Лекции по ФХ 1 семестр / КОНТР заочн№1
.doc
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ (ЧАСТЬ 1)
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
Номер варианта соответствует последним двум цифрам номера зачетной книжки.
ЗАДАЧА 1. Вычислите тепловой эффект реакции А при 298 К: а) при Р=const; б) при V=const; в) тепловой эффект реакции при температуре Т, считая теплоемкость постоянной величиной. Тепловые эффекты образования веществ и мольные теплоемкости при стандартных условиях возьмите из справочника [1].
|
№вар |
РЕАКЦИЯ А |
Т, К |
№вар |
РЕАКЦИЯ А |
Т, К |
|
1 |
2H2 + CO = CH2OHж |
400 |
14 |
SO2 + Cl2 = SO2Cl2 |
800 |
|
2 |
4HCl + O2 = 2H2Oж + 2Cl2 |
700 |
15 |
CO + 3H2 = CH4 + H2Oж |
600 |
|
3 |
NH4Clтв = NH3 + HCl |
800 |
16 |
2CO + SO2 = Sромб + 2CO2 |
750 |
|
4 |
2N2 + 6H2Oж = 4NH3 + 3O2 |
500 |
17 |
CO + Cl2 = COCl2газ |
950 |
|
5 |
4NO + 6H2Oж = 4NH3 + 5O2 |
900 |
18 |
CO2 + H2 = CO + H2Oж |
1000 |
|
6 |
2NO2 = 2NO + O2 |
600 |
19 |
CO2 + 4H2 = CH4 + H2Oж |
1200 |
|
7 |
N2O4 = 2NO2 |
450 |
20 |
2CO2 = 2CO + O2 |
400 |
|
8 |
Mg(OH)2 = MgO + H2Oгаз |
700 |
21 |
CH4 + CO2 = 2CO + 2H2 |
600 |
|
9 |
CaCO3 = CaO + H2Oгаз |
900 |
22 |
C2H6 = C2H4 + H2 |
800 |
|
10 |
Ca(OH)2 = CaO + H2Oгаз |
600 |
23 |
C2H5OHж = C2H4 + H2Oж |
650 |
|
11 |
Sромб + H2Oж = SO2 + 2H2 |
500 |
24 |
CH3CHOгаз + H2 = C2H5OHж |
800 |
|
12 |
Sромб + 2CO2 = SO2 + 2CO |
1000 |
25 |
C6H6ж + 3H2 = C6H12 |
500 |
|
13 |
2SO2 + O2 = 2SO3 |
1100 |
26 |
C3H8 = C3H6 + H2 |
700 |
ЗАДАЧА 2. Вычислите тепловой эффект образования вещества А из простых веществ при 298 К и стандартном давлении, если известна его теплота сгорания при этой температуре и стандартном давлении [2]. Сгорание происходит до СО2газ и Н2Ож.
|
№ вар |
Вещество А |
Формула |
Состо-яние |
№ вар |
Вещество А |
Формула |
Состо-яние |
|
1 |
Уксусная кислота |
С2Н4О2 |
ж |
14 |
Диэтиловый эфир |
C4H10O |
ж |
|
2 |
1,1-Хлористый этилен |
C2H4Cl2 |
ж |
15 |
Пиридин |
C5H5N |
ж |
|
3 |
Хлористый этилен |
C2H4Cl2 |
г |
16 |
Амиловый спирт |
C5H12O |
ж |
|
4 |
Этиленгликоль |
C2H6O2 |
ж |
17 |
Дихлорбензол |
C6H4Cl2 |
ж |
|
5 |
Диметиламин |
C2H7N |
ж |
18 |
Нитробензол |
C6H5O2N |
ж |
|
6 |
Ацетон |
C3H6O |
ж |
19 |
Фенол |
C6H6O |
тв |
|
7 |
Пропиламин |
C3H5N |
ж |
20 |
Гидрохинон |
C6H6O2 |
тв |
|
8 |
Изопропиловый спирт |
C3H8O |
ж |
21 |
Анилин |
C6H7N |
ж |
|
9 |
Пропиловый спирт |
C3H8O |
ж |
22 |
Циклогексанол |
C6H12O |
ж |
|
10 |
Глицерин |
C3H8O3 |
ж |
23 |
Бензойная кислота |
C7H6O2 |
тв |
|
11 |
Бутиронитрил |
C4H7N |
ж |
24 |
Бензиловый спирт |
C7H8O |
ж |
|
12 |
Бутиловый спирт |
C4H10O |
ж |
25 |
Гептанол-1 |
C7H16O |
ж |
|
13 |
трет-Бутиловый спирт |
C4H10O |
ж |
26 |
Антрацен |
С14Н10 |
тв |
ЗАДАЧА 3. Рассчитайте изменение энтропии при нагревании (охлаждении) при постоянном давлении в интервале температур от Т1 до Т2 g кг вещества А, если известны его температуры плавления и кипения, теплоемкости в твердом, жидком и газообразном состояниях, теплоты плавления и испарения. (Средние теплоемкости веществ во всех агрегатных состояниях, теплоты плавления и испарения найдите по справочнику [2, т.1]. Теплоты переходов из одной модификации в другую не учитывать. При отсутствии данных принять, что теплоемкости не зависят от температуры. Значения теплоемкостей, отсутствующие в справочной литературе, вычислить приближенно, используя данные справочника [1]).
