Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Mtdbthn1

.pdf
Скачиваний:
61
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
840.21 Кб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E = 0,059 lg

C1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

где С1 - концентрация ионов серебра в растворе AgSCN;

 

С2 - концентрация ионов серебра в растворе AgBr,

 

 

 

 

ПРAgBr = (7,2 107 )2

= 518, 1013 .

 

Концентрация ионов серебра в растворе KBr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРAgBr

 

 

518, 1013

 

 

C

 

=

 

 

 

 

=

 

 

 

 

= 518, 1012 ,

 

2

C

Br

101

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

= 518, 1012 г экв / м3 .

 

Из уравнения E = 0,059 lg

 

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C2

 

 

 

E + 0,059 lg C2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lg C

=

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

0,059

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,015 +

0,059 lg5,18 1012

 

 

 

 

 

lg C =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

; C = 9,3 1012

кг экв / м3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0,059

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРAgSCN = CAg+ CSCN ;

 

 

ПРAgSCN

= 9,3 10 12 101 = 9,3 1013 .

Задача 22. Определите рН раствора, если при Т = 299 К ЭДС элемента

Hg | Hg2Cl2 (т) KCl (0,1н.) || H+ (pH) Хингидрон | Pt

Равна 0,15 В. Стандартный потенциал хингидронного электрода 0,6994 В, каломельного

0,3369 В.

Решение.

E

 

 

= Е

 

 

Е

 

 

=

 

Ео

+

RT

2,31lga

 

 

E

 

;

цепи

хинг

кал

 

 

 

+

кал

nF

H

 

 

 

 

 

 

 

хинг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,3RT

= 0,059 при Т = 298 К;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

pH =

Eхинг Екал

Ецепи

 

 

=

 

0,6994 0,3369 0,15

= 3,602.

 

 

0,059

 

 

 

 

 

 

 

 

0,059

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 23. Образование фосгена по уравнению СО + Сl2 = COCl2 является реакцией биомолекулярной.

Рассчитайте концентрацию фосгена через 2 ч после начала реакции.

 

Время, мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

24

42

 

Концентрация СО или Cl2, кмоль/м3 СО = CCl )

 

0,0187

 

0,0173

0,0164

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Решение:

Константу скорости определяем по уравнению

 

 

 

 

 

 

 

1

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K =

 

 

 

,

 

 

 

 

 

где t - время;

 

 

 

 

t

a(a x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х - изменение концентрации;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а - начальная концентрация.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда х1 = 0,0187 - 0,0173 = 0,0014;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

= 0,0187 0,0164 = 0,0023;

 

 

 

 

r

=

1

 

 

0,0014

 

 

= 0,180м3

/ (мин

кмоль);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

24 0,0187 0,0173

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

=

1

 

 

0,0023

 

 

= 0,179м3

/ (мин

кмоль);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

42 0,0187 0,0173

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r = 0,18 = 3 103 м3 / (кмоль с).

Из уравнения константы скорости находим изменение концентрации исходных веществ х, равное концентрации фосгена:

x = rta2 / (1+ rta).

0,18 120(0,0187)2

x = 1 + 0,18 120 0,0187 = 0,00544кмоль/ м3 .

Через два часа концентрация фосгена стала равной 0,0054 кмоль/м3.

Задача 24. Пероксид водорода в водном растворе разлагается с выделением кислорода. В одном из опытов получили следующие результаты:

Время, мин

10

30

Объем выделившегося кислорода, см3

3,3

8,1

15,6

Определите порядок реакции

2О2 = 2Н2О + О2 Решение: Можно предположить, что реакция разложения пероксида водорода будет

или первого, или второго порядка (маловероятно, что порядок её окажется выше второго). Подсчитаем константу скорости, принимая, что кинетика процесса соответствует стехиометрическому уравнению.

В реакцию вступают две молекулы пероксида водорода:

r

=

1

 

x

.

 

 

2

 

t a(a x)

 

 

Исходная концентрация пероксида водорода пропорциональна полному объему кислорода, выделившемуся к концу реакции, т.е. 15,6 см3. Уменьшение концентрации пероксида водорода за данный отрезок времени х пропорционально объему выделившегося за то же время кислорода. Подставив соответствующие значения в уравнении, находим:

r ′ =

1

 

3,3

 

 

= 0,00172;

 

 

 

 

 

 

 

 

2

10 15,6 12,3

 

 

 

r ′′=

1

8,1

 

 

= 0,00231.

