Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение)


страница2/3
eco.na5bal.ru > Документы > Методические рекомендации
1   2   3
Тема 3. Основные понятия термодинамики.

Примеры решения задач
Задача 1. Газообразный этиловый спирт можно получить при взаимодействии этилена С2Н4 (г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакцию вступило 10 л С2Н4 при нормальных условиях?

Решение. Составим термохимическое уравнение реакции:
С2Н4 (г) + Н2О (г) = С2Н5ОН (г), ∆Нх.р = ?
Необходимое значение теплового эффекта реакции вычислим, применяя следствие закона Гесса:

Подставляем значения ∆Н из табл. 1 (см. приложение).
∆Нх.р = -235,31 – 52,28 – (- 241,84) = - 45,76 кДж
Один моль газообразных веществ (н. у.) занимает объем 22,4 л (дм3). Используя это следствие из закона Авагадро, можно составить пропорцию:

Из 22,4 л С2Н4 выделяется 45,76 кДж

» 10 л С2Н4 выделяется х кДж
Отсюда при вступлении в реакцию 10 л С2Н4 выделяется 20,43 кДж теплоты.

Задача 2. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий веществ вычислите ∆G298 реакции
NH3 (г) + HCl (г) = NH4Cl (к).
Чем можно объяснить то, что ∆S < 0?

Решение. ∆G определяем из уравнения ∆G = ∆H – T∆S, где ∆Н и ∆S – функции состояния. Поэтому
;

;

Подставляем значения из табл. 1.

-315,39 – (-46,19) – (-92,31) = -176,89 кДж/моль

Подставляем значения из табл. 2.

+ 94,5 – 192,50 – 186,68 = - 284,68 Дж/(моль∙К);

∆G = - 176,89 – 298 ∙ (-0,2847) = - 92,08 кДж.

G имеет отрицательное значение, значит в стандартных условиях реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении.

Энтропия есть мера неупорядоченности состояния вещества. Объем 1 моль газа гораздо больше, чем объем 1 моль кристаллического вещества, и возможность хаотического движения молекул газа больше. Следовательно, при уменьшении объема системы движение молекул затрудняется и энтропия системы уменьшается. В данном примере из 2 моль газов получается 1 моль кристаллического вещества – объем и ∆S системы уменьшаются.

Задача 3. При сгорании 112 дм3 метана выделяется

4012,55 кДж теплоты. Вычислить теплоту образования метана () зная, что теплоты образования СО и Н2О соответственно равны (кДж/моль): (-393,62) и (-241,83).
СН4 + 2О2  СО2 + 2Н2О,
Вычисляем, какое количество теплоты выделится при сгорании 1 моля метана (т.е. 22,4 дм3 н.у.):

Следовательно, тепловой эффект реакции сгорания метана равен – 802,51 кДж. Вычисляем теплоту образования метана.

Согласно закону Гесса

-802,51 = - 393,62 - 2241,83 - СН4,

отсюда

СН4 = -393,62 - 2241,83 + 802,51 = -74,87 кДж/моль.

Теплота образования метана равна (-74,87) кДж/моль.
ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ


Номер варианта

(последние цифры зачетной книжки)


Номер задачи

01

29

02

30

03

31

04

32

05

33

06

34

07

35

08

36

09

37

10

38


29.Вычислите стандартную энтальпию реакции (в кДж):



30. Поглощается или выделяется теплота при протекании реакции



31. Вычислите стандартную энергию Гиббса реакции (в кДж):
2

32. Какая из реакций может протекать самопроизвольно:


33. В каком направлении будет протекать реакция:



34. Возможно ли восстановление железа водородом при стандартных условиях




35. Вычислите (в кДж/моль) реакции горения



36. В каком случае можно растворить PbS в разбавленных кислотах:


37. В каком направлении будет протекать реакция


38. В каком случае растворимость будет выше:


Завершив изучение этой темы, слушатели должны знать:

  1. Функции состояния и параметры.

  2. Закон Гесса.

  3. Условие самопроизвольного протекания реакций.


Должны уметь:

  1. Рассчитывать по закону Гесса энтальпию, энтропию, энергию Гиббса.

  2. По уравнению Гиббса определять возможность самопроизвольного протекания реакции при разных сочетаниях Н и S.


Тема 4. Кинетика химической реакции
Примеры решения задач
Задача 1. Как изменится скорость прямой и обратной реакции:

,
если объем газовой смеси уменьшится в два раза? В какую сторону сместится равновесие системы?

Решение. Примем обозначения: [N2] = a; [H2] = b; [NH3] = c – концентрация до изменения объема. Согласно закону действующих масс, vпр = Кab3, vобр = Кс2. Вследствие уменьшения объема в 2 раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в два раза. Следовательно,
= К(2а)(2b)3 = 16 Каb3,

= К(2с)2 = 4Кс2.
Отсюда
; .
Равновесие системы сместилось в сторону образования аммиака.

