Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Общая химия. Практикум
.pdf
Лабораторная работа № 1. Термохимические измерения
Fe2O
3(т)
+ 3 Н
= 2Fe
2(г)
+ 3Н2O
(т)
(г)
• рассчитайте стандартную энтальпию и энтропию (прил. 3);
• рассчитайте стандартную энергию Гиббса реакции и ука-
жите, в каком направлении возможно протекание реакции в стандартных условиях;
• рассчитайте температуру, при которой равновероятно
протекание реакции в прямом и обратном направлении;
• постройте график зависимости DG
0
реакции от темпе-
T
ратуры и сделайте вывод о влиянии температуры на возможность протекания прямой реакции.
Задания для самостоятельной подготовки
Для предложенных реакций рассчитайте стандартные энтальпии, изменение энтропии, энергии Гиббса, сделайте вывод о возможности протекания прямой реакции в стандартных условиях.
Вариант Уравнение реакции
2Mg
1
2 3CH
3 4HCl
4 2 Н2S
5 2Сu2О
6 2H2O
7 3Fe2O
8 CaO
9 2СО
10 2ZnS
11 СаСО
+ CO
(т)
+ CO
4(г)
+ O
(г)
+ SO
(г)
(т)
(г)
3(т)
+ CO
(т)
= С
(г)
+ 3О
(т)
3(т)
2(г)
2(г)
+ Сu2S
+ 2Cl
+ Н
(грфит)
= СаО
= 2MgO
+ 2H2O
2(г)
= 2H2O
= 3S
2(г)
(т)
= 4HCl
2(г)
= Н2O
2(г)
= CaCO
2(г)
+ СO
= 2ZnO
2(г)
(т)
(ромб)
= 6Сu
2(г)
+ СО
+ C
(т)
= 4CO
(ж)
+ 2Cl
(г)
+ 2H2O
+ SO
(т)
+ O
(г)
+ 2Fe3O
(г)
3(т)
+ 2SO
(т)
2(г)
(графит)
(г)
2(г)
(ж)
2(г)
2(г)
4(т)
2(г)
+ 8H
2(г)
31
Общие закономерности химических процессов
Вариант Уравнение реакции
12 ВaO
13 2NO
14 Н2O
15 2Al2O
16 CaO
17 FeO
18 CuO
19 2HI
20 CaO
21 2MgO
+ CO
(т)
+ O
(г)
+ 2Fe3O
(г)
3(т)
+ Н2O
(т)
+ H
(т)
+ C
(т)
= H
(г)
+ SO
(т)
(т)
22 2Al2(SO4)
23 Fe3O
24 Cl
25 2NO
+ 2HI
2(г)
+ CO
4(т)
= 2NO
2(г)
2(г)
2 (г)
+ 6SO
2(г)
= Cu
(т)
+ I
2(г)
3(г)
+ C
(графит)
= 2Al2O
3(т)
(г)
= ВaCO
= 2NO
= 3Fe2O
4(т)
+ 3O
2(г)
= Ca(ОН)
(ж)
= Fe
(т)
(т)
2(г)
= CaSO
= 2Mg
= 3FeO
(г)
= I
2(г)
+ O
(г)
3(т)
2 (г)
2(г)
+ Н2О
+ CO
4(т)
(т)
+ 6SO
3(т)
+ CO
(т)
+ 2HCl
2(г)
+ Н
3(т)
2(г)
= 2Al2(SO4)
2(т)
(г)
(г)
+ CO
2(г)
+ 3O
2(г)
2(г)
(г)
3(т)
2(г)
Лабораторная работа № 2. Влияние
различных факторов на состояние
химического равновесия
Опыт 1. Влияние концентрации реагирующих веществ
Приведенная ниже реакция является обратимой:
FeCl
желтый бесцветный красный бесцветный
+ 3NH4NCS
3(p)
Fe (NCS)
(p)
+ 3NH4Cl
3(p)
(p)
Наиболее интенсивно окрашенное соединение в системе —
Fe (NCS)3 — тиоцианат железа (III). По изменению интен-
32
Лабораторная работа № 2. Влияние различных факторов на состояние химического равновесия
сивности окраски раствора вследствие внешних воздействий
можно судить об увеличении или уменьшении концентрации Fe(NCS)3 и, следовательно, о направлении смещения
равновесия.