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

30 15,6 7,5

 

 

 

 

Константы сильно отличаются друг от друга, следовательно, разложение пероксида водорода не является реакцией второго порядка.

Подсчитываем константу скорости по уравнениям:

 

 

 

 

 

 

 

 

r =

2,3

lg

a

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

t

a x

 

 

2,3

 

 

15,6

 

 

 

r ′=

 

lg

 

= 0,0237мин1

= 3,95 104 с1 ;

 

 

 

 

1

10

12,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r ′′=

2,3

lg

15,6

= 0,0244мин1

= 4,07 104 с1 .

 

 

2

30

7,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В этом случае константа скорости постоянна (в пределах неизбежных ошибок опыта) и среднее значение ее k = 4,01 10-4 с-1. В этом случае константа достаточно устойчива. Таким образом, разложение пероксида водорода является реакцией первого порядка.

Задача 25. При изучении гидролиза этилацетата были получены следующие данные:

Время, мин

 

0

3,74

6,28

10,48

13,59

Концентрация

этил-

 

 

 

 

 

 

ацетата, кмоль/м3

0,01206

0,00884

0,00729

0,00549

0,00499

0,0000

Концентрация

NaOH,

 

 

 

 

 

 

кмоль/м3

 

0,02580

0,02257

0,02103

0,01923

0,01823

0,01374

Вычислите среднее значение константы скорости реакции.

Решение: Как видно из условия задачи, начальные концентрации эфира и щелочи разные (щелочь в избытке). Поэтому подсчитываем значения константы скорости r по уравнению для бимолекулярной реакции, когда исходные концентрации а > b, т.е.

2,303

 

b(a x)

 

r =

 

lg

 

,

t(a b)

a(b x)

где х - изменение концентраций; а - начальная концентрация вещества, находящегося в избытке, т.е. щелочи;

b - начальная концентрация второго вещества (сложного эфира). Данные задачи запишем таким образом:

Время, с

0

 

 

 

 

 

3,74 60

6,28 60

10,48 60

13,59 60

Концентрация

а

а-х1

а-х2

а-х3

а-х4

а-b

NaOH, кмоль/м3

0,02580

0,02257

0,02103

0,01923

0,01823

0,01374

Концентрация

b

b-x1

b-x2

b-x4

b-x4

b-x5

эфира, кмоль/м3

0,01206

0,00884

0,00729

0,00449

0,00449

0,0000

Подставляя данные в уравнение, вычисляем четыре значения r и r : r1=5,73 10-2; r2 = 5,76 10-2; r3 = 5,70 10-2; r4 = 5,72 10-2; r =5,73 10-2 м3/кмоль с-1.

Задача 26. Константа скорости разложения изменяется с температурой следующим об-

разом:

 

 

t, оС

25

40

r, мин-1

0,0093

0,0342

Вычислите энергию активации и константу скорости при 30оС.

Решение. Определение энергии активации ведем по уравнению Аррениуса:

 

r2

 

1

 

1

 

 

2,3lg

= A

 

,

r1

 

T1

 

T2

 

 

 

где А - константа уравнения Аррениуса. Энергия активации Е = - AR.

Решив уравнение относительно А, получим:

 

 

T T 2,3lg

r2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

r1

 

 

 

A =

 

 

 

 

;

 

 

T

T

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

313 298 2,3lg

0,0342

 

 

A =

0,0093

8080;

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ea = 8,314 8088 = 67247 Дж / моль.

На основании того же уравнения, приняв Т1 = 298 К, Т2 = 303 К, r1 = 0,0093 и А = -8080, получаем

8088 5

lg r303 = − 2,3 298 303 + 3,968 = −2,1627;

k303 = 0,0145мин1 .

Задача 27. Гомогенизированное при температуре 20оС молоко содержит 3б6% (об.) эмульгированного жира со средним диаметром капелек 8 мкм. Часть казеина, содержание которого в молоке составляло 3б2, адсорбировалась на капельках жира слоем толщиной 6,8 ммкм. Определить объем казеина, адсорбированного на капельках жира.