х моль х моль 2х моль
Задача 2. Исходные концентрации иода и водорода равны соответственно 1 и 2 моль/дм3. вычислите равновесные концентрации веществ при 450С, если при этой температуре для реакции:


константа химического равновесия К = 50.

Решение. Обозначим через [I2] и [H2] равновесные концентрации иода и водорода (в моль/дм3). Пусть к моменту установления равновесия прореагировало количество (моль/дм3) водорода, равное х. Так как по уравнению реакции столько же прореагирует и иода, то количество образовавшегося иодистого водорода будет равно 2x. Равновесная концентрация иода будет равна 1 - х, а равновесная концентрация водорода – 2 - х. Для данной обратимой реакции закон действующих масс выражается через константу равновесия:
.
Отсюда х = 0,93.
Задача 3. Температурный коэффициент некоторой реакции равен 2. Во сколько возрастет скорость этой реакции при увеличении температуры от 20 до 120С?

По закону Вант-Гоффа:




Ответ: скорость данной реакции увеличится в 1024 раза.

ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ


Номер варианта

(последние цифры зачетной книжки)


Номер задачи

01

39

02

40

03

41

04

42

05

43

06

44

07

45

08

46

09

47

10

48


39.Как изменяется скорость реакции



40. От каких факторов зависит константа скорости реакции при данной температуре?

41. Определите константу скорости реакции 2А+В=С, зная, что при концентрациях А и В, равных 0,5 и 0,6 , соответственно, ее скорость составляет 0,018

42. Какими способами в системе можно сместить равновесие в сторону большего выхода при заданной концентрации
43. Равновесные концентрации в системе равны , Вычислите начальную концентрацию хлора.

44. Определите температурный коэффициент реакции, если при повышении температуры на 40 скорость увеличилась в 16 раз?

45. Как изменится скорость образования серного ангидрида по реакции , если увеличить концентрацию кислорода в 3 раза?

46. В процессе реакции, протекающей по уравнению 2А+2В=С, за определенный период времени концентрация вещества А уменьшилась на 0,3 . Как изменилась при этом концентрация вещества В?

47. Произойдет ли смещение равновесия реакции (Т-const) , если в систему ввести избыток ZnS? Ответ обоснуйте.

48. Во сколько раз увеличится скорость реакции , если путем сжатия уменьшить объем системы в 4 раза?

Завершив изучение этой темы, слушатели должны знать:

  1. Понятие скорости химической реакции, ее зависимости от различных факторов.

  2. Закон действующих масс.

  3. Правило Вант-Гоффа.

  4. Условие химического равновесия, принцип Ле-Шателье.

Должны уметь:

  1. Рассчитать скорость реакции при различных концентрациях реагирующих веществ.

  2. Рассчитать изменение скорости реакции при повышении температуры по правилу Вант-Гоффа.

  3. Определить направление смещения равновесия в химической реакции под воздействием различных факторов.

  4. Рассчитать константу равновесия, исходя из данных равновесных концентраций

Тема 5. Растворы электролитов.
Примеры решения задач
Задача 1. Смешали 150 г раствора с массовой долей растворенного вещества 6% и 50 г раствора с массовой долей 20%. Вычислите массовую долю полученного раствора.

Решение

Вычисляем массу растворенного вещества в первом растворе: ;

Масса растворенного вещества во втором растворе:

;

Общая масса раствора равна: 150+50=200(г), в нем содержится растворенного вещества: 9+10=19(г).

Массовая доля полученного раствора:.

Задача 2. В 450г воды растворили 50г CuSO4·5H2O. Вычислите массовую долю (в процентах) кристаллогидрата и безводной соли.

Решение

mр-ра = mв-ва+ mводы;

mр-ра = 450 + 50 = 500 (г).

Находим массовую долю кристаллогидрата ( 1):



Находим массу безводной соли:

50 г Х г

CuSO4·5H2O ― CuSO4

250 г 160 г

М(CuSO4·5H2O) = 250 г; М(CuSO4) = 160 г

; Х=32(г)

Массовая доля безводной соли равна:
Задача 3. К 1дм3 раствора KOH с массовой долей 10% (ρ=1,092 г/см3) прибавили 0,5 дм3 раствора KOH с массовой долей 5% (ρ=1,045 г/см3). Объем смеси довели до 2 дм3. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.

Находим массу 1 дм3 раствора KOH:

m1 р-ра=V1· ρ1; m1 р-ра=1000 · 1,092=1092 (г).

В этом растворе содержится масса вещества KOH (mв-ва):

;

Находим массу 0,5 дм3 раствора KOH:

m2 р-ра=V2· ρ2; m2 р-ра=500·1,045=522,5 (г);

В этом растворе содержится масса вещества KOH:

; (г)

В общем объеме полученного раствора масса вещества KOH составляет: 109,2+26,125=135,325 (г)

Молярная концентрация раствора:







Задача 4. Раствор KNO3 одержит 192,6 г соли в 1 дм3 (=1,14 г/см3). Рассчитайте моляльность раствора.

Решение. Моляльность вычисляется по формуле:



Находим массу растворителя:

mр-ра=1000 см31,14 г/см3=1140 г=1,14 кг.