Ход опыта
• Стакан вместимостью 100 мл наполовину заполните дистиллированной водой, добавьте по 1–2 капли растворов FeCl3 и NH4NCS, полученный раствор перемешайте до однородной окраски и разлейте в четыре пробирки.
• Прибавьте:
– в первую пробирку 1–2 капли раствора FeCl3;
– во вторую пробирку 1–2 капли раствора NH4NCS;
– в третью пробирку — микрошпатель кристаллического NH4Cl.
Четвертую пробирку оставьте в качестве эталона окраски
раствора в состоянии начального равновесия.
Обработка результатов
1. Отметьте окраску раствора в состоянии начального рав-
новесия (четвертая пробирка).
2. Результаты наблюдений представьте в табличной форме:
Номер пробирки
1
2
3
Изменение интенсивности окраски
(увеличение или уменьшение)
3. Запишите уравнение изучаемой реакции.
4. Укажите формулы и названия веществ, находящихся в си-
стеме в состоянии химического равновесия.
5. Составьте выражение константы химического равновесия.
33
Общие закономерности химических процессов
6. Укажите изменение концентрации веществ и смещение
химического равновесия (анализ на основании изменения окраски растворов):
Направле-
ние смеще-
ния равно-
весия
Номер
про-
бирки
1
2
3
Внешнее
воздей-
ствие
C
FeCl
3
C
NH NCS
4
C
NH Cl
4
Изменение концентрации
(увеличение ↑или уменьшение ↓)
Fe(NCS)
FeCl3NH4NCS NH4Cl
3
–
–
–
7. Сделайте вывод о влиянии увеличения концентрации исходных веществ и продуктов реакции на направление смещения химического равновесия.
Опыт 2. Влияние температуры
Объект изучения — система, в которой проходит обратимая
экзотермическая реакция между йодом и крахмалом. Продуктом реакции является сложное соединение (условно его обозначаем йод-крахмал), окрашенное в синий цвет.
Схема химического равновесия в системе:
йод + крахмал
йод-крахмал, DH < 0.
Ход опыта
• В пробирку налейте 3–5 мл дистиллированной воды
и прибавьте по 2–3 капли растворов йода и крахмала.
Отметьте окраску раствора.
• Полученный раствор нагрейте на спиртовке до кипения
и отметьте изменение его окраски.
34
Лабораторная работа № 2. Влияние различных факторов на состояние химического равновесия
• Охладите раствор в холодной воде до комнатной температуры и отметьте окраску раствора.
Обработка результатов
1. Отметьте начальную окраску раствора и изменения, про-
исходящие при нагревании и последующем охлаждении раствора.
2. Запишите схему химического равновесия в системе.
3. Перечислите вещества, находящиеся в равновесии в си-
стеме.
4. Отметьте изменение концентрации веществ и укажите
направление смещения химического равновесия под влиянием изменения температуры (на основании изменения окраски
раствора) и впишите ее в табл. форму:
Внешнее
воздействие
нагревание
охлаждение
Изменение концентрации
(увеличение ↑или умень-
йод,
крахмал
шение ↓)
йод-
крахмал
Направление смещения
равновесия
в сторону
прямой или
обратной ре-
акции
в сторону
экзо- или эн-
дотермиче-
ской реакции
Сделайте вывод о влиянии температуры на направлении сме-
щения химического равновесия.