Решение. Число капелек жира в молоке

V

n = 6 πd 3 ,

где V - объем жира в 1 м3 молока, равный 3,6 10-2м3; d - диаметр капельки жира, м.

Подставив численные значения, получим

n = 6 3,6 102 = 1,34 1014 . 3,14(8 10 6 )3

Объем адсорбированного казеина

Vказ = (V2 V1 )n = π6 n(d23 d13 ),

где d2 - диаметр капельки со слоем казеина; d1 - диаметр капельки жира.

Подставив численные значения, получим

Vкоз = 314,6 1,34 1014 (8,01363 83 )1018 = 183, 104 м3 ,

что составляет 183 мл, или 0,0183% от объема молока, или 183, 10 100 = 0,57% от объема

3,2

казеина.

Задача 28. Используя уравнение Ленгмюра, вычислите адсорбцию валериановой кислоты и площадь S, приходящуюся на молекулу на поверхности раздела водный раствор - воздух при Т = 350 К и концентрации С = 0,001 кмоль/м3, если известны константы уравне-

ния Шишковского: а = 17,7 10-3, b = 19,72.

Решение. По уравнению Шишковского

σ = σ a ln(1+bC)

после дифференцирования получаем

ddCσ = −1+abbC .

Подстановка правой части этого уравнения в уравнение Гиббса приводит к выражению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г =

ab

C

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RT

 

1+bC

 

 

 

 

При сопоставлении последнего уравнения с уравнением Ленгмюра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г = Г

 

rC

 

 

 

видим, что

 

 

 

 

 

 

1 + rC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k = b = 19,72

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

=

a

=

17,7 10

3

 

= 6,08 109

,

 

 

 

RT

8,314 103

350

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

° 2

 

 

 

 

 

S =

=

 

 

= 27 1020 = 27 А

= 0,27нм2 .

 

 

6,08 109 6,02 1026

 

 

 

ГN A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 29. Исходя из значений оптической плотности Dλ1 = 0,023 и Dλ2 = 0,135 , полу-

ченных при измерениях с помощью ФЭК (фотоэлектрического колориметра) для следующих значений длин волн: λ1 = 680 10-9 м и λ2 = 420 10-9 м, определите средний радиус частицr у бесцветного гидрозоля мастики.

Решение. Для нахождения радиуса частиц (так как гидрозоль не окрашен) можно использовать уравнение

Dλ = Kλα ,

где К и α - постоянные величины (α - коэффициент, величина которого связана с диаметром частиц). Пользуясь двумя светофильтами, получают значения Dλ для двух волн, а затем по уравнению

Dλ

 

λ

 

α

0,023

 

420

109

 

α

1

=

2

 

, т.е.

 

 

=

 

 

,

D

λ

0,135

 

 

109

 

 

 

 

680

 

 

λ

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

путем логарифмирования α, а потом уже по калибровочной кривой Геллера, т.е по графику α

=f (диаметра частиц), находят размер частиц:

α= lg(Dλ1 / Dλ2 ) = lg 0,1704 ; lg(λ2 / λ1 ) lg 0,6176

α = 1,2314 / 1,7907 = 0,7686 / 0,2093 = 3,6722.

Задача 30. Вычислить степень адсорбции фенола на поверхности капель эмульгированного масла по экспериментальным данным в зависимости поверхностного натяжения водного фенола от его концентрации:

С 103, моль/м3

0,05

0,127

0,263

0,496

σ103, Дж/м2

67,88

60,10

51,58

44,97

Решение. Согласно уравнению Гиббса

Г = − RTС ddCσ ,

dσ

величина dC при С 0 называется поверхностной активностью вещества (в данном случае

фенола) и может быть определена как тангенс угла наклона касательной к кривой σ = f(С) в точке, где С = 0. Строим кривую σ = f f(С). тангенс угла наклона касательной в точке С = 0 и tg α = 0,0967.

Вычисляем:

Г =

C

tgα =

0,496

0,0967 = 1,936 105 моль/ м2 ,

RT

8,314 298

 

 

 

или с учетом молекулярной массы фенола Mr = 94

Г = 1,936 105 94 = 182, 103 г / м2 .

