9544-zadachi_k_itogovoj_rabote_1

Химическая термодинамика

1. Может ли самопроизвольно протекать процесс при 20°С:

2 PH_{3 (г)} + 4 O_{2 (г)} = P₂O_{5 (к)} + 3 H₂O _(ж)

Соединение	Н, кДж/моль	S, Дж/моль∙К
PH3 (г)	5,4	210,2
O2 (г)	0	205,04
P2O5 (к)	– 1507,2	140,3
H2O (ж)	– 285,83	69,95

2. Вычислите ∆G° реакции

CaCO_{3 (кр)} → CaO_(кр) + CO_{2 (г)}

Соединение	Н, кДж/моль	S, Дж/моль∙К	G, кДж/моль
CaCO3 (кр)	– 1207	92,9	– 1128,35
CaO(кр)	– 634,9	38,1	– 603,46
CO2 (г)	– 393,51	213,6	– 137,15

При 25°С и 500°С. Может ли реакция протекать самопроизвольно при данных условиях?

3. Вычислить стандартное изменение изобарного потенциала G для реакции:

C₂H_2(г) + 5/2O₂ 2CO₂ + H₂O_(ж)

Соединение	Н, кДж/моль	S, Дж/моль∙К
CO2	– 393,51	213,6
H2O(ж)	– 285,84	69,95
C2H2(г)	226,75	200,8
O2	0	205,04

Может ли реакция протекать самопроизвольно при стандартных условиях?

4. Теплота растворения MgSO₄ Н_раст = – 85,06 кДж/моль. Теплота гидратации этой соли до кристаллогидрата состава MgSO₄∙7H₂O составляет Н_гидр = – 101,2 кДж/моль. Определить теплоту растворения кристаллогидрата.

5. Вычислить тепловой эффект реакции образования H₂S_(г), если при взаимодействии 0,5 молей серы с водородом выделилось 10,45 кДж теплоты.

6. Определите возможное направление реакции при стандартных условиях:

CH₃ОН_(г) HCHO_(г) + 1/2H₂

Соединение	Н, кДж/моль	S, Дж/моль∙К
CH3ОН (г)	– 201,2	239,7
HCHO (г)	– 115,9	218,8
H2	0	130,6

7. Определите возможное направление самопроизвольного процесса при температуре Т = 400°K для реакции: СО₂ + Н₂ НСООН.

Соединение	Н, кДж/моль	S, Дж/моль∙К
CО2	– 393,51	213,6
HCOOH	– 424,76	128,95
H2	0	130,6

8. Тепловой эффект реакции 2 CO + O₂ = 2 CO₂ при стандартных условиях равен 284,8 кДж/моль. Сколько выделится энергии при сгорании 14 г СО.

9. Рассчитать Н_сгор этанола, если известно, что при сгорании 4,6 г спирта выделяется 137 кДж теплоты.

10. При взаимодействии 4,8 г Mg c Cl₂ выделилось 1289,6 кДж теплоты. Рассчитайте теплоту образования хлорида магния.

Химическое равновесие

1. Рассчитайте константу равновесия процесса при 100°С, если G = – 25,3 кДж.

2. Константа равновесия реакции взаимодействия хлороводорода с кислородом:

4HCl + O₂ 2H₂O + Cl₂

при 660°К равна 8,0 ∙ 10^–4. Определите стандартное изменение энергии Гиббса для этой реакции при указанной температуре.

3. В системе H_{2 (г)} + I_{2 (г)} 2HI _(г) установилось равновесие при концентрациях [H₂] = 0,25 моль/л, [I₂] = 0,05 моль/л, [HI] = 0,9 моль/л. Определить исходные концентрации йода и водорода.

4. При некоторой температуре в системе 2 NO₂ 2 NO + O₂ установилось при следующих концентрациях: [NO₂] = 0,03 моль/л, [NO] = 0,12 моль/л, [O₂] = 0,6 моль/л. Найти константу равновесия реакции и исходную концентрацию NO₂.

5. Определите константу равновесия реакции 2 NO_2(г)  N₂O₄ при 25°С, исходя из изменения изобарно-изотермического потенциала системы в результате реакции. ∆G (N₂O₄)°= 93,8 кДж/моль; ∆G (NO₂) = 51,8 кДж/моль.

6. В каком направлении сместится равновесие реакций

2 CO_(г) + O_2(г) 2 CO_2(г) Н° = – 566 кДж

N_2(г) + O_2(г) 2 NO_(г) Н° = 180 кДж

а) при повышении температуры, б) при понижении давления?

7. При 1000°С константа равновесия системы FeO_(к) + СO_(г) Fe_(к) + СO_2(г) равна 0,5. Вычислите стандартное изменение энергии Гиббса для данной реакции при указанной температуре.

8. В замкнутом сосуде протекает реакция А_(г) + 2В_(г) С_(г). Равновесные концентрации веществ [А] = 0,06 моль/л, [B] = 0,12, [С] = 0,032. Найдите исходную концентрацию веществ А и В, а также константу равновесия реакции.

9. В каком направлении сместится равновесие в системах

CO_(г) + Cl_2(г) COCl_2(г) Н° = – 108,97 кДж

H_2(г) + I_2(г) 2 HI_(г) Н° = 26,4 кДж

а) при повышении давления, б) при понижении температуры?

