Программа и контрольные задания по химии
.pdfУровень В
1. Вычислить температуры кипения и замерзания водного раствора, содержащего 0,1 моль сахарозы ( С п Н 2 2 О п ) в ЮООг
раствора.
Э"г0 =0,52 кг-К/моль; |
К"г° |
= 1,86 кг-К/моль, |
|
Дано: |
|
|
|
п,с12н22ои = 0,1 |
моль |
|
|
шр.ра= ЮООг |
|
|
|
Э"г° |
= 0,52кг-К/моль |
|
|
|
= 1,86 кг-К/моль |
||
t1кип р-ра |
- ? |
|
|
^зам р-ра |
" ? |
|
|
Р е ш е н и е
t-кип р-ра — 100 С + A tKlin ,
t-зам р-ра — 0 С - A t3aM ,
С т (СпН12Ои
где пс12н12ои
A tKHn |
Эу |
|
|
|
|
Ст(СиН22Ои), |
|||
A t3a |
~ Кj. |
2 |
'С |
т |
( |
С\ |
Н |
22 |
0\\). |
M |
|
|
|
2 |
|
|
|||
) - моляльность сахарозы в растворе, моль/кг.
Ст |
( С^2 |
Н2 |
2Оп ) |
п г н о -1000 |
|
m Н,0 |
|||||
|
|
|
|
~ количество растворенной сахарозы, моль.
100
m H 2 0 - m p - pa |
mC12H22On; |
Cm(CnH22Ou)- |
0,1 |
1000 |
0.M000 |
||
1000- 0,1 -Mc |
1000-0.1-342 =0,10 моль/кг, |
||||
|
|
||||
г д е М |
= 342 г/моль; |
|
|
||
|
|
A tKHn = 0,52 0,10 = 0,052°C; |
|||
|
|
W p a = Ю0°С + 0,052°C = 100,052°C; |
|||
|
|
At3aM= |
1,86 0,10 = 0,186°C; |
||
taaw р-ра = 0°C - 0,186°C = -0,186°C.
Ответ: tKHnp.pa= 100,052°C; t3aMp-pa = " 0,186 C.
2. В 100 г воды содержится 2,3г неэлектролита. Раствор обладает при 25°С осмотическим давлением, равным 618,5кПа. Определить молярную массу вещества. Плотность раствора принять равной 1 г/см3.
Дано: |
|
|
шв |
= 2,3 г |
|
t = 25°С |
|
|
тНг0 |
= |
100 г |
я = 618,5 |
кПа |
|
Рр-ра= 1 Г/СМ3
М - ?
101
Ре ш е н и е
%= C B RT;
R = 8,314 л-кПа / (моль-К);
Св - молярная концентрация вещества, моль/л.; Vp-pa= ГПр-ра/Рр.ра = (шВ + Ш H Q )/рр.ра;
|
|
|
г |
_ |
|
|
|
т в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м в -Vp _pa |
|
|
|
|
|
||||
где Шв - |
масса растворенного вещества, |
г |
|
|
|
|
|
|
|||||
Мв - |
молярная масса растворенного вещества, |
г/моль. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
я = М в |
mR |
5 |
|
|
|
• R • Т; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
• Vp_pa |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
p p |
ш |
|
100 + 2,3 |
с м |
|
|
, |
|
|
||
|
|
|
|
1 0 2 |
- |
3 |
= 0.Ю2 л; |
|
|
|
|||
|
V - a =— ^ = |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Рр-ра |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мв |
|
m B - R - T |
2,3-8,314-298 |
|
, |
= |
, |
90, |
||||
|
= —i |
|
= — |
|
|
1 |
|
|
|
||||
|
|
|
7i-Vp_pa |
|
618,5-0,102 |
|
|
|
|
|
|||
Ответ: молярная масса растворенного вещества равна 90,06 г/моль.
3. Определить давление насыщенного пара над 5%-ным рас-
твором хлорида кальция при 301К, если давление насыщенного водяного пара над водой при этой температуре равно 3,78 кПаКажущаяся степень диссоциации хлорида кальция 0,85.
102
Дано:
®Cad2 = 5 %
Т = 301К а =0,85
Р0 = 3,78 кПа
Р - ?