Задача 31. Вычислить предельную адсорбцию Г, длину δ молекулы и площадь Sмол, занимаемую молекулой валериановой кислоты С4Н9СООН на поверхности раздела водный раствор - воздух при Т = 350 К и концентрации раствора С = 0,001 кмоль/м3, если известны константы уравнения Шишковского: а = 17,7 10-3; b = 19,72. Плотность валериановой кисло-

ты ρ = 0,942 103 кг/м3.

Решение. По уравнению Шишковского

σ = σ0 a ln(1 +bC).

После дифференцирования получаем

ddCσ = −1 +abbC ,

подстановка правой части этого уравнения в уравнение Гиббса приводит к выражению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г =

ab

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RT

1+bC

 

 

 

 

При сопоставлении последнего уравнения с уравнением Лэнгмюра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г = Г

 

 

rC

 

 

 

 

видим, что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + rC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k = b = 19,72м3

/ кмоль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

 

=

 

a

 

=

 

 

17,7 103

 

 

 

= 6,08 109 кмоль/ м2 ;

 

RT

 

8,314 103 350

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

 

 

=

 

 

1

 

 

=

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

= 27

1020

м2

,

мол

 

 

 

 

 

 

 

6,08 109

6,02 1026

 

 

 

ГN A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МГ

 

 

 

102 6,08 10

9

 

 

 

 

 

 

 

δ =

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 6,6 1010 м.

 

 

 

 

 

 

 

ρ

 

0,942

103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 32. Вычислить скорость и направление электрофореза коллоидных частиц шарообразный формы гидрозоля берлинской лазури, если дзета-потенциал их ξ = -0,058 В при градиенте внешнего поля Н = 500 В м-1; относительная диэлектрическая проницаемость ε = 81, вязкость η =10-3 Па с, электрическая константа ε0 = 8б85 10-12 ф/м.

Решение. Величину и можно найти из уравнения для вычисления ξ-потенциала коллоидных частиц при электрофорезе:

ηu

ξ = f εa H ,

где εа - абсолютная диэлектрическая проницаемость среды; εа = εε0 (ε0 = 8,85 10-12 ф/м- абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума),

f - коэффициент, учитывающий форму частиц и их ориентацию в электрическом поле (f = 3/2 для шарообразных частиц, f = 1 для цилиндрических частиц, ориентированных вдоль силовых линий электрического поля).

u =

ε

a

H

ξ = −

81

8,85

10

12 500

= 0,058

= −31,2 106 м с1

= 31,2 мкм / с.

ηf

 

103 2 / 3

 

 

 

 

 

 

Задача 33. Определите объемную скорость электроосмоса через мембрану водного раствора электролита с χ = 1,5 10-3 См м-1 при силе тока I = 8 10-5, если дзета -потенциал ξ = 0б057 В.

Решение. Из уравнения для электроосмоса

χη

ξ = εa I V ,

где εа = εε0 (ε0 = 8,85 10-12 ф/м - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума); ε - относительная диэлектрическая проницаемость воды, равная 81; χ - удельная электрическая проводимость раствора электролита; η - вязкость раствора, которую можно принять равной вязкости воды.

При этих условиях η = 10-3 Па с. Следовательно,

V =

ξε

a

I

=

0,057 81 8,85 1012 8 10

5

 

 

 

 

.

χη

1,5 103 103

 

 

 

 

 

Задача 34. Определите молекулярную массу М синтетического каучука, если известно, что характеристическая вязкость его раствора в хлороформе [η] = 0,0215, константы равнения Марка-Хаувинка К = 1,85 10-5 и α = 0,56.

Решение. Для нахождения М используем уравнение Марка-Хаувинка

[η]= КМα ,

где вязкость раствора полимера является характеристической, т.е.

 

 

 

1

 

 

[η]= lim

η η0

 

= 0,0215м3 / кг,

 

C0

 

η0

C

 

где η - вязкость раствора; η0 - вязкость чистого растворителя - хлороформа;

С - концентрация раствора, кг/м3.