10. Рассчитайте константу равновесия реакции 3CaO + P₂O₅ = Ca₃(PO₄)₂ при 10°С, если G = ‑708,8 кДж.

Способы выражения концентраций раствора

1. Для приготовления 5%-го раствора MgSO₄ взято 400 г MgSO₄∙7 H₂O. Найти массу полученного раствора.

2. Для нейтрализации 30 мл 0,1N раствора щелочи потребовалось 12 мл раствора кислоты. Определите нормальность кислоты.

3. Найти молярную концентрацию 36,2%-го раствора HCl (ρ = 1,18 г/мл)

4. Какой объем 6 М раствора HCl нужно взять для приготовления 25 мл 2,5 М раствора соляной кислоты?

5. Сколько 0,5 М раствора H₂SO₄ можно приготовить из 15 мл 2,5 М раствора?

6. В 1 кг воды растворили 667 г KOH (ρ = 1,396 г/мл). Найти: молярность, нормальность и моляльность этого раствора.

7. Какой объем 0,1 М раствора H₃PO₄ можно приготовить из 75 мл 0,75 N раствора?

8. Для нейтрализации 20 мл 0,1N раствора кислоты потребовалось 8 мл NaOH. Сколько грамм NaOH содержит 1 л этого раствора?

9. На нейтрализацию 20 мл, содержащего в 1 л 12 г щелочи, израсходовано 24 мл 0,25N раствора кислоты. Рассчитать молярную массу эквивалента щелочи.

10. Рассчитайте, какой объем диоксида углерода (н.у.) можно получить при действии на раствор карбоната натрия 100 мл серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,6 моль/л?

Коллигативные свойства раствора

1. Найдите при 65°С давление насыщенного пара над раствором, содержащем 13,68 г сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ в 90 г воды, если давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 25 кПа.

2. При какой приблизительно температуре будет кипеть 50%-ый раствор сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ (Е = 0,52)?

3. При 20°С смешали 1 л раствора неэлектролита, осмотическое давление которого 243,4 кПа, с 3 л раствора неэлектролита, осмотическое давление которого 486,8 кПа. Найти осмотическое давление полученного раствора.

4. При какой приблизительно температуре будет кристаллизоваться 30%-ный раствор поваренной соли (K (H₂O) = 1,85)?

5. Водно-спиртовой раствор, содержащий 15 % спирта (ρ = 0,97 г/мл), кристаллизуется при -10,26°С. Найти молекулярную массу спирта и осмотическое давление раствора при 293 К. K (H₂O) = 1,85.

6. Раствор, в 100 мл которого находится 2,3 г вещества, обладает при 293 К осмотическим давлением, равным 618,5 кПа. Определить молекулярную массу вещества.

7. При 25°С осмотическое давление некоторого водного раствора, содержащего 2,80 г высокомолекулярного соединения в 200 мл раствора, равно 0,70 кПа. Найти молекулярную массу растворенного вещества.

8. Рассчитать давление насыщенного пара над раствором содержащего при 0°С 1 моль глицерина в 22,4 л воды. р°(H₂O) = 0,6 кПа.

9. При 315 К давление насыщенного пара над водой равно 8,2 кПа. На сколько понизится давление пара при указанной температуре, если в 540 г воды растворить 36 г глюкозы С₆Н₁₂О_6?

10. Температура кипения водного раствора сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ равна 101,4°С. Вычислить молярную концентрацию и массовую долю сахарозы в растворе.

Ионное произведение воды. Водородный показатель. Буферные растворы

1. При какой концентрации раствора степень диссоциации азотистой кислоты (К_А = 4 ∙ 10^-4) будет равна 0,2.

2. Рассчитать рН раствора, если [H⁺] = 8,3 ∙ 10^-4 моль/л.

3. Чему равна концентрация ионов водорода в водном растворе муравьиной кислоты, если α = 0,03? К_а = 1,8 ∙ 10^-4.

4. Вычислить рН 0,01N раствора уксусной кислоты, в котором степень диссоциации кислоты равна 0,042.

5. Константа диссоциации масляной кислоты C₃H₇COOH 1,5 ∙ 10^-5. Вычислить степень ее диссоциации в 0,05М растворе.

6. Вычислить рН растворов слабых электролитов: 0,03М СН₃СООН, 0,1М NH₄OH, 0,02М HNO₂. K_a (СН₃СООН) = 1,8 ∙ 10^-5, K_b (NH₄OH) = 1,8 ∙ 10^-5, K_a (HNO₂) = 4 ∙ 10^-4.

7. Рассчитать рН гидрокарбонатной буферной смеси, состоящей из 30 мл 0,1М H₂CO₃ и 70 мл 0,1М NaHCO₃. K_a (H₂CO₃) = 4,4 ∙ 10^-7_.

8. Рассчитать рН аммиачной буферной смеси, состоящей из 125 мл 0,01М NH₄OH и 75 мл 0,013М NH₄Cl. K_b (NH₄OH) = 1,8 ∙ 10^-5_.

9. Вычислить степень диссоциации и константу диссоциации муравьиной кислоты, если концентрация ионов водорода в 0,2N растворе этой кислоты равна 6 ∙ 10^-3моль/л.

10. Вычислить рН 0,02 М раствора соляной кислоты.