Р е ш е н и е
Давление насыщенного пара над раствором электролита равно:
|
|
т Н 2 0 |
|
|
Р = Рп |
• |
м н 2 0 |
|
|
. |
т С а С 1 2 |
|
т Н , 0 |
|
Ш С а С 1 2 + П Н 2 0 |
+ |
|||
|
I |
|
1— |
|
|
|
M C a C L 2 |
|
М Н г о |
где Пд2о - количество воды, моль, nCaCL2" количество СаС12, моль, i - изотонический коэффициент,
|
а = - |
к |
— |
1 |
/ = |
ос (А:-1)+1, |
|
|
- |
|
|
||
fRe а - |
кажущаяся степень диссоциации СаС12; |
|||||
к - |
общее количество ионов, образующихся при полной диссо- |
|||||
циации одной молекулы СаС12. |
|
|||||
|
|
СаС12 = Са2+ + 2С1; |
||||
|
|
|
|
|
к = |
3; |
|
|
/ = 0,85(3-1)+1 =2,7. |
||||
103
В 100 г 5%-го раствора содержится 5 г хлорида кальция и 95 г воды.
шС а С ( 2 =5г; |
МСаС1г = 111 г/моль; |
||
ШН2О = 95 Г; |
M H Z 0 = |
18 г/моль; |
|
|
95 |
|
|
р _ о 70 |
18 |
=3,75 кПа. |
|
о-, |
5 |
+ |
95 |
2,7 |
|
— |
|
|
111 |
18 |
|
Ответ; давление насыщенного пара над раствором равно 3,75 кПа.
Задачи
Уровень А
6.1.Как влияет на температуру кипения и температуру замерзания повышение концентрации растворенного нелетучего неэлектролита?
а) повышает температуру кипения и понижает температуру з мерзания;
б) понижает температуру кипения и повышает температуру з мерзания;
в) обе температуры повышаются; г) обе температуры понижаются.
6.2.Чему пропорционально осмотическое давление раствора? а) молярной доле растворенного вещества;
б) молярной концентрации растворенного вещества; в) массовой доле растворенного вещества; г) моляльности растворенного вещества.
6.3. Указать правильное значение изотонического коэффициента раствора нитрата натрия, если кажущаяся степень диссоциации его равна 0,9. Ответ подтвердить расчетом.
а) 0,9; |
6)1,9; |
в) 2,9; |
г) 3,9. |
6.4. Как влияет |
на давление |
пара над раствором |
и осмотическо |
давление повышение концентрации растворенного нелетучего н электролита?
104
а) увеличивает давление пара и уменьшает осмотическое давление; б) уменьшает давление пара и увеличивает осмотическое давление; в) оба увеличиваются; г) оба уменьшаются.
6.5. Что является кэффициентом пропорциональности в формуле для вычисления повышения температуры кипения раствора?
а) криоскопическая постоянная растворителя; б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя; в) универсальная газовая постоянная; г) давление пара чистого растворителя.
6.6. Указать правильное значение изотонического коэффициента
раствора |
хлорида |
кальция, |
если |
кажущаяся |
степень |
диссоциац |
||
его равна 0,85. Ответ подтвердить |
расчетом. |
|
|
|
||||
а) 0,7; |
|
|
6)1,7; |
|
в) 2,7; |
г) 3,7. |
|
|
6.7. Чему пропорционально понижение давления |
насыщенног |
|||||||
пара растворителя |
над раствором? |
|
|
|
|
|||
а) молярной доле растворенного |
вещества; |
|
|
|
||||
б) молярной концентрации растворенного вещества; |
|
|
||||||
в) массовой доле растворенного |
вещества; |
|
|
|
||||
г) моляльности растворенного вещества. |
|
|
|
|||||
6.8. Что является коэффициентом пропорциональности |
в форму- |
|||||||
ле для вычисления понижения температуры замерзания раствора? |
||||||||
а) криоскопическая постоянная растворителя; |
|
|
||||||
б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя; |
|
|
||||||
в) универсальная газовая постоянная; |
|
|
|
|||||
г) давление пара чистого |
растворителя. |
|
|
|
||||
6.9. Указать |
правильное значение изотонического коэффициента |
|||||||
раствора бромида алюминия, если кажущаяся |
степень |
диссоциации |
||||||
его равна 0,7. Ответ подтвердить расчетом. |
|
|
|
|||||
а) 0,1; |
|
|
6)1,1; |
|
в) 2,1; |
г) 3,1. |
|
|
6.10. |
Чему |
пропорционально |
понижение |
температуры замерз |
||||
ния раствора нелетучего неэлектролита? |
|
|
|
|||||
а) молярной доле растворенного |
вещества; |
|
|
|
||||
б) молярной концентрации растворенного вещества; |
|
|
||||||
в) массовой доле растворенного |
вещества; |
|
|
|
||||
г) моляльности растворенного вещества. |
|
|
|
|||||
6.11. |
Что входит в качестве постоянной величины в формулу для |
|||||||
вычисления осмотического давления? |
|
|
|
|||||
105
а) криоскопическая постоянная растворителя; б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя; в) универсальная газовая постоянная; г) давление пара чистого растворителя.