Контрольные задания
1. Для предложенных обратимых реакций напишите ма-
тематическое выражение константы химического равновесия
и укажите направление смещения равновесия при изменении
условий:
35
Общие закономерности химических процессов
а) снижении концентрации одного из газообразных продуктов;
б) снижении давления в системе;
в) повышении температуры в системе.
• 4NH
• 2H2O
• 3FeO
+ 5O
3(г)
+ 2SO
(г)
+ CO
(к)
4NO
2(г)
2H2S
2(г)
Fe3O
2(г)
+ 6H2O
(г)
+ 3O
(г)
+ CO
4(к)
, ∆H 0 < 0
(г)
, ∆H 0 > 0
2(г)
, ∆H 0 > 0
(г)
Укажите, как изменится значение константы химического
равновесия при снижении температуры.
2. Укажите направление смещения равновесия предложен-
ных реакций при добавлении кислоты и щелочи в системах:
3+
• Al
• CO
• Ni
32–(р)
2+
• HPO
+ H2O
(р)
+ H2O
+ H2O
(р)
42–(р)
(ж)
(ж)
(ж)
+ H2O
AlOH
HCO
NiOH
H2PO
(ж)
2+
3–(р)
+
(р)
(р)
+ H
+ H
4–(р)
+
+ OH
+
+ OH
(р)
(р)
–
(р)
–
(р)
3. Запишите выражение для константы равновесия системы:
H
2 (г)
+ Br
2HBr
2 (г)
(г)
Рассчитайте равновесную концентрацию бромоводорода
при 700 0С, если равновесные концентрации водорода и брома одинаковы и равны 0,1 моль/л, а Кс при данной температуре равна 64.
4. В системе CO
трации веществ: [CO] = 0,2 моль/л; [Cl
(г)
+ Cl
COCl
2 (г)
равновесные концен-
2 (г)
] = 0,3 моль/л; [COCl2] =
2
= 1,2 моль/л. Рассчитайте константу равновесия системы, исходные концентрации хлора и оксида углерода (II).
Задания для самостоятельной подготовки
Для предложенной обратимой реакции напишите математическое выражение константы химического равновесия и укажите направление смещения равновесия при изменении условий:
а) уменьшении концентрации одного из газообразных продуктов;
б) понижении давления в системе;
в) повышении температуры в системе.
36
Лабораторная работа № 2. Влияние различных факторов на состояние химического равновесия
Вариант Уравнение реакции
10
11
12
13
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
SO
3(г)
2H
2(г)
FeO
2N
2O(г)
2NO
NH
4Cl(т)
2CH
H
2O(г)
2Al
2
ZnSO
2N
2O3(г)
2H
2S(г)
S
+ H
(т)
CO
2(г)
+ H
+ O
+ CO
(т)
+ O
N
(г)
+ 3O
4(г)
+ CO
(SO4)
ZnO
4(т)
2NO
+ 3O
2(г)
+ C
SO
2(г)
2H2O
2(г)
Fe
(г)
4NO
2(г)
2(г)
NH
2CO
2(г)
CO
(г)
2Al2O
3(т)
2H2O
2(г)
H2S
2CO
(т)
+ O
3(г)
(т)
(г)
+ H2O
2 (г)
(г)
+ CO
(т)
, ∆Н < 0
2(г)
+ HCl
2(г)
3(т)
+ SO
+ N2O
, ∆Н < 0
(г)
, ∆Н > 0
(г)
, ∆Н < 0
2(г)
, ∆Н > 0
(г)
, ∆Н > 0
(г)
+ 4H2O
(г)
+ H
2(г)
+ 6SO
, ∆Н > 0
3(г)
, ∆Н > 0
4(г)
+ 2SO
(г)
, ∆Н < 0
(г)
, ∆Н > 0
(г)
, ∆Н < 0
+ 3O
2(г)
2(г)
, ∆Н < 0
, ∆Н > 0
2(г)
, ∆Н < 0
15
16
17
18
19
CH
PCl
Fe
N
C
(т)
4(г)
5(г)
3O4(т)
2O3(г)
+ O
+ H2O
(г)
PCI
+ CO
(г)
NO
CO
2(г)
3H
3(г)
+ Cl
2(г)
2(г)
3FeO
+ NO
(г)
, ∆Н < 0
2(г)
+ CO
