1 Контрольная работа / 1- 4_Химия

10

Томский межвузовский центр дистанционного образования

Томский государственный университет

систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Контрольная работа № 1

по дисциплине «Химия»

вариант№4

Выполнил:

студент ТМЦДО

гр.: …….

Специальности.……

………………….

……………….. 2…. г.

г. ……………

…..г

1. Написать формулы оксидов, соответствующих указанным гидроксидам: Sn(OH)₄; Sn(OH)₂; H₃VO₄; HVO₃; Ni(OH)₂; Ni(OH)₃; H₄SiO₄. Какими свойствами (основными, амфотерными, кислотными) обладают оксиды и гидроксиды? Назвать и построить их графические формулы. Определить эквивалент и эквивалентную массу для соединений: NiO; Ni(OH)₂; Ni(SO₄)₃; H₄SiO₄.

SnO ₂-основной оксид олова (IV) O=Sn=O

SnO- основной оксид олова (II) Sn=O

V₂O₅-амфотерный оксид ванадия (V) O=V-O-V=O

V₂O₅-амфотерный оксид ванадия(V)

NiO- основной оксид никеля(II) Ni=O

Ni₂O₃- основной оксид никеля(III) O=Ni-O-Ni=O

SiO₂-кислотный оксид кремния(IV) O=Si=O

вещество	э	м/э
NiO	2 моль	37,3 г	Ni = O
Ni(OH)2	2 моль	46,5 г	H-O-Ni-O-H
Ni2(SO4)3	6 моль	67,6 г	О О О О О \ \ / \ // / \ / / S Ni – O – S – O – Ni S / / \ / \\ \ / \\ O O O O O
H4SiO4	4 моль	24 г	H-O O-H \ / Si / \ H-O O-H

2. Закончить уравнения реакций:

SnO+K₂O=; Sn (OH)₄+H₂SO₄=; SnH₄;

SnO+HCl=; ₂SO₄+H₂SO₄₌; GaCl₃+NH₃=;

Sn(OH)₂+KOH=; SnH₄+O₂=; SnCl₂+NaOH=; P+O₂=.

Какие реакции можно использовать в технологии получения плёнок (каких)?

Составить ионные уравнения реакций (где возможно).

SnO+K₂O= K₂SnO₂

SnO+2HCl= SnCl₂ + Н₂О

Sn (OH)₂+2KOH= K₂

Sn(OH)₄+2H₂SO₄=Sn(SO₄)₂+4H₂O

Sn⁴⁺+4OH^-+4H⁺+2SO₄^2-=Sn⁴⁺+2SO₄^-2+4H₂O

₂SO₄+H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O

2Cu(OH)⁺+SO₄^2-+2H⁺+SO₄^2-=2Cu²⁺+2SO₄^2-+2H₂O

SnH₄+O₂= Sn (OH)₂+H₂

SnH₄Sn+2H₂

GaCl₃+NH₃ (конц.)=Ga(ОH)₃+NН₄Cl

GaCl₃+NH₃ =(NН₄)₃ [Ga(OH)₆]

SnCl₂+2NaOH=Sn (OH)₂+2NaCl

P+O₂=P₂O₅

3. Вычислить изменение энергии Гиббса химической реакции:

Cd_(T)+2AgCl_(T)=2Ag_(T)+CdCl_2(T)

при С по стандартным значениям энтальпий образования и абсолютных энтропий. Реакция проводится между чистыми веществами:

; =56,76 Дж/(моль^. К);

(AgCl_T)=-126,8 кДж/моль; =96,97 Дж/(моль^. К);

(Ag_T)=0; =42,9Дж/(моль^. К);

(CdCl_2T)=-389,0 кДж/моль; =115,2 Дж/(моль^. К);

На основании вычисленной энергии Гиббса сделать вывод о возможности реакции. Возможен ли обратный процесс этой реакции? Что об этом говорят энтальпийный энтропийный факторы?

