Физическая химия

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский технологический институт
(Технический университет)
Нараев В.Н.
Физическая химия
Учебное пособие для студентов заочной формы обучения инженерных специальностей
Санкт-Петербург
2007

Стоимость выполнения контрольных работ 1, 2, 3 уточняйте при заказе
Стоимость выполнения контрольных работ 4, 5, 6 уточняйте при заказе
Готовы следующие варианты:

Вариант 11

Контрольная работа 1
Задание 1.1
Определите изобарный и изохорный тепловые эффекты реакции в стандартных условиях (Т=298 К, Р = 101325 Па) на основании справочных значений (КС) теплот образования: а) с учетом агрегатного состояния всех веществ, участвующих в реакции; б) полагая, что все участники реакции находятся в идеальном газообразном состоянии.
Задание 1.2
Определите графически температурный коэффициент теплового эффекта химической реакции при температуре 1000 К и опишите характер изменения теплового эффекта реакции с ростом температуры.
Задание 1.3
Используя справочные данные для температурной зависимости истинной теплоемкости участников реакции а) составьте уравнение для температурной зависимости теплового эффекта реакции; б) установите интервал температур, для которого оно справедливо; в) постройте график зависимости и; г) рассчитайте изобарный и изохорный тепловые эффекты реакции при заданной температуре Т = 1000 К.
Задание 1.4
Определите абсолютную энтропию O2 при заданных температуре Т2 >298 К (=1000К) и давлении Р2< 101320 Па (0,20 ∙105 Па) на основании справочных данных для стандартного значения энтропии и истинной изобарной теплоемкости. Изменение энтропии при нагревании вещества определить путем аналитического и графического интегрирования температурной зависимости теплоемкости.
Задание 1.5
Определите изменение энтропии в результате протекания химической реакции в стандартных условиях и при температуре 1000 К (все вещества, участвующие в реакции находятся в идеальном газообразном состоянии). Для выполнения задания воспользуйтесь уравнением, составленном при выполнении задания 1.3. Постройте график зависимости
Задание 1.6
Для обратимой химической реакции определите: а) изменение энергии Гиббса при стандартном давлении и температуре Т(T=1000К); б) константу равновесия реакции при заданной температуре Т; в) изменение энергии Гиббса при температуре Т и парциальных (неравновесных) давлениях реагентов равных РВ, РС, РD, PE. На основании расчетов сделайте заключение о направленности протекания самопроизвольного процесса в заданных условиях.
Задание 1.7
Для химической реакции определить степень превращения веществ и и определите состав равновесной газовой смеси (мол. %) при температуре 1000 К и атмосферном давлении, если исходные вещества взяты в количествах . Для расчета температурных зависимостей воспользуйтесь справочными значениями средних изобарных теплоемкостей участников реакции.
Задание 1.8
Используя справочные данные для температурной зависимости истинной теплоемкости веществ, участвующих в химической реакции, составьте уравнение температурных зависимостей теплового эффекта, константы равновесия и убедитесь в их правильности.
Задание 1.9
Определите парциальное давление вещества CO при давлении Р=1атм и стехиометрическом соотношении начальных веществ реакции. Для расчетов воспользуйтесь значениями средней изобарной теплоемкости реагентов. (T=700К)

Контрольная работа 2
Задание 2.1
На основании справочных данных для температурной зависимости давления насыщенного пара над жидкостью (этилацетат) определите:
а) коэффициенты А и В в уравнении Клайперона - Клаузиуса lnP = A-B/T;
б) теплоту испарения жидкости
в) температуру кипения при атмосферном давлении
Задание 2.2
Используя диаграммы «температура кипения – состав» при давлении 1атм, определите:
1) число фаз и состав фаз в системах составов Х1 и Х2 при температурах t1-t4.
2) Число степеней свободы в системах составов Х1 и Х2 при температурах t1-t4.
3) При какой температуре закипит жидкость состава Х1 и каков будет состав пара в равновесии с кипящей жидкостью?
4) Как будет изменяться состав жидкой и газообразной фазы по мере повышения температуры исходной жидкости?..
Задание 2.3
На основании диаграммы состояния «температура плавления – состав» для двухкомпонентной системы веществ CaSiO3 и MnSiO3.
1. Определите тип диаграммы плавкости
2. Объясните значение всех линий полей диаграммы
3. Определите число компонентов, число фаз и состав фаз. Рассчитайте число степеней свободы для системы в состояниях, которым соответствуют фигуративные точки, отмеченные арабскими цифрами.