, ∆Н > 0
+ CO
(т)
, ∆Н > 0
2(г)
37
, ∆Н > 0
(г)
, ∆Н > 0
2(г)
Общие закономерности химических процессов
Вариант Уравнение реакции
20
21
22
23
24
25
2AlCl
2CO
2NH
H
BaCO
4NO
2(г)
2Al
3(т)
+ O
(г)
N
3(г)
+ I
2(г)
BaO
3(т)
+ 6H2O
(г)
(т)
2CO
2(г)
+ 3H
2(г)
2HI
4NH
(г)
+ 3Cl
, ∆Н > 0
(г)
+ CO
(т)
2(г)
, ∆Н < 0
2(г)
, ∆Н > 0
2(г)
2(г)
3(г)
, ∆Н > 0
, ∆Н > 0
+ 5O
, ∆Н > 0
2(г)
38
Лабораторная работа № 3. Приготовление растворов заданной концентрации
Растворы
Лабораторная работа № 3. Приготовление
растворов заданной концентрации
Опыт. Приготовление раствора карбоната натрия
с заданной массовой долей растворенного
вещества методом разбавления
Ход опыта
• Получите у преподавателя задание — значение массовой доли растворенного вещества С
по табл. форме с. 35 плотность этого раствора ρ
. Определите
ЗАДАН
ЗАДАН
.
V
= 250 мл; С
ЗАДАН
• Измерьте плотность исходного раствора ρ
=_______ %; ρ
ЗАДАН
= ________ г/мл.
ЗАДАН
. Для этого
ИСХ
исходным раствором заполните мерный цилиндр вместимостью 250 мл и погрузите в него ареометр таким образом, чтобы он не касался дна и стенок цилиндра. Плотность раствора соответствует делению шкалы ареометра,
совпадающему с нижней точкой мениска жидкости.
• На основании измеренного значения плотности раствора
и данных таблицы ниже определите массовую долю карбоната натрия в исходном растворе C
ρ
= _________ г/мл; C
ИСХ
39
= ________ %.
ИСХ
ИСХ
.
Растворы
Плотность раствора карбоната натрия:
С, % r, г/мл С, % r, г/мл С, % r, г/мл
2 1,02 8 1,08 14 1,15
3 1,03 9 1,09 15 1,16
4 1,04 10 1,10 16 1,17
5 1,05 11 1,11 17 1,18
6 1,06 12 1,12 18 1,19
7 1,07 13 1,13 – –
• Рассчитайте объем исходного раствора V
(мл), необ-
ИСХ
ходимый для приготовления 250 мл раствора с заданной
массовой долей растворенного вещества (С
ЗАДАН
). Резуль-
тат расчета округлите до целых.
• Приготовьте раствор (в мерном цилиндре вместимостью
250 мл):
– отмерьте рассчитанный объем V
карбоната натрия;
ИСХ
– доведите объем жидкости в цилиндре до 250 мл водой;
– тщательно перемешайте приготовленный раствор, для
чего перелейте раствор в стакан, а затем из стакана снова
в мерный цилиндр.
• Измерьте плотность приготовленного раствора ареометром. По таблице, приведенный выше, определите соответствующую массовую долю карбоната натрия.
Обработка результатов
1. Приведите расчет объема исходного раствора V
ИСХ
(мл),
необходимый для приготовления 250 мл раствора с заданной
массовой долей растворенного вещества (С
ЗАДАН
).
2. Приведите заданные параметры раствора, а также значения плотности и массовой доли карбоната натрия для приготовленного раствора в табл. форме.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]