Сd_(T)+2AgCl_(T)=2Ag_(T)+CdCl_2(T)

T=C=298K

==2ΔH_Ag+ΔH_CdCl2-2ΔH_AgCl-ΔH_Cd=2*0+*(-389.0)-2*

(-126.8)_-0=-135,4

ΔS=S^пр-nΔS^исх=2*42, 9+*115, 2-2*96, 97-56, 76=85, 8+115,2-193, 94-56, 76=-49,7

ΔG=ΔH-T_ΔS=-135400-298(-49,7)=-12058,9

Так как ΔG реакция при обычных условиях идёт с увеличением количества продуктов. Обратная реакция при этих же условиях не возможна. В результате реакции выделяется теплота и увеличивается мера беспорядка системы.

4. Определить количество теплоты, которое нужно затратить для нагревания 10г водорода при постоянном давлении и постоянном объеме от 25 до 500С, если истинная молярная теплоёмкость равна:

С_р=27,28+3,26*10^-3*T+0.502*105*T^-2 Дж/(моль^. К)

Расчеты количества теплоты произвести через значения истинной и средней теплоёмкости (С_р,C_v и ), сравните результаты и сделайте выводы.

С_р=27,28+3,26*10^-3*T+0.502*10⁵*T^-2 Дж/моль^.К

T₁=298K T₂=773K

C_р=27,28+(3,26*10^-3)/2*(T₂+T₁)+(0.502*10⁵)/(-1) *(T₂+T₁)^-2=27.28+1.63*10^-3*

*(T₂+T₁)-0.502*10⁵*=27.28+1.63*10^-3*(298+773)-0.502*10⁵*

(1/(773²+773*298+298²))=27.28+1.746-0.502*10⁵*(1/(597529+230354+88804))=

=29.026-=29.026-0.0547=28.9713

1.Q_p==(10/2)*28.971*(773-298)=5*28.97*475=68.8кДж

2. Q_pnC_pdT=n=n(27.28(T₂-T₁)+*()+0.502*10⁵*)=

=5*(27.28*(773-298)+1.03*10^-3*(597529-88804)+0.502*10⁵*=

=5*(12958+829.2+103.5)=69.5кДж

Q_p1=68.8кДж Q_p2=69.5кДж

ΔQ_p=( Q_p2- Q_p1)=0.7кДж значения Q_p практически равны.

3. Q_v=n

=28.97-8.314=20.66Дж/(моль^.К)

Q_v=*20.66*(773-298)=49кДж

4.С_p/C_v==1.40

C_v==49.6кДж

Q_p>Q_v т.е. при постоянном объеме нагрев расходуется меньше количества тепла по сравнению с нагревом при P=cons’t.

5. Какие из приведенных ниже систем являются гомогенными и какие гетерогенными:

1. CO+H₂O_(r) CO₂+H₂;

2. 3GaJ_(r)+1/2As_4(r) 2GaAs_(T)+GaJ_3(r);

3. 4GaAs_(r)+2GaJ₃6GaJ_(r)+As_4(r)?

Напишите выражение константы равновесия для приведенных систем. Как изменится скорость прямого и обратного процессов при увеличении давления в два раза? Будет ли наблюдаться смещение равновесия, в какую сторону? Выведите константу равновесия для реакции(2).

1,2- гетерофазные, т.к вещества не все в одной фазе.

3- гомофазные, т.к. вещества находятся в одной фазе.

1. CO+H₂OCO₂+H₂

K=

2. 3GaJ_(r)+1/2As_4(r) 2GaAs_(T)+GaJ_3(r)

K=

3. 4GaAs_(r)+2GaJ₃6GaJ_(r)+As_4(r)

K=

1. CO+H₂O_(r) CO₂+H₂

Скорость прямой увеличивается в 4 раза, обратной в 2раза. Реакция смещена в сторону прямой реакции.

