения растения?

4.05. В .процессе дыхания человечество выделяет в атмосферу 2,6-1014 л С02 в год. Какую долю составляет это количество от усвояемого растениями в процессе фотосинтеза углекислого газа, если количество усвоенного растениями углерода составляет 25,1 млрд. т?

 

Химическое равновесие

 

5.01—5.10. Приведите выражение для константы равновесия и определите порядок ее величины при стандартных условиях по данным Вашей задачи из раздела «Основы химической термодинамики».

Сделайте вывод о химической обратимости этой реакции (идет до конца или идет до достижения равновесия). Если реакция химически обратима, определите, как 'влияют температура, давление, объем на -положение ее равновесия.

 

Растворы неэлектролитов

6.01. Что такое раствор? В чем отличие растворов от химических соединений? Рассчитайте процентную, молярную и моляльную концентрацию раствора, полученного смешением 1 г NaCl и 100 г Н2O (плотность раствора примите равной 1).

6.02. В чем сущность физической теории растворов? Найдите моляркость и моляльность 10% раствора этилового спирта (плотность раствора примите равной 1).

6.03. Что называется осмосом? Каков его механизм? Kaково его биологическое значение? Рассчитайте, пользуясь законом Вант-Гоффа, осмотическое давление раствора при 20°,если в 1 литре его находится 18 г глюкозы.

6.04. В чем выражается аналогия между осмотическим давлением и давлением газов? Рассчитайте и сравните давление 1 моля газа, занимающего при 25°С объем 1 л, и осмотическое давление 1 молярного раствора при этой же температуре.

6.05. Какие растворы называются изотоническими? Гипертоническими? Гипотоническими? Рассчитайте процентную концентрацию раствора глюкозы, изотоничного с кровью (осмотическое давление крови равно 7,3 атм., плотность растворапримите равной 1), t°=36,6оC.

6.06. Используя кривые зависимости: давление водяных паров - температура для 'воды, водных растворов и льда, поясните, почему растворы замерзают при более низкой температуре, чем вода.

6.07. На основе представлений об осмотическом давлении поясните, почему растения не могут существовать на засоленных почвах. Рассчитайте процентную концентрацию раствора NaCl, изотонического с клеточным соком, осмотическое давление которого равно 6,85 атм, t°=<20°C.

6.08. Какой раствор замерзает при более низкой температуре, содержащей в 1 л воды 18 г глюкозы, 18 г формалина или 18 г поваренной соли. Расположите эти растворы по температурам их замерзания, дайте пояснение расположению, не вычисляя значений.

6.09. Что такое криоскопия? Эбулиоскопия? Какие величины можно измерять этими методами? Рассчитайте молекулярную массу моносахарида, если при растворении 1,8 г его в 1 л воды температура замерзания полученного раствора понизилась на 0,136°.

6.10. При какой  (приблизительно) температуре будет замерзать 10% раствор этилового спирта (плотность раствора примите равной 1).

 

Растворы электролитов

7.1-7.10. Рассчитайте концентрацию ионов водорода и рН системы, соответствующей Вашему заданию.

№ задачи Концентрация раствора Электролит
7.01 0,1 н NH4OH          
7.02 0,1 н NH4C1
7.03 0,1 н HCN
7.04 0,001 н СН3СООН
7.05 0,001 н СН3СООН
7.06 0,1 н NH4OH
7.07 0,1 н HNO2
7.08 0,1 н CH3COONa
7.09 0,1 н KCN
7.10 0,001 н KCN

 

7.11-7.20. Заполните пропуски в таблице в соответствии с Вашим заданием; концентрация растворов кислоты и соли одинакова.

№ задачи Буферная смесь Количество кислоты, мл Количество соли, мл рН
7.11 СН3СООН, CH3COONa 2 8 ?
7.12 СН3СООН, CH3COONa 4 6 ?
7.13 NaH2P04, Na2HP04 3 7 ?
7.14 NaH2PO4, Na2HPO4 4 6 ?
7.15 KH2PO4, Na2HPO4 1 ? 6,81
7.16 СН3СООН, CH3COONa 1 ? 4,75
7.17 H2CO3, NaHCO3 1 ? 7,3
7.18 СН3СООН, CH3COONa 1 4 ?
7.19 H2CO3, NaHCO3 5 5 ?
7.20 NaH2P04, Na2HPO4 5 5 ?

 


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1088; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!