ЗАДАЧІ З ФІЗИЧНОЇ ХІМІЇ ДО ЕКЗАМЕНАЦІЙНИХ БІЛЕТІВ (І СЕМЕСТР)
1 Обчислити тиск, який утворює 1кмоль сульфуру діоксиду, який знаходиться в об'ємі 10м3 за 100°С, використавши для цього рівняння стану ідеального та реального газів.
2 В балоні ємністю 7л за 0°С знаходиться суміш з 0,4г водню і 3,15г азоту. Визначити парціальні тиски кожного з газів та загальний тиск суміші.
3 За 20°С і 98600Па об'єм водню дорівнює 2,5м3. Розрахувати об'єм цього газу за н.у. Визначити густину водню при заданих температурі та тиску.
4 За якої температури середня арифметична швидкість руху молекул карбону монооксиду буде дорівнювати 900м/с?
5 За рівнянням Ван-дер-Ваальса розрахувати температуру, за якої об’єм 1кмоль сірководню за 6,55.106 Па стане дорівнювати 122л.
6 Середня масова теплоємність пари бензолу в межах температур 85-115°С (за нормального атмосферного тиску) дорівнює 1,257 кДж/кг.К. Обчислити середні молярні теплоємності бензолу за постійного тиску та об'єму.
7 Визначити зміну внутрішньої енергії при випаровуванні 100г води за температури її кипіння. Скрита теплота пароутворення води 40 кДж/моль; питомий об’єм водяної пари 1,7г/л. Тиск нормальний.
8 Визначити зміну внутрішньої енергії при випаровуванні 20г бензолу при 30°С, прийнявши, що пара бензолу підпорядковується законам ідеальних газів і об'єм рідини незначний порівняно з об'ємом пари. Скрита теплота випаровування бензолу 30,9 кДж/моль.
9 Обчислити за формулою Коновалова теплоту згоряння рідкого етилового спирту
С2Н5ОН + 3О2 = 2СО2 + 3Н2О + Q V зг та порівняти з експериментальною величиною Q Р зг = 1367 кДж/моль. Теплота випаровування спирту 42 кДж/моль.
10 Тепловий ефект згоряння нафталіну до діоксиду карбону і води (в рідкому стані) за постійного об'єму та 18°С дорівнює 5162 кДж/моль. Визначити тепловий ефект згоряння нафталіну за постійного тиску та цій же температури.
11 При охолодженні 42г азоту від 150 до 20°С тиск підвищується від 5.105 до 2,5.106 Па.
Визначити зміну ентропії в даному процесі, якщо ср = 1,039 Дж/г.К
12 Ідеальна машина Карно, яка працює в інтервалі між 350 і 50°С, дає 33,52 кДж роботи за цикл. Яка кількість теплоти передається машині та віддається теплоприймачу за цикл?
13 В результаті проведення кругового процесу отримана робота, яка дорівнює 70 кДж, а віддано теплоприймачу
47 кДж теплоти. Визначити термічний коефіцієнт корисної дії циклу та кількість теплоти, яка передана робочому тілу віл тепловіддавача.
14 Обчислити стандартну зміну ізобарно-ізотермічного потенціалу для реакції горіння ацетону:
СН3СОСН3 (г) + 4О2 = ЗСО2 + ЗН2О(р) + ΔG0. Необхідні величини ΔН° і S° реагуючих речовин взяти з довідника.
15 Для реакції синтезу фосгену СО + С12 <=> СОС12 за 6000С КС = 6,386. В якому напрямку буде відбуватися реакція при концентрації реагентів (моль/л): СС12 = 1; ССО = 0,1; ССОС12 = 2,0.
16 Реакція розкладання пероксиду гідрогену у водному розчині протікає як реакція першого порядку. Період напівперетворення Н2О2 за даних умов дорівнює 15,86 хв. Визначити який час потрібно для розкладання (за тих же умов) 99% пероксиду гідрогену.
17 За н.у. об’єм газу дорівнює 80м3. Який об’єм займе ця ж кількість газу за -200С та 99390Па?
18 Розрахувати парціальні тиски та парціальні об’єми газів в газовій суміші, що складається з 40г етилену і 30г метану та яка знаходиться в посудині ємністю 100л за 200С.
19 За н.у. об’єм газу дорівнює 100м3. До якої температури необхідно нагріти цей газ, щоб при 9,86.104 Па об’єм його став дорівнювати 130м3?
20 Обчислити різницю між Qp i Qv за 250С для реакції повного згоряння бензолу С6Н6 з утворенням карбон діоксиду та води (у рідкому стані).
21 Визначити зміну ізобарно-ізотермічного потенціалу для реакції N2 + 2H2O = NH4NO2 + ΔG0 та дати висновок про можливість її протікання за стандартних умов, якщо ΔG0H2O = -237кДж/моль, ΔG0 NH4NO2 = 115кДж/моль
22 Середня масова теплоємність заліза в межах температур 0-2000С дорівнює 0,48Дж/г.К. Визначити зміну ентропії при нагріванні 1кг заліза від 100 до 1500С.
23 Використовуючи наближене правило Вант -Гоффа, обчислити на скільки необхідно підвищити температуру, щоб швидкість реакції зросла у 100 разів. Температурний коефіцієнт швидкості дорівнює 3.
24 Константа рівноваги Кр реакції синтезу амоніаку N2 + 3H2 = 2NH3 за 3500С дорівнює 2,32.10-13. Обчислити
Кс для цього процесу за цієї температури.