Задача 5. Массовая доля гидроксида калия в растворе равна 10 %. Рассчитать моляльность раствора.

Решение. Массовая доля 10 % указывает, что на каждые 90 г воды приходится 10 г KOH. Рассчитаем массу гидроксида калия, приходящуюся на 1 кг воды:



, где М(КОН)=56 г/моль.

Задача 6. Рассчитать молярную долю иода в растворе, содержащем 20 г J2 в 500 г тетрахлорида углерода CCl4.

Решение. Находим количество иода и тетрахлорида углерода в данном растворе:

, где М(J2)=254 г/моль

, где М(ССl4)=154 г/моль



Задача 7. В 1 дм3 воды растворимо 150 г серной кислоты. Плотность полученного раствора 1,1 г/см3. Определить молярную концентрацию эквивалента.

Решение. Масса полученного раствора:













Задача 8. 1,33 г хлорида алюминия растворили в 200 см3 воды. Плотность полученного раствора 1,05 г/см3. Рассчитать массовую долю растворенного вещества, молярную концентрацию, моляльность, молярную концентрацию эквивалента, мольные доли хлорида алюминия и воды.

Решение.

  1. Массовая доля.

Масса раствора m2=200 г + 1,33 г = 201,33 г

.

  1. Молярная концентрация.

Объем раствора

, где М(AlCl3)=133,5 г/моль



  1. Моляльность.



  1. Молярная концентрация эквивалента.







Мольная доля.






ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ


Номер варианта

(последние цифры зачетной книжки)


Номер задачи

01

49

02

50

03

51

04

52

05

53

06

54

07

55

08

56

09

57

10

58




  1. Определите массовую долю гидроксида натрия в растворе, полученном растворением 4,5 г натрия в 1 дм3 воды.

  2. Какой объем (дм3) раствора с массовой долей хлорида натрия 9 % и плотностью 1,05 г/см3 можно приготовить, имея 300 см3 воды?

  3. При выпаривании 200 г раствора с массовой долей некоторого вещества 10 % выпало в осадок 10 г вещества. Масса раствора после выпаривания – 60 г. Чему равна массовая доля растворенного вещества в растворе после выпаривания?

  4. Какая масса (г) воды необходима для растворения 50 г Na2CO3, чтобы получить раствор с массовой долей карбоната натрия 8 %?

  5. Из 100 г раствора с массовой долей KNO3 40 % выпариванием удалили 50 г воды. Вычислите массовую долю нитрата калия в полученном растворе.

  6. Смешали 400 г раствора с массовой долей Na2HPO4 8 % и 300 г раствора с массовой долей этой же соли 5 %. Вычислите массовую долю гидрофосфата натрия в полученном растворе.

  7. Массовая доля Na2SO4 в 5 дм3 водного раствора ( = 1,15 г/см3) равна 7 %. Рассчитайте мольную долю сульфата натрия в данном растворе.

  8. Вычислите мольные доли NaCl и воды в 3 дм3 раствора ( = 1,041 г/см3) с массовой долей NaCl 6 %.

  9. Вычислите мольные доли H2SO4 и воды в растворе с массовой долей серной кислоты 15 %.

  10. В 90 г воды растворено 13,68 г сахара. Вычислите мольную долю растворителя в этом растворе.



1   2   3

Похожие:

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по организациивнеаудиторной самостоятельной...
Данные методические рекомендации разработаны для обучающихся 1 курса специальностей спо технического профиля с целью организации...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по написанию курсовой работы по дисциплине...
Методическое пособие предназначено для студентов и слушателей ннгу, обучающихся по направлению подготовки 080500 «Менеджмент» профиль...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодическая разработка интегрированного урока по дисциплинам Химия,...
Урок может быть полезен для организации самостоятельной работы студентов, используется материал «за страницами учебника». Отдельные...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по организации внеаудиторной самостоятельной...
Для специальности 15. 02. 07 (220703) Автоматизация технологических процессов и производств

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации к организации самостоятельной работы студентов...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические указания к самостоятельной работе студентов по дисциплине «Экономика»
Организация-разработчик: Политехнический колледж фгбоу во «Норильский государственный индустриальный институт»

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по выполнению самостоятельных работ по дисциплине: «Иностранный язык»
Название работы: Методические рекомендации по выполнению самостоятельных работ по дисциплине: «Иностранный язык»(английский) по специальности:...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconПрограмма производственной практики (Летней в доу) 2 курс (очное...
Производственная (педагогическая) практика является составной частью образовательного маршрута студента бакалавра. Она выступает...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по выполнению практических работ экологические...
Методические рекомендации предназначены для организации выполнения практических работ по учебной дисциплине «Экологические основы...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconУчебно-методические указания предназначены для проведения семинарских...
Учебно-методическое пособие имеет целью помочь студентам очной формы обучения в изучении курса культурологии. Методические материалы...


Экология




При копировании материала укажите ссылку © 2000-2017
контакты
eco.na5bal.ru
..На главную