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 12
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 500 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 = 500 К. Задание 1.4
Определите абсолютную энтропию H2 при заданных температуре Т2 >298 К (=1000К) и давлении Р2< 101320 Па (0,25 ∙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 500 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=500К); 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 вещества Н2, СO2 и определите состав равновесной газовой смеси (мол. %) при температуре 500 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 H2 при давлении Р=1атм и стехиометрическом соотношении начальных веществ реакции . Для расчетов воспользуйтесь значениями средней изобарной теплоемкости реагентов. (T=900К)
Контрольная работа 2 Задание 2.1
На основании справочных данных для температурной зависимости давления насыщенного пара над жидкостью (иодбензолом) 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 А и В.
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 KNO3, если:
А) моляльная концентрация электролита KNO3 в растворе равна 0.050 моль/кг
Б) моляльная концентрация электролита KNO3 в растворе равна 0.050 моль/кг и в растворе присутствует электролит AlCl3 с концентрацией 0.025 моль/кг 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
Контрольная работа 4 Задание 4.1
В реакторе при постоянном объеме V=1 м3 и температуре T протекает газофазная реакция A. В таблице для этой реакции приведены результаты измерений общего давления реакционной смеси P в зависимости от времени ее протекания t. На основании данных таблицы исследуйте кинетику реакции A и определите кинетические параметры: порядок реакции, константу скорости, период полупревращения. Задание 4.2
В таблице приведены значения констант скоростей k1 и k2 для реакции А при температурах Т1 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 lg k=f(1/T) и определите:...
Контрольная работа 5 Задание 5.1
B таблице 1 для t = 20°С приведены следующие значения: 1) показатель преломления nD и плотность ρ раствора вещества А в веществе В с массовой долей растворенного вещества равной ω(А), 2) поляризация бесконечно разбавленного раствора вещества А в неполярном растворителе.
На основании данных таблицы, привлекая в необходимых случаях информацию из справочников, определите:... Задание 5.2
I. Запишите электронные конфигурации: 1) атомов Li; 2) молекулы Li-Li (за основу примите энергетические уровни - молекулярные орбитали гомоядерных молекул).
П. Нарисуйте схематически энергетическую диаграмму молекулы Li-Li и распределите электроны па энергетических уровнях.
III. Определите: 1) терм основного электронного состояния молекулы Li-Li; 2) порядок связи в молекуле Li-Li.
IV. Установите, обладает ли: 1) вещество Li2 диамагнитными или парамагнитными свойствами; 2) молекула Li-Li электрическим диполем.
V. Как изменится: 1) энергия связи, если молекулу Li2 перевести в состояние иона Li2+ ; 2) равновесное междуядерное расстояние, если молекулу Li2 перевести в состояние иона Li2+; 3) энергия связи, если молекулу Li2 перевести в состояние иона Li2-; 4) равновесное междуядерное расстояние, если молекулу Li2 перевести в состояние иона Li2-.
Контрольная работа 6 Задание 6.1
Выведите уравнения для:
1) расчета изменения энергии вращения двухатомной молекулы как жесткого ротатора при переходе ее па 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;
4) для вычисления равновесного междуядерного расстояния на основании значения разности волновых чисел соседних линий во вращательном спектр поглощения. Задание 6.2
Напишите квантово-механическое уравнение энергии колебательного движения молекулы как гармонического и ангармонического осциллятора. Выведите уравнение для расчета максимального колебательного квантового числа.