25 Зміною яких чинників можна провести зсув рівноваги праворуч для реакцій:
2SO2 +O2 = 2SO3 + Q; CO2 + C = 2CO – Q
26 При стані рівноваги системи N2 + 3H2 = 2NH3 концентрації реагуючих речовин були (моль/л): СN2=0,3; СН2=0,9; СNH3=0,4. Розрахувати, як зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій, якщо збільшити тиск у 5 разів? В якому напрямку буде зміщуватися рівновага?
ПЕРЕЛІК ПИТАНЬ ДЛЯ ЕКЗАМЕНУ «ФІЗИЧНА ХІМІЯ» (І семестр)
1 Предмет фізічної хімії. Загальне наукове та прикладне значення фізічної та колоїдної хімії.
2 Порівняння агрегатнів станів речовин з точки зору кінетичної енергії часток та потенціальної енергії взаємодії між ними.
3 Ідеальний газ, параметри стану. Рівняння стану ідеального газу Менделєєва-Клапейрона. Універсальна газова стала, її фізичне значення. Нормальні умови.
4 Основні газові закони, їх графічний вираз.
5 Швідкість поступального руху часток ідеального газу. Крива Максвела.
6 Суміш ідеальних газів. Склад газу. Закон Дальтона. Парціальний тиск та парціальний об’єм.
7 Реальні гази. Особливості реальних газів. Рівняння Ван-дер-Ваальеа.
8 Ізотерми реальних газів, критичні параметри стану речовини. Рівняння Ван-дер-Ваальса-Клаузіуса.
9 Рідина. Особливості будови. Пароутворення, правило Трутона.
10 Поверхнева енергія, поверхневий натяг. Поверхнево-активні речовини, їх практичне використання.
11 В'язкість. Засоби вимірювання. Змочування, коефіцієнт розтікання.
12 Плазма. Загальна характеристика властивостей, засоби генерування, умови існування плазми. Плазма в енергетиці майбутнього.
13 Тверде тіло. Особливості будови. Основні типи кристалічних решіток. Дефекти кристалічних решіток. Монокристали, їх властивості та використання в техниці.
14 Предмет термодинаміки. Завдання термодинаміки. Основні поняття та визначення.
15 Внутрішня енергія, закон збереження енергії та перше начало термодінаміки. Формулювання першого начала та його математичний вираз.
16 Теплоємність речовин, види, зв'язок між ними. Теплоємність істинна, середня, ізобарна та ізохорна. Залежність теплоємності від температури; теплоємність суміші.
17 Термодинамічні функції (теплота, робота, внутрішня енергія) в основних оборотних процесах: ізохорному, ізобарному, ізотермічному, адіабатичному. Ентальпія системи для кожного процесу.
18 Термохімія. Тепловий ефект реакції. Співвідношення між ізобарним та ізохорним тепловими ефектами реакції.
19 Теплота утворення, згоряння, розчинення, нейтралізації.
20 Закон і наслідки із закону Гесса. Залежність теплового ефекту реакції від температури.
Закон Кірхгофа.
21 Друге начало термодинаміки. Необхідність в другому законі. Оборотні та необоротні процеси.
Самочинні процеси. Принцип зростання ентропії. Об'єднане рівняння першого і другого законів термодинаміки.
22 Критерії самочинного протікання процесів. Умова рівноваги. Енергія Гіббса та Гельмгольца.
23 Якісна нееквівалентність теплоти та роботи. Формулювання та математичний вираз другого начала термодинаміки. Цикл Карно, ккд циклу.
24 Ентропія - приведена теплота процесу. Зв'язок ентропії з параметрами робочого тіла.
25 Оборотність хімічних реакцій. Рівняння ізотерми хімічної реакції, хімічна спорідненість.
26 Рівновага в гомогених системах. Константа хімічної рівноваги, її вираз через рівноважні концентрації, парціальні тиски, молярні долі, зв'язок між ними.
27 Вплив температури та тиску на хімічну рівновагу. Принцип зсуву рівноваги Ле-Шателье-Брауна.
28 Особливості хімічної рівноваги в гетерогених системах.
29 Суть хімічної кінетики. Закон діючих мас. Константа швидкості та її фізічний зміст. Класифікація хімічних реакцій за молекулярностью та порядком.
30 Кінетичні рівняння реакцій першого та другого порядку. Період напівперетворення.
31 Вплив температури на швидкість хімічної реакції. Правило Вант-Гоффа.
32 Основи теорії активних зіткнень. Рівняння Ареніуса.
33 Ланцюгові реакції та їх особливості. Механізм ланцюгових реакцій.
34 Вибухові процеси. Фотохімічних реакцій та радіаційно-хімічні реакції.
35 Поверхневі явища. Адсорбція. Типи адсорбції. Поняття про хроматографію. Застосування адсорбції.
36 Особливості процесу адсорбції на поверхні твердого тіла. Теорія адсорбції Ленгмюра, основні положення. Ізотерма адсорбції. Рівняння Ленгмюра та Фрейндлиха.
37 Каталіз, основні поняття та визначення. Зміна величини енергії активації хімічних реакцій. Особливості каталітичних реакцій. Активатори, каталітичні отрути та інши фактори, які впливають на активність каталізаторів. Значення каталітичних процесів в хімічній технології.
38 Гомогенні каталітичні процеси. Теорія проміжних сполук. Автокаталіз.
39 Гетерогенний каталіз. Стан поверхні каталізатору. Сучасні уявлення про механізм гетерогенного каталізу.