2. 3GaJ_(r)+1/2As_4(r) 2GaAs_(T)+GaJ_3(r)

скорость прямой реакции > скорости обратной.

3. 4GaAs_(r)+2GaJ₃6GaJ_(r)+As_4(r)

Скорость прямой в 2 раза больше скорости обратной при повышении давления.

3GaJ_(r)+1/2As_4(r) 2GaAs_(T)+GaJ_3(r)

k₁

6. Реакция выражается уравнением 4HCl+O₂2H₂O+2Cl₂, через некоторое время после начала реакции концентрации участвующих в ней веществ стали (моль/л):Определите равновесную концентрацию H₂O, исходные концентрации HCl и O₂. Расчитайте К_с и К_р (T=500K).

4HCl+O₂2H₂O+2Cl₂

исход. a b - -

равн. a-4x b-x 2x 2x

=0.30 x=0.15 C_H2Op=2x=C_Cl2P=2*x=0.30

C_HClp=a-4x=a-4*0.15=0.85

a=085+4*0.15=1.45

C_O2p=b-x=0.44

b=0.44+0.15=0.59

исход. C_O2=0.59 C_HCl=1.45

равн. C_Н2O=0.30

k_c=

используем равновесные концентрации

k_c=

k_p=k_c(RT)^{[(c+d)-(a+b)]}

В общем виде реакция:

a*A+b*Bc*C+d*D

k_p=0.78(500*8.314)^{[(2+2)-(4+1)]}=0.78*(4157)^-1=1.9*10^-4

7. Карбид кремния получают нагреванием до 2000смеси песка и угля: SiO_2(T)+3C_(T)=SiC_(T)+2CO_(г)+122ккал. Определить фазовый состав и число степеней свободы.

В данной реакции фазовый состав таков: фаза газовая и твёрдая фаза, так как в результате реакции исходного вещества и продукты принадлежат двум фазам перечисленным выше.

Число степеней свободы- если влияют только t и Р, равно числу независимых компонентов системы минус число фаз плюс два:

Компонентов 4

С=К-Ф+2

С=4-2+2=4

8. Построить диаграмму состояния системы висмут-теллур (Bi-Te) по следующим данным:

Bi,вес %	100	93	80	60	52	30	15	0
Т-ра появления кристалов,С	271	250	400	540	570	480	398	430

По построенной диаграмме определить:

а) тип диаграммы и ее особенность;

б) чему равно число компонентов, число фаз и число степеней свободы в каждой из областей, ограниченных линиями диаграммы, на линиях;

в) определить процентный состав эвтектик и химического соединения;

г) поострить кривые охлаждения для сплавов, содержащих 0,20,30,80 и 100% висмута.

Сформируйте правило Гиббса, что называется фазой, компонентом, эвтектикой?

Диаграмма двухкомпонентной системы “Состав-свойство” характеризующаяся maximum, следует рассматривая диаграмму, можно говорить о том, что образуется химическое соединение в области максимума состава из Bi и Te , это указывается на диаграмме или в виде таблицы.

	компонентов		число фаз		число степеней свободы
I	1	L2	1	2	2	2
		M3		2		3
II	2	N2	2	2	2	2
III	2	O2	2	2	2	2
IV	2	α3	2	2	2	3
V	2	S2	1	2	3	2
VI	2	T3	1	2	3	3

С=[Ф(к-1)+2]-к(Ф-1)

48%-Te-1

52%-Bi-x x=1.1 TeBi_1.1

Правило фаз Гиббса: Вариантность системы на равновесие который из внешних факторов влияют только р и Т равна числу независимых компонентов минус число фаз +2.

Фаза- часть неоднородной системы обладающих одинаковым составом и химическими свойствами. Компонент- часть системы которая может быть выделена из неё и существовать независимо. Эвтектика- совместная кристаллизация при самой низкой или высокой температуре.