- •Учебно-методический комплекс дисциплины «физическая химия» для студентов всех форм обучения
- •Содержание
- •1. Цели освоения учебной дисциплины
- •2. Место учебной дисциплины в структуре ооп университета
- •2.1. Из курса «Химия»
- •2.2. Из курса «Физика»
- •2.3.Из курса «Математика»
- •3. Компетенции студента, формируемые в результате освоения дисциплины
- •По окончании изучения курса студент должен:
- •4. Структура дисциплины Объем дисциплины и виды учебной работы
- •Содержание и тематическое планирование дисциплины
- •5. Образовательные технологии
- •6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
- •6.1.Задания и методические указания для выполнения контрольной работы
- •6.1.1. Теоретические сведения
- •1. Первый закон термодинамики для химических процессов
- •Изохорический и изобарический тепловые эффекты
- •Связь между изобарическим и изохорическим тепловыми эффектами
- •Термохимическое уравнение
- •Стандартное состояние
- •Теплота образования химического соединения
- •Расчет стандартного теплового эффекта (стандартной энтальпии) при заданной температуре реакции
- •2. Второй закон термодинамики
- •2.1.Определительное уравнение энтропии
- •2.2 Расчеты изменений энтропии различных систем Изобарический нагрев веществ без фазовых превращений
- •Учет фазовых превращений 1-го рода при расчете энтропии системы
- •Расчет стандартного изменения энтропии () при протекании химической реакции
- •При нагревании от 298к до заданной температуры т
- •3. Основные фрагменты по теме “химическое равновесие. Константа равновесия”
- •Влияние температуры на константу равновесия. Уравнение изобары
- •Расчет химического сродства () в нестандартных условиях. Уравнение изотермы
- •6.1.2. Задания к контрольной работе
- •6.2. Вопросы для подготовки к зачету
- •Поверхностные явления в физико-химических системах
- •Кинетика растекания жидкостей (расплавов. Кинетика химических реакций
- •6.3. Практические работы
- •6.3.1. Практическая работа «первый закон термодинамики» Задание 1
- •Задание 2
- •Задание 3
- •Задание 4
- •Задание 5
- •Задание 6
- •Задание 7
- •Задание 8
- •Задание 9
- •Задание 10
- •6.3.2. Практическая работа «Стандартное химическое сродство элементов к кислороду"
- •Контрольные задания
- •6.3.3. Практическая работа «расчет химических равновесий» Задание 1
- •6.3.4. Практическая работа « поверхностные явления
- •6.3.5. Практическая работа «кинетика химических реакций»
- •Задание 5
- •8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Задание 8
1. Какой по знаку тепловой эффект принят для экзотермических реакций?
1) положительный;
2) отрицательный.
2. Чему равна разность (Qр – QV) изобарического и изохорического тепловых эффектов реакции N2 г + 3Н2 г = 2NH3 г?
2 RT;
0;
-2 RT;
6 RT.
3. Для некоторой реакции сумма теплоемкостей продуктов равна сумме теплоемкостей исходных веществ. Как изменится с ростом температуры тепловой эффект этой реакции?
не изменится;
увеличится;
уменьшится.
4. Вычислите по справочным данным стандартную энтальпию Н(кДж) реакции 8Alт + 3Fe3O4 т = 9Feт + 4Al203 т и укажите правильное соотношение
>(-3350), <(-3330);
<(-3350), >(-3370);
>(-3320), <(-3300).
5. Вычислите количество тепла (кДж), которое выделяется при сжигании 2 м3 метана (нормальные условия) по реакции СН4 г + 2О2 г = СО2 г + 2Н2О г, Н= -802,2 кДж.
-802,2;
>(-77000), <(-73000);
>(-73000), <(-69000);
>(-69000), <(-65000).
Задание 9
1. Какими реакциями являются процессы термического разложения?
1) эндотермическими;
2) экзотермическими.
2. Чему равна разность (Qр – QV) изобарического и изохорического тепловых эффектов реакции SiO2 т + 3CaO т = Ca3SiO5 т?
0;
-2 RT;
RT;
5 RT.
3. Для некоторой реакции сумма теплоемкостей продуктов меньше суммы теплоемкостей исходных веществ. Как изменится с ростом температуры тепловой эффект этой реакции?
не изменится;
увеличится;
уменьшится.
4. Вычислите по справочным данным стандартную энтальпию Н(кДж) реакции 4HCl г + О2 г = 2Cl2 г + 2Н2О г и укажите правильное соотношение:
>(-120), <(-110);
<(-120), >(-130);
>(-110), <(-100).
5. Вычислите количество тепла (кДж), которое выделяется при образовании 1 м3 газа СН4 (нормальные условия) по реакции С т + 2Н2 г = СН4 г, Н= -74,9 кДж.
>(-3500), <(-3100);
<(-3500), >(-3900);
>(-3100), <(-3700).
Задание 10
1. Какие из приведенных реакций являются экзотермическими?
8Alкр + 3Fe3O4 кр = 9Feкр + 4Al203 кр , 0;
2H2 г + O2 г = 2H2Oг, 0;
Cт + O2 г = CO2 г, 0;
CaCO3 т = CaO т + CO2 г, 0;
MgO кр + H2 г = Mg кр+ H2O г, 0.
2. Чему равна разность (Qр – QV) изобарического и изохорического тепловых эффектов реакции 2NH3 г +1,5O2 г = N2 г + 3H2Oж?
0;
-2 RT;
RT;
-2,5 RT;
2,5 RT.
3. Вычислите стандартную энтальпию образования аммиака NH3, исходя из реакции 2NH3 г +1,5 O2 г = N2 г + 3 H2Oж, Н= -766 кДж
>(- 47), (- 44);
> (48), < (52);
>(-197), (-193).
4. При нагревании чистого вещества температура фазового перехода:
постоянна;
увеличивается;
уменьшается.
5. Вычислите, сколько выделится тепла при восстановлении 20 г железа по реакции 8Alт + 3Fe3O4 т = 9Feт + 4Al203 т, Н= -3350 кДж
>(- 50), <(- 40);
>(-140), <(-120);
>(-180), <(-160).
6.3.2. Практическая работа «Стандартное химическое сродство элементов к кислороду"
Химическое сродство – это способность различных веществ взаимодействовать между собой с образованием новых соединений. Расчеты изменений свободной энергии Гиббса (DG) позволяют установить направление химических превращений:
а) реакция возможна в прямом направлении при
б) система находится в равновесии при
в) в системе происходит обратная реакция при .
Основным расчетным уравнением для стандартных условий является:
где - энтальпия стандартного химического процесса;
- изменение энтропии процесса.