Перед тем как приступать к решению задачи, проводим логарифмирование уравнения Марка-Хаувинка:

lg[η] = lg K +α lg M

и только после этого режим его относительно lgМ, а затем подставим данные задачи:

lg M =

lg[η]lg K

 

lg 0,0215

lg185,

10

5

 

=

 

 

 

 

= 5,4771.

α

 

0,56

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, М = 3 10-5 = 300000.

Расчеты значений М полимеров по методу ультрацентрифугирования обычно проводят по уравнению

s0 = KM b ,

где К и b - эмпирические константы;

s0 - константа седиментации в ультрацентрифуге при бесконечном разведении. s0 находят, используя линейную зависимость между 1/s и С - концентрацией полимера путем построения графика (откладывая значения С по его абциссе, а 1/ s - по ординате и, проводя таким образом полученную прямую до пересечения ее с ординатой, находят 1/ s). Затем уравнение логарифмируют и, подставляя туда известные величины К, b и s0, определяют последовательно lg M и М.

ВОПРОСЫ К КОНТРОЛЬНЫМ ЗАДАНИЯМ

1.Какие виды поляризации вам известны и как они зависят от температуры?

2.Как различные виды поляризации зависят от частоты поля?

3.Как рассчитать молярную рефракцию по правилу аддитивности? Как при помощи молярной рефракции рассчитать радиус молекулы?

4.Как с помощью рефракции определить структуру молекулы?

5.Приведите формулы для расчёта молярной и удельной рефракции. Укажите размерность.

6.Молярная поляризация которого полярного вещества зависит от температуры и значительно отличается от молярной рефракции. Объясните это явление.

7.Электромагнитная теория света утверждает, что e=n2 (e – диэлектрическая проницаемость, n – коэффициент преломления). Для о-дихлорбензола при частоте 106 Гц e=7,47, n=1,5518, e/n׳=3,101. Объясните противоречие между теоретическими и опытными данными.

8.Какие факторы определяют полярность молекулы в целом?

9.Охарактеризуйте междипольное и иондипольное взаимодействия.

10.Что такое диполь? Какова разница между индуцированным и постоянным диполями?

11.Какие длины волн и энергии квантов соответствуют вращательному, колебательному и электронному спектрам?

12.Полярное газообразное вещество, молекулы которого состоят из двух атомов, поглощает излучение 41,9 см-1. Какие виды движения будут возбуждены у таких молекул?

13.На какую величину может меняться вращательное квантовое число двухатомной молекулы при взаимодействии с электромагнитным излучением?

14.В спектре комбинационного рассеяния двухатомных молекул наблюдаются три линии: классического рассеяния, стоксова и антистоксовая. Объясните причины их возникновения и как они различаются по интенсивности?

15.Напишите выражение для энергии колебательного движения двухатомной молекулы.

16.Напишите выражение для энергии вращательного движения двухатомной молекулы.

17.Что такое момент инерции и как его можно определить для двухатомной молекулы по спектральным

данным?

18.Что такое нулевая колебательная энергия?

19.Какие значения может иметь колебательное квантовое число?

20.Приведите примеры полярных и неполярных газообразных веществ. Чем отличается их поведение в электрическом поле?

21.Приведите примеры компенсации электрических моментов диполей у молекул органических ве-

ществ.

22.Как вычисляется приведённая масса двухатомных молекул?

23.Рассмотрите схему вращения двухатомных молекул.

24.Опишите явление комбинационного рассеяния света.

25.Напишите выражение для частоты собственных колебаний двухатомной молекулы и объясните смысл входящих в неё величин.

26.Опишите явление ассоциации полярных молекул в растворах. Приведите примеры ассоциированных

молекул.

27.Какая поляризация называется деформационной?

28.Какие формулировки первого закона термодинамики вам известны? Напишите математическое выражение первого закона термодинамики.

29.Что называется термодинамической системой? Какие системы считаются изолированными?

30.Что называется обратимым и необратимым процессом? Приведите примеры.

31.Сформулируйте определение внутренней энергии системы.

32.Перечислите все известные вам функции состояния.

33.Что называется тепловым эффектом реакции?

34.Чему равна работа расширения одного моля идеального газа при изобарном, изохорном и изотермическом процессах?