6.12. Указать правильное значение кажущейся степени дис
циации раствора иодида калия, |
если его изотонический коэффиц |
||
ент в растворе равен 1,8. Ответ подтвердить |
расчетом. |
||
а) 0,6; |
6)0,7; |
в) 0,8; |
г) 0,9. |
6.13. Чему |
пропорционально |
повышение температуры кипен |
|
раствора нелетучего неэлектролита? |
|
||
а) молярной доле растворенного вещества; |
|||
б) молярной концентрации растворенного |
вещества; |
||
в) массовой доле растворенного вещества; |
|
||
г) моляльности растворенного |
вещества. |
|
|
6.14. Что входит в качестве постоянной величины в формулу для вычисления понижения давления насыщенного пара растворите над раствором?
а) криоскопическая постоянная растворителя; б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя; в) универсальная газовая постоянная;
г) давление пара чистого растворителя.
6.15.Указать правильное значение кажущейся степени дис циации раствора нитрата бария, если его изотонический коэффици-
ент в растворе равен 2,9: Ответ подтвердить расчетом.
а) 0,65; |
6)0,75; |
в) 0,85; |
г) 0,95. |
6.16. Указать правильное значение кажущейся степени дис циации раствора ортофосфата лития, если его изотонический коэффициент в растворе равен 3,7. Ответ подтвердите расчетом.
а) 0,6; |
6)0,7; |
в) 0,8; |
г) 0,9. |
|
Уровень В |
|
|
6.17. |
Вычислить температуры |
кипения |
и замерзания раство |
содержащего 0,03 моль сахарозы (С^ИггОц) в 800 г раствора. |
|||
|
Э"г °= 0,52 EllJS; |
|
K?'° = 1,86!EJ£. |
|
моль |
|
моль |
106
6.18. В 120 г воды содержится 2,6 г неэлектролита. Раствор облада ет при 298К осмотическим давлением 628,5 кПа. Определить моля ную массу неэлектролита. Плотность раствора равна 1,05 г/см3.
6.19.Определить давление насыщенного пара над 2%-м раство ром хлорида магния при 301К, если давление насыщенного пара над водой при этой температуре равно 3,78 кПа. Кажущаяся сте диссоциации хлорида магния равна 0,9.
6.20.Вычислить температуры кипения и замерзания раствора, содержащего 0,05 моль глюкозы (СбНпОб) в 400 г. раствора.
=0,52J£JS; |
К"2° = 1,86Н - Л . |
МОЛЬ |
моль |
6.21.В 5 кг воды содержится 2,5 г неэлектролита. Раствор обл
дает при 300К осмотическим давлением 23,0 кПа. Определить м лярную массу неэлектролита. Плотность раствора равна 1 г/см3.
6.22.Определить давление насыщенного пара над 3%-м раство ромхлорида никеля (II) при 305К, если давление насыщенного пара над водой при этой температуре равно 4,75 кПа. Кажущаяся степень диссоциации хлорида никеля равна 0,8.
6.23.Вычислить температуры кипения и замерзания раство содержащего 0,01 моль глюкозы (СбН^Об) в 800 г. раствора.