|
№ вар |
Вещество А |
g, кг |
Т1, К |
Т2, К |
№ вар |
Вещество А |
g, кг |
Т1, К |
Т2, К |
|
1 |
Br2 бром |
25 |
373 |
173 |
14 |
C6H6 бензол |
1 |
383 |
273 |
|
2 |
H2O вода |
45 |
421 |
223 |
15 |
C6H12 циклогексан |
100 |
373 |
273 |
|
3 |
Hg ртуть |
40 |
193 |
673 |
16 |
C6H14 н-гексан |
10 |
173 |
373 |
|
4 |
CCl4 четыреххлористый углерод |
80 |
323 |
373 |
17 |
C7H8 толуол |
50 |
423 |
173 |
|
5 |
CH2O2 муравьиная кислота |
10 |
393 |
273 |
18 |
C6H7N анилин |
40 |
523 |
253 |
|
6 |
C2HCl3O2 трихлоруксусная кислота |
15 |
160 |
350 |
19 |
C10H8 нафталин |
25 |
328 |
523 |
|
7 |
CH4O метанол |
80 |
303 |
473 |
20 |
C10H8O -нафтол |
75 |
579 |
323 |
|
8 |
C2H3ClO2 хлоруксусная кислота |
15 |
423 |
313 |
21 |
C8H10 о-ксилол |
60 |
423 |
223 |
|
9 |
C2H4O2 уксусная кислота |
8 |
423 |
223 |
22 |
С5Н12О амиловый спирт |
45 |
480 |
188 |
|
10 |
C2H6O этанол |
50 |
373 |
143 |
23 |
CHCl3 трихлорметан |
10 |
193 |
358 |
|
11 |
C3H6O ацетон |
10 |
173 |
373 |
24 |
С6Н5F фторбензол |
35 |
553 |
178 |
|
12 |
C4H10O этиловый эфир |
50 |
143 |
323 |
25 |
С6Н5Сl хлорбензол |
60 |
573 |
273 |
|
13 |
C5H12 н-пентан |
35 |
323 |
133 |
26 |
СН3I иодметан |
40 |
423 |
173 |
ЗАДАЧА 4. Рассчитайте H, U, S, G для представленных ниже процессов. Из полученных результатов сделайте вывод о направлении процесса.
|
№ вар |
Процесс, условия протекания |
|
1 |
Н2О (ж, 273 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (тв, 273 К, Р=1,01105 Па) |
|
2 |
Н2О (тв, 273 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (тв, 263 К, Р=1,01105 Па) |
|
3 |
Н2О (ж, 263 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (ж, 273 К, Р=1,01105 Па) |
|
4 |
Н2О (тв, 263 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (ж, 263 К, Р=1,01105 Па) |
|
5 |
Н2О (ж, 298 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (ж, 373 К, Р=1,01105 Па) |
|
6 |
Н2О (ж, 373 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (г, 373 К, Р=1,01105 Па) |
|
7 |
Идеальный газ (298 К, Р=1,01107 Па) = Идеальный газ (298 К, Р=1,01105 Па) |
|
8 |
Идеальный газ (298 К, Р=1,01105 Па) = Идеальный газ (323 К, Р=1,01105 Па) |
|
9 |
Н2О (ж, 298 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (г, 298 К, Р=3,03103 Па) |
|
10 |
C6H6 (ж, 353 К, Р=1,01105 Па) = C6H6 (г, 353 К, Р=0,9105 Па) |
|
11 |
C6H6 (ж, 353 К, Р=1,01105 Па) = C6H6 (г, 353 К, Р=1,01105 Па) |
|
12 |
C6H6 (ж, 353 К, Р=1,01105 Па) = C6H6 (г, 353 К, Р=1,1105 Па) |
|
13 |
Н2О (ж, 373 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (г, 373 К, Р=0,8105 Па) |
|
14 |
Н2О (ж, 298 К, Р=1,1105 Па) = Н2О (г, 298 К, Р=1,1106 Па) |
|
15 |
Н2О (ж, 273 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (тв, 253 К, Р=1,01105 Па) |
|
16 |
Н2О (тв, 273 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (тв, 248 К, Р=1,01105 Па) |
|
17 |
Н2О (тв, 263 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (ж, 298 К, Р=1,01105 Па) |
|
18 |
Н2О (тв, 263 К, Р=1,01106 Па) = Н2О (ж, 273 К, Р=1,01105 Па) |
|
19 |
Н2О (ж, 298 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (ж, 353 К, Р=1,01105 Па) |
|
20 |
Н2О (ж, 373 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (г, 373 К, Р=1,01104 Па) |
|
21 |
Идеальный газ (298 К, Р=1,01106 Па) = Идеальный газ (298 К, Р=1,01104 Па) |
|
22 |
Идеальный газ (273 К, Р=1,01105 Па) = Идеальный газ (373 К, Р=1,01105 Па) |
|
23 |
Н2О (ж, 298 К, Р=1,01105 Па) = Н2О (г, 298 К, Р=1,01104 Па) |
|
24 |
C6H6 (ж, 353 К, Р=1,01105 Па) = C6H6 (г, 353 К, Р=0,8105 Па) |
|
25 |
C6H6 (ж, 353 К, Р=1,01105 Па) = C6H6 (г, 353 К, Р=1,33104 Па) |
|
26 |
C6H6 (ж, 299 К, Р=1,01105 Па) = C6H6 (ж, 299 К, Р=1,33104 Па) |
ЗАДАЧА 5. Газообразные вещества А и В реагируют с образованием газообразного продукта С: 1) выразите Кр и Кс через равновесное количество вещества С, равное х, если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах при общем давлении равновесной системы Р и температуре Т, К; 2) рассчитайте Кр и Кс при 300 К, если Р=7,5104 Па, х=0,45; 3) рассчитайте степень превращения вещества А и В при 300 К.