35.Что называется удельной, молярной, средней и истинной теплоёмкостью?

36.Какова связь между энтальпией и внутренней энергией системы? Студент сделал ошибочный вывод. Он написал, что при

испытаниях в калориметрической бомбе ∆H = ∆U+p∆V. Так как в калориметрической бомбе ∆V=0 (V=const), то ∆H=∆U. Объясните, почему этот вывод неправильный.

37.Сформулируйте закон Гесса и следствия из него.

38.Что называется стандартной теплотой образования?

39.Что называется стандартной теплотой сгорания?

40.Стандартная теплота образования митилиодида CH3I(ж) ∆H=8,4 кДж/моль. Напишите уравнение реакции, к которой относится этот тепловой эффект.

41.Как рассчитывается стандартный тепловой эффект из стандартных теплот образования и сгорания?

42.Укажите, каково соотношение между изменениями энтальпии ∆H и ∆U внутренней энергии для реакции C2H6(г)=С2H4(г)+H2 при 500 К. Что больше?

43.Каково соотношение молярных теплоёмкостей Cp и Cv для идеального газа?

44.Какова связь между тепловым эффектом при постоянном объёме и постоянном давлении?

45.Напишите уравнение (в дифференциальном виде) зависимости теплового эффекта от температуры. (Закон Кирхгофа.)

46.Приведите приближённое интегрирование закона Кирхгофа.

47.В каком случае можно считать, что тепловой эффект химической реакции прямо пропорционален температуре?

48.Для некоторой химической реакции изменение теплоёмкости, как функции температуры, выражается уравнением ∆cp=∆a+∆bT+∆cT2. Величины ∆a, ∆b, ∆c больше нуля. Изобразите схематически график зависимости теплового эффекта этой реакции от температуры (в том температурном интервале, для которого справедливо это уравнение).

49.Изменение теплоёмкости в ходе реакции в некотором интервале температур меньше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале?

50.Изменение теплоёмкости в ходе реакции в некотором интервале температур больше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале?

51.Какие формулировки второго закона термодинамики вам известны?

52.Напишите аналитическое выражение второго закона термодинамики для обратимых и необратимых

процессов.

53.Напишите аналитическое выражение объединённого (первого и второго) законов термодинамики для обратимого и необратимого процессов.

54.Как определить изменение энтропии в процессе фазового превращения (испарение, плавление, воз-

гонка)?

55.Напишите математическое соотношение между энтропией и теплотой необратимого процесса.

56.Напишите математическое выражение второго закона термодинамики для бесконечно малого изменения состояния в обратимом и необратимом процессах в изолированной системе.

57.В каком соотношении находятся молярные энтропии трёх агрегатных состояний одного и того же вещества: пара, жидкости, твёрдого тела. Что больше?

58.Как по изменению энтропии в изолированной системе определить состояние равновесия?

59.Можно ли судить по значению энтропии о направлении процесса в неизолированной системе?

60.Как связана энтропия с термодинамической вероятностью системы? Приведите формулу Больцмана

Планка.

61.Почему второй закон термодинамики имеет статистический характер?

62.Какие вы знаете характеристические функции и термодинамические потенциалы?

63.При каких условиях внутренняя энергия может служить критерием направления процесса?

64.При каких условиях энтальпия является критерием самопроизвольного процесса? Каково её изменение в этих условиях?

65.В некотором самопроизвольно протекающем изобарно-изотермическом процессе энтропия убывает. Сопоставьте изменение энергии Гиббса ∆G и теплового эффекта процесса ∆H. Что больше?

66.Какие функции состояния определяют направление процесса в неизолированной системе, если процесс протекает при постоянных V и T; p и T?

67.Какова связь между изменениями энергии Гиббса и энергии Гельмгольца F для одного моля при изотермическом расширении идеального газа от объёма V1 до объёма V2?

68.Чему равно значение dG и какой знак имеет d2G в состоянии равновесия?

69.Этилен C2H4 перевозится в баллонах или цистернах. Для реакции C2H4 (г)→2C (графит)+2H2 (г) при 25°C ∆G=–67 кДж/моль. Является ли разложение самопроизвольным? Идёт ли разложение при комнатной температуре? Объясните кажущееся противоречие между ответами.