=0 , 5 2 ; |
К"2° = 1,86-KIlJ( . |
моль |
моль |
6.24.В 500 г воды содержится 2 г неэлектролита. Раствор обл
дает при 0°С осмотическим давлением 510 кПа. Определить моляр ную массу неэлектролита. Плотность раствора равна 1,0 г/см3.
6.25.Определить давление насыщенного пара над 1%-м раств
ром нитрата алюминия при 307К, |
если давление насыщенного пара |
|||
над водой при этой |
температуре |
равно 5,318 |
кПа. Кажущаяся ст |
|
пень диссоциации нитрата алюминия равна 0,85. |
|
|||
6.26. Вычислить |
температуры |
кипения и |
замерзания |
раство |
содержащего 0,05 моль глюкозы (C6Hi206) в 700 г раствора. |
|
|||
=0,52f[J £ ; |
К" |
2° = 1,86 к г |
К . |
|
|
моль |
|
моль |
|
107
6.27. В 1,4 кг воды содержится 6,3 г неэлектролита. Раствор ладает при 0°С осмотическим давлением равным 567 кПа. Опреде
лить молярную массу вещества. Плотность раствора принять ра ной 1 г/см3.
6.28.Определить давление насыщенного пара над 1,5%рас--м твором хлорида кальция при 311К, если давление насыщенного пара над водой при этой температуре равно 6,62 кПа. Кажущаяся степень диссоциации хлорида кальция равна 0,85.
6.29.Вычислить температуры кипения и замерзания водного
раствора, содержащего 0,02 моль глицерина (С3Н8Оз) в 500 г раствора.
Э ^ ° = 0 , 5 2 моль |
= 1,86 моль |
. |
6.30. В 1 кг воды содержится |
3,2 г неэлектролита. |
Раствор обла |
дает при 20°С осмотическим давлением, равным 242 кПа. Опреде
лить молярную массу вещества. Плотность |
|
раствора |
принять р |
||
ной 1 г/см3. |
|
|
|
|
|
6.31. Определить |
давление насыщенного |
|
пара над 2,5%-м р |
||
твором хлорида алюминия при 323К, если |
|
давление |
насыщенно |
||
пара над водой при этой температуре равно |
12,33 кПа. Кажущая |
||||
степень диссоциации хлорида алюминия равна 0,8. |
|
||||
6.32. Вычислить |
температуры |
кипения |
и |
замерзания раство |
|
содержащего 0,03 моль сахарозы (СпНггОц) в 800 г раствора. |
|||||
=0,52 кг-К. |
= |
1 , 8 6 ^ . |
|
||
|
моль |
|
|
моль |
|
7.РАСТВОРЫ СИЛЬНЫХ И СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
7.1.Диссоциация электролитов
При растворении электролитов в полярных растворителях они в различной степени распадаются на катионы и анионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией.
Электролиты, диссоциирующие не полностью называются сла
быми. К ним относятся |
вода, гидроксид |
аммония, труднораствори- |
|||
мые гидроксиды, минеральные кислоты |
(H2C03, H2S, HCN, HN02 |
||||
H2Si03 , H3BO3, HCIO, |
H3As03) и почти |
все органические |
кислот |
||
(СН3СООН, НСООН). В растворах слабых |
электролитов |
устана |
|||
ливается следующее равновесие: |
|
|
|
|
|
Н2С03 |
<=> Н+ + |
HCCV |
- |
1 ступень; |
|
НСО з |
<=> Н* + |
С03 2 " |
- |
2 ступень, |
|
тогда: первое равновесие (диссоциация по первой ступени) характеризуется первой константой диссоциации:
к |
_ И [ Н С О Л = 4 1 5 . 1 0 , |
N(H2CO,) |
[ Н Г С С Д |
а второе - ( диссоциация по второй ступени ) - второй констант Диссоциации:
2(Н2С03) |
[ Н С 0 3 1 |
2
Суммарной реакции диссоциации: Н2С03 <=> 2Hf + СО3 учает суммарная константа равновесия:
_ [ Н + ] 2 [ НС 0 3 2 ~] (н2со3)~ [Н^СО
109