Программа и контрольные задания по химии

5.8. Определить, как изменится скорость прямой реакции: 2АГ + Вг = 2СГ, если уменьшить объем системы в 2 раза;

а) уменьшится в 4 раза; б) уменьшится в 8 раз; в) увеличится в 8 раз; г) увеличится в 4 раза.

5.9. На основании принципа Jle Шателье определить правильное направление смещения равновесия в следующей системе: Над

+ СОа д <=> С0(г)+Н20(г); ДГН°(298К) = 41 кДж при а) пониже температуры и б) повышении давления.

5.10. Указать правильное выражение константы равновесия реакции:

С02(Г) + С(к) <=> 2СО(г):

5.11. Определить, как изменится скорость прямой реакции: Аг + 2ВГ = 2СГ, если: увеличить давление в системе в 3 раза;

а) уменьшится в 9 раз; б) увеличится в 9 раз; в) увеличится в 27 раз; г) уменьшится в 27 раз.

90

5.13. Указать правильное выражение константы равновесия реакции:

Аг + Вг = 2СГ, если увеличить концентрацию вещества А в 4 раза;

а) увеличится в 2 раза; б) увеличится в 4 раза; в) уменьшится в 2 раза; г) увеличится в 4 раза.

5.15. На основании принципа Ле Шателье определить правиль ное направление смещения равновесия в следующей системе:

С(К)+ С02(г)<=> 2СО(г).

АГН°(298К)

= 130,5кДж при а) повышении температуры и б) увеличении давления.

91

5.16.Указать правильное выражение константы равновесия реакции:

Уровень В

5.17.Энергия активации некоторой реакции в отсутствие ката лизатора равна 78,0 кДж/моль, а с катализатором - 50,0 кДж/моль Определить, во сколько раз возрастает скорость реакции в присут ствии катализатора, при температуре 293К?

5.18.Используя справочные данные по AFH°(298K) и S°(298K веществ, определить температуру, при которой константа равновесия реакции СаСОз(к) <=> СаО(к) + СОад равна единице. Записат выражение для константы равновесия данной реакции.

5.19.Энергия активации реакции равна 60 кДж/моль. Опред лить, во сколько раз изменится скорость реакции при повышени температуры от 300 К до 340 К ?

5.20.Вычислить константу равновесия для гомогенной системы

92

5.24.Вычислить константу равновесия для гомогенной системы

4NH3(r) + 502(Г) <=> 4NO(r) + 6Н20(Г), если исходные концентра

|>Шз(Г) и 02(Г) соответственно равны 2,0 и 2,5 моль/л, а равновесна

веществ, определить температуру, при которой константа равновесия реакции 4НС1 + 0 2 <=> 2С12 +2Н20(г) равна единице. Записат выражение для константы равновесия данной реакции.

5.31.Вычислить константу равновесия для гомогенной системы

^Мпературы от 310 К до 350 К?

93

6. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ

Физико-химические свойства растворов (давление пара, темп ратуры кипения и замерзания, осмотическое давление) зави только от концентрации частиц растворенного вещества (молекул ионов или их ассоциатов) и не зависят от природы этих частиц.

6.1. Давление насыщенного пара растворителя над раствором

стью, при равенстве скоростей испарения жидкости и конденсации

94

П р - л я + П В

т.е. давление насыщенного пара над раствором равно произведению давления насыщенного пара чистого растворителя на Молярную долю растворителя.

2. Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания раствора.

Жидкость кипит, когда давление насыщенного пара раствори т*я* над раствором становится равным атмосферному давлению ЙЬскольку растворение нелетучего растворенного вещества пони- *®ет давление паров растворителя, то для достижения атмосфер ного давления требуется более высокая температура раствора

0 есть температура кипения раствора выше температуры ки- йвНмя растворителя.

Температура замерзания (кристаллизации) раствора ниже ,Пемпературы замерзания (кристаллизации) чистого растворителя.

95

Это обусловлено более низким давлением пара растворит над раствором, чем над растворителем.

Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания раствора пропорциональны моляльности рас-

Для воды: К"2 ° = 1,86 К • кг/моль; ЭТН2° = 0,52 К • кг/моль.

6.2. Осмотическое давление

Самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемую перегородку, разделяющую раствор и растворитель или два раствора с различной концентрацией раство-

ренного вещества, называется осмосом.

Полупроницаемая перегородка - это тонкая пленка, так на ваемая «мембрана», искусственного или естественного происхож дения с мельчайшими порами, размеры которыхпозволяют проникать через нее небольшим молекулам растворителя, но не позволяют проникать крупным молекулам растворенного вещества.

Молекулы растворителя самопроизвольно проникают (диффунди руют) из менее концентрированного раствора в более концентрированный, тем самым, разбавляя его. Количественно осмос характеризуется осмотическим давлением, равным силе, приходящейся на единицу площади поверхности, и заставляющей молекулы растворителя проникать через полупроницаемую перегородку.

Осмотическое давление возрастает с увеличением конщнтрсп0 растворенного вещества и температуры согласно закону Вант-Гофф&

96

7T = C b R T : MB -Vp _p a RT,

где я - осмотическое давление, кПа; Св - молярная концентрация вещества, моль/л; Vp-pa - объем раствора, л;

Т - температура, К;

R - универсальная газовая постоянная (8,314 л- кПа- К"1- моль"1).

6.3. Особенности физико-химических свойств растворов электролитов

Наблюдаемые значения физико-химических параметров для растворов электролитов (соли, щелочи, кислоты) отличаются от рассчитанных на основании концентраций веществ. Это связано со способност электролитов распадаться (диссоциировать) на ионы в водных растворах, вследствие чего общее число частиц растворенного вещества в рас-

его истинного значения. Число ионов, вычисляемое по данным электропроводности, также меньше их истинного значения.

Число ионов, полученное по данным электропроводности, называется изотоническим коэффициентом и обозначается i.

Изотонический коэффициент связан с кажущейся степенью диссоциации сильного электролита соотношением:

а= - — , отсюдаг = а(&-1)+1,

к—1

к- суммарное число ионов, на которые диссоциирует одна моле-

электролита. ДляNaCl-к =2; СаС1г к =3; A12(S04)3- к =5 и т.д.

97

Поскольку физико-химические свойства растворов зависят от концентрации частиц растворенного вещества, врасчетные формулы фи- зико-химических свойств электролитов вводится изотонический ко эффициент, позволяющий учесть диссоциацию молекул.

Для электролитов:

к = iCBRT,

где все обозначения аналогичны обозначениям для неэлектролитов.

Примеры решения задач

Уровень А

1. Как влияет на температуру кипения и давление пара над раствором повышение концентрации растворенного нелетучего

вещества.

а) понижает температуру кипения и понижает давление пара; б) повышает температуру кипения и повышает давление пара; в) повышает температуру кипения и понижает давление пара; г) понижает температуру кипения и повышает давление пара.

Р е ш е н и е

Согласно 1-му из закону Рауля, температура кипения раствор выше температуры кипения растворителя, поэтому повышение концентрации растворенного нелетучего веществаповышает температуру кипения раствора.

98

По закону Рауля понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором нелетучего вещества пропорционально е молярной доле, следовательно повышение концентрации раств ренного нелетучего вещества понижает давление пара растворителя над раствором.

Ответ: в) повышает температуру кипения и понижает давление пара.

2. Указать правильное значение изотонического коэффициента раствора хлорида алюминия, если кажущаяся степень дис-

Ответ: в) 3,4.

3. Указать правильное значение кажущейся степени диссоциации раствора ортофосфата аммония, если его изотонический коэффициент в растворе равен 3,7.

99