70.Как изменяется энергия Гельмгольца при растворении сахара в воде?

71.Для процесса анаэробного типа питания C6H12O6 ↔ 2C2H5OH+2CO2 ∆G0= –243,63 кДж/моль, а для

аэробного типа питания C6H12O6+6O2 → 6CO2+6H2O ∆G0= –2872,3 кДж/моль. Какой процесс является наиболее эффективным с точки зрения использования α-D-глюкозы?

72.Что такое химический потенциал? Напишите условие равновесия между фазами при постоянной температуре и давлении.

73.К какому значению стремится энтропия правильно образованного кристалла при приближении температуры к абсолютному нулю?

74.Приведите зависимость химического потенциала компонента от его концентрации.

75.Приведите характеристику химического равновесия.

76.Выразите константу равновесия через степень диссоциации и давление.

77.Сформулируйте закон действующих масс.

78.Напишите уравнение изотермы химической реакции Ванн Гоффа и объясните, какие вопросы можно решать, применяя его.

79.Какие факторы влияют на константы равновесия Kp и Kc, если систему рассматривать как идеаль-

ную?

80.Kp' – константа равновесия реакции 3/2H2+1/2N2↔NH3, а Kp'' – константа равновесия реакции 3H2+N2↔2NH3. Напишите количественное соотношение между Kp' и Kp''.

81.Напишите уравнение изотермы реакции H2+Br2 ↔2HBr (все

вещества находятся в идеальном газообразном состоянии).

82.Напишите выражение для соотношения между Kp и Kc для реакции 2CO2 (г)↔2CO+O2.

83.Выразите константу равновесия Kp реакции 2SO2+O2 ↔ 2SO3 через парциальные давления реагирующих веществ.

84.При определённой температуре общее давление в равновесной системе Ca(OH)2 (т)↔CaO (т) + H2O (г) равно p. Выразите константу равновесия Kp этой реакции через общее давление.

85.Изменятся ли и как степени диссоциации HCl и H2O в следующих реакциях:

2HCl↔H2+Cl2; 2H2O↔2H2+O2

при повышении общего давления?

86.Напишите уравнение зависимости константы химического равновесия от температуры в дифференциальной форме и проанализируйте его.

87.Зависит ли и как константа равновесия от температуры и давления?

88.Каково соотношение между константами равновесия Kp и Kc химической реакции A+B=C+D, если все вещества находятся в идеальном газообразном состоянии?

89.Зависимость константы равновесия от температуры можно выразить следующим уравнением: Kp= – 600/Т+5,407. Выделяется или поглощается теплота в ходе реакции?

90.Как влияет понижение давления на равновесие реакции 2Cl+2H2O (г)↔4HCl+O2, если все вещества находятся в идеальном газообразном состоянии?

91.Как влияет на равновесный выход продуктов рост общего давления и температуры в следующей экзотермической реакции: 1/3A(г) + 1/4B(г) ↔ 1/5С(г) + 1/7D(г)?

92.Для реакции H2 + 1/2O2 ↔ H2O (г) при 298 K Kp=3,14*1037 Па-1/2. В какую сторону смещено равнове-

сие при 298 K в стандартных условиях?

93.Перечислите способы расчёта константы равновесия.

94.Сформулируйте общее термодинамическое условие фазового равновесия.

95.Что называется фазой? Приведите примеры.

96.Что называется компонентом? Приведите примеры.

97.Что такое число термодинамических степеней свободы?

98.Что такое тройная точка на диаграмме состояния однокомпонентной системы?

99.Напишите правило фаз Гиббса для системы, на которую из внешних факторов влияют только давление и температура.

100.Чему равно число термодинамических степеней свободы однокомпонентной системы, содержащей жидкую и твёрдую фазы в состоянии равновесия?

101.Изобразите диаграмму состояния воды в координатах p=f(T) и укажите области сосуществования

фаз.

102.Напишите уравнение Клапейрона – Клаузиуса и проанализируйте его.

103.Путём анализа уравнения Клапейрона – Клаузиуса объясните, почему давление насыщенного пара над жидкой фазой растёт с увеличением температуры.