Контрольная работа 3
Задание 3.1
Определите ионную силу водного раствора электролита ZnSO4, если:
А) моляльная концентрация электролита ZnSO4 в растворе равна 0.010 моль/кг
Б) моляльная концентрация электролита ZnSO4 в растворе равна 0.010 моль/кг и в растворе присутствует электролит NaNO3 с концентрацией 0.020 моль/кг
В) запишите уравнение предельного закона Дебая и Хюккеля и на основании справочных данных о средних ионных коэффициентах активности вычертите график зависимости от m=0 до m= 3,0. На график нанесите зависимость по предельному закону Дебая и Хюккеля. Сделайте заключение.
Задание 3.2
1) Что называется удельной, эквивалентной и молярной электрической проводимость?
2) Как зависит удельная (эквивалентная, молярная) электрическая проводимость сильного и слабого электролитов от концентрации в широком диапазоне концентраций? Представьте графически эти зависимости.
Задание 3.3
Для гальванического элемента
А) Напишите уравнения потенциалопределяющих реакций и уравнение Нернста для расчета равновесных потенциалов левого и правого электродов.
Б) Определите средне-ионные активности электролитов в левом правом электродах и рассчитайте равновесные значения потенциалов этих электродов, при заданных концентрациях.
В) напишите электродные реакции, протекающие на левом и правом электродах гальванического элемента, полагая, что в электродной реакции участвует один электрон.
Г) найдите ЭДС гальванического элемента при стандартной температуре и вычислите константу равновесия реакции, протекающей самопроизвольно в гальваническом элементе, при температуре 298 К. В реакции участвует только один электрон.
Задание 3.4
Составьте гальванический элемент, в котором протекает самопроизвольно химическая реакция А.
Напишите уравнение, связывающее стандартное изменение энергии Гиббса в ходе химической реакции, протекающей в гальваническом элементе, со стандартным значением ЭДС гальванического элемента при температуре Т=318К
Определите:
1.стандартное значение ЭДС гальванического элемента, в котором протекает реакция А, при температуре 298 К на основании значений стандартных электродных потенциалов...

Контрольная работа 4
Задание 4.1
В реакторе при постоянном объеме V = 1 м3 и температуре Т протекает газофазная реакция. В таблице 4.2.1 для этой реакции приведены результаты измерений общего давления реакционной смеси Р в зависимости от времени её протекания t. На основании данных таблицы 4.2.1 исследуйте кинетику реакции А и определите кинетические параметры: порядок реакции, константу скорости, период полупревращения.
Задание 4.2
В таблице 4.2.6 приведены значения констант скоростей k1 и k2 для реакции при температурах T1 и Т2 , соответственно. Используя величины k1 и k2, а также значение константы скорости k, полученное при выполнении предыдущего задания для температуры Т, постройте график в координатах и определите:...

Контрольная работа 5
Задание 5.1
В таблице для t = 20°С приведены следующие значения: 1) показатель преломления плотность раствора вещества А в веществе В с массовой долей растворенного вещества равной, 2) поляризация бесконечно разбавленного раствора вещества А в неполярном растворителе.
Задание 5.2
I. Запишите электронные конфигурации: 1) атома B; 2) молекулы B-B (за основу примите энергетические уровни - молекулярные орбитали гомоядерных молекул)
II. Нарисуйте схематически энергетическую диаграмму молекулы B-B и распределите электроны на энергетических уровнях.
III. Определите: 1) терм основного электронного состояния молекулы B-B; 2) порядок связи в молекуле B-B.
IV. Установите, обладает ли: 1) вещество B-B диамагнитными или парамагнитными свойствами? 2) молекула B-B электрическим диполем.
V. Как изменится: 1) энергия связи, если молекулу С-С перевести в состояние иона B-B+; 2) равновесное межъядерное расстояние, если молекулу B-B перевести в состояние иона B-B+ ; 3) энергия связи, если молекулу B-B перевести в состояние иона B-B-; 4) равновесное межъядерное расстояние, если молекулу B-B перевести в состояние иона B-B-.

Контрольная работа 6
Задание 6.1
Выведите уравнения для:
1) расчета изменения энергии вращения двухатомной молекулы как жесткого ротатора при переходе ее на соседний, более высокий квантовый уровень энергии вращательного движения;
2) зависимости волнового числа вращательных линий в спектре поглощения двухатомной молекул от вращательного квантового числа;
3) расчета разности волновых чисел соседних линий во вращательном спектре поглощения двухатомной молекулы;
Задание 6.2
Напишите квантово-механическое уравнение энергии колебательного движения молекулы как гармонического и ангармонического осциллятора. Выведите уравнение для расчета максимального колебательного квантового числа.
На основании волнового числа собственных колебаний и ангармоничности для молекулы А, взятых из справочника [КС], определите:
а) энергию колебательного движения молекулы АВ на нулевом колебательном квантовом уровне Е0 (Дж);
б) энергию колебательного движения молекулы АВ на первом, втором и третьем колебательных квантовых уровнях (Дж);
в) максимальное колебательное квантовое число для молекулы А;
г) энергию диссоциации молекулы А (кДж/моль).
Вычертите график зависимости Екол =f(v) и укажите на графике Етах и энергию диссоциации Едис.