|
№ вар |
Уравнение реакции |
№ вар |
Уравнение реакции |
|
1 |
А +В = ½С |
14 |
3А + ½В = 2С |
|
2 |
½А + В = С |
15 |
½А + ½В = 3С |
|
3 |
3А + В = 2С |
16 |
½А + ½В = С |
|
4 |
2А + 3В = 3С |
17 |
А + 3В = 3С |
|
5 |
2А + ½В = С |
18 |
3А + В= С |
|
6 |
3А + ½В = С |
19 |
А + 2В = 2С |
|
7 |
А + 2В = С |
20 |
А + 2В = 3С |
|
8 |
А + В = 3С |
21 |
А + В = 2С |
|
9 |
½А + В = 2С |
22 |
2А + 2В = С |
|
10 |
½А + В = 3С |
23 |
2А + 2В = 3С |
|
11 |
2А + ½В = 3С |
24 |
3А + 3В = 2С |
|
12 |
2А + 3В = 2С |
25 |
½А + В = ½С |
|
13 |
3А + ½В = 3С |
26 |
½А + 3В = ½С |
ЗАДАЧА 6. Вычислите константу равновесия Кр реакции при заданной температуре Т. Для расчета воспользуйтесь методом Темкина – Шварцмана [1]. Применяя принцип Ле Шателье и уравнение изобары Вант-Гоффа и уравнение Планка, определите, как будет меняться равновесный выход конечных продуктов реакции при: а) повышении температуры; б)понижении давления; в) добавлении инертного газа.
|
№ вар |
Реакция |
Т, К |
|
1 |
2С2Н5ОН(г) = СН3СОСН3(г) + 3Н2(г) + СО(г) |
400 |
|
2 |
4НСl(г)+О2(г) = 2Н2О(г) + 2Cl2(г) |
500 |
|
3 |
СН3Сl(г) + 2Cl2(г) = СНСl3(г) + 2НСl(г) |
400 |
|
4 |
2Н2(г) + СО2(г) = НСНО(г) + Н2О(г) |
500 |
|
5 |
СО2(г) + Н2(г) = НСООН(г) |
400 |
|
6 |
СО(г) + Н2О(г) = НСООН(г) |
400 |
|
7 |
СО2(г) + 3Н2(г) = СН3ОН(г) + Н2О(г) |
500 |
|
8 |
С2Н6(г) + СО(г) = СН3СОСН3(г) |
400 |
|
9 |
С2Н4(г) + Н2О(г) = С2Н5ОН(г) |
400 |
|
10 |
СНСl3(г) + Cl2(г) = ССl4(г) + НСl(г) |
400 |
|
11 |
SO2(г) + Cl2(г) = SO2Cl2(г) |
500 |
|
12 |
CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г) |
600 |
|
13 |
SiO2(тв) + 4HF(г) = SiF4(г) + 2H2O(г) |
900 |
|
14 |
С2Н6(г) = С2Н4(г) + Н2(г) |
800 |
|
15 |
С3Н8(г) = С3Н6(г) + Н2(г) |
700 |
|
16 |
СО2(г) + 4Н2(г) = СН4(г) + 2Н2О(г) |
500 |
|
17 |
СН4(г) + СО2(г) = 2СО(г) + 2Н2(г) |
700 |
|
18 |
С6Н6(г) + 3Н2(г) = С6Н12(г) |
400 |
|
19 |
2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г) |
500 |
|
20 |
СО(г) + 2Н2(г) = СН3ОН(г) |
600 |
|
21 |
N2(г) + 3Н2(г) = 2NH3(г) |
800 |
|
22 |
СН3СНО(г) + Н2(г) = С2Н5ОН(г) |
900 |
|
23 |
NH4Cl(тв) = NH3(г) + HCl(г) |
500 |
|
24 |
4Н2(г) + 2SO2(г) = 4H2O(ж) + 2S(тв) |
500 |
|
25 |
S2(г) + 2O2(г) = 2SO2(г) |
700 |
|
26 |
2Н2О + 2Сl2(г) = 4HCl(г) + О2(г) |
400 |