104.Начертите график, которым необходимо воспользоваться для графического расчёта теплоты испарения, напишите соответствующую формулу.

105.Укажите максимальное количество фаз однокомпонентной системы, которые могут одновременно находиться в состоянии термодинамического равновесия.

106.Приведите математическое выражение закона распределения, учтите ассоциацию или диссоциацию

молекул.

107.Приведите диаграмму системы, компоненты которой образуют твёрдые растворы.

108.Что представляет собой термический анализ?

109.Нарисуйте диаграмму состояния с простой эвтектикой и объясните её.

110.Что представляет собой кривая на фазовой диаграмме воды, полученная продолжением кривой давления насыщенного пара влево от тройной точки?

111.Что называется насыщенным паром жидкости?

112.Сформулируйте правило фаз Гиббса.

113.Сформулируйте закон Рауля и напишите его математиеское выражение.

114.Почему давление насыщенного пара растворителя над раствором всегда меньше, чем над чистым растворителем?

115.объясните причину положительных и отрицательных отклонений от закона Рауля.

116.Объясните, почему даже в неидеальных растворах, если они достаточно разбавлены, давление насыщенного пара подчиняется I закону Рауля.

117.Почему растворы электролитов не подчиняются закону Рауля?

118.Почему растворы электролитов не подчиняются закону Вант-Гоффа для осмотического давления?

119.Покажите графически зависимость понижения температуры замерзания раствора ∆Tзам и повышения температуры кипения ∆Tкип по сравнению с чистым растворителем от концентрации.

120.Укажите, какими свойствами и какого компонента – растворителя или растворённого вещества – определяются криоскопическая и эбуллиоскопическая постоянные.

121.Сформулируйте первый закон Коновалова; проиллюстрируйте его диаграммой состояния в координатах p=f (состава) при T=const и T=f (состава) при p=const.

122.Сформулируйте второй закон Коновалова, проиллюстрируйте его диаграммой состояния в координатах p=f (состава) при T=const и T=f (состава) при p=const.

123.Что такое критическая точка смещения и для каких жидкостей она характерна?

124.Чем определяется растворимость газов в жидкостях?

125.Постройте диаграмму зависимости давления пара от температуры для воды и разбавленных водных растворов и проанализируйте её.

126.Что такое азеотропные смеси?

127.Что называется идеальным раствором?

128.Начертите график зависимости общего и парциального давления пара от состава для бинарных смесей и проанализируйте его.

129.У какого из двух водных 0,005М растворов – раствора глюкозы или раствора сульфата натрия – осмотическое давление (при одинаковой температуре) больше? Почему?

130.Как зависит растворимость газов в жидкостях от давления?

131.Сформулируйте закон Генри. Укажите области применения.

132.Влияет ли и как ассоциация молекул растворённого нелетучего вещества на давление насыщенного пара растворителя?

133.Каково термодинамическое условие самопроизвольного образования истинного раствора при постоянных p и T?

134.Изложите кратко теорию электролитической диссоциации Аррениуса.

135.Что называется степенью электролитической диссоциации α, изотоническим коэффициентом i ? Как они связаны между собой?

136.Что называется удельной и эквивалентной электрической проводимостью электролита? В каких единицах они выражаются?

137.Объясните ход зависимости удельной электрической проводимости от концентрации.

138.Объясните ход зависимости эквивалентной электрической проводимости от разведения для слабых

исильных электролитов.

139.Меняется ли константа диссоциации электролита с ростом диэлектрической проницаемости растворителя, если растворители близки по свойствам?

140.Выразите константу диссоциации угольной кислоты H2CO3 через степень диссоциации α и общую концентрацию электролита C.

141.Зависит ли активность от способа выражения концентрации?

142.Какие ионы обладают наибольшей подвижностью в водных растворах и почему?

143.Что такое коэффициент активности? При каких условиях вместо активности можно употреблять концентрацию?

144.Какие свойства растворителя являются определяющими в его способности ионизировать растворённое вещество?

145.Что называется активностью? Какова связь активности с концентрацией?

146.Выведите уравнение закона разведения Оствальда для бинарного электролита.

147.Как трактуется закон независимого движения ионов Кольрауша?

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]