Задачи для подготовки к итоговой работе по химии

Химическая термодинамика
1. Может ли самопроизвольно протекать процесс при 20°С:
2 PH3 (г) + 4 O2 (г) = P2O5 (к) + 3 H2O (ж)
Соединение
PH3 (г)
O2 (г)
P2O5 (к)
H2O (ж)
Н, кДж/моль
5,4
0
– 1507,2
– 285,83
S, Дж/моль∙К
210,2
205,04
140,3
69,95
2. Вычислите ∆G° реакции
CaCO3 (кр) → CaO(кр) + CO2 (г)
Соединение
CaCO3 (кр)
CaO(кр)
CO2 (г)
Н, кДж/моль
– 1207
– 634,9
– 393,51
S, Дж/моль∙К
92,9
38,1
213,6
G, кДж/моль
– 1128,35
– 603,46
– 137,15
При 25°С и 500°С. Может ли реакция протекать самопроизвольно при данных условиях?
3. Вычислить стандартное изменение изобарного потенциала G для реакции:
C2H2(г) + 5/2O2
2CO2 + H2O(ж)
Соединение
CO2
H2O(ж)
C2H2(г)
O2
Н, кДж/моль
– 393,51
– 285,84
226,75
0
S, Дж/моль∙К
213,6
69,95
200,8
205,04
Может ли реакция протекать самопроизвольно при стандартных условиях?
4. Теплота растворения MgSO4 Нраст = – 85,06 кДж/моль. Теплота гидратации этой соли до
кристаллогидрата состава MgSO4∙7H2O составляет Нгидр = – 101,2 кДж/моль. Определить
теплоту растворения кристаллогидрата.
5. Вычислить тепловой эффект реакции образования H2S(г), если при взаимодействии 0,5 молей
серы с водородом выделилось 10,45 кДж теплоты.
6. Определите возможное направление реакции при стандартных условиях:
CH3ОН(г)
HCHO(г) + 1/2H2
Соединение
CH3ОН (г)
HCHO (г)
H2
Н, кДж/моль
– 201,2
– 115,9
0
S, Дж/моль∙К
239,7
218,8
130,6
7. Определите возможное направление самопроизвольного процесса при температуре
Т = 400°K для реакции: СО2 + Н2
НСООН.
Соединение Н, кДж/моль
S, Дж/моль∙К
CО2
– 393,51
213,6
HCOOH
– 424,76
128,95
H2
0
130,6
8. Тепловой эффект реакции 2 CO + O2 = 2 CO2 при стандартных условиях равен 284,8
кДж/моль. Сколько выделится энергии при сгорании 14 г СО.
9. Рассчитать Нсгор этанола, если известно, что при сгорании 4,6 г спирта выделяется 137 кДж
теплоты.
10.
При взаимодействии 4,8 г Mg c Cl2 выделилось 1289,6 кДж теплоты. Рассчитайте
теплоту образования хлорида магния.
Химическое равновесие
1. Рассчитайте константу равновесия процесса при 100°С, если G = – 25,3 кДж.
2. Константа равновесия реакции взаимодействия хлороводорода с кислородом:
4HCl + O2
2H2O + Cl2
при 660°К равна 8,0 ∙ 10–4. Определите стандартное изменение энергии Гиббса для этой
реакции при указанной температуре.
3. В системе H2 (г) + I2 (г)
2HI (г) установилось равновесие при концентрациях [H2] = 0,25
моль/л, [I2] = 0,05 моль/л, [HI] = 0,9 моль/л. Определить исходные концентрации йода и
водорода.
4. При некоторой температуре в системе 2 NO2
2 NO + O2 установилось при следующих
концентрациях: [NO2] = 0,03 моль/л, [NO] = 0,12 моль/л, [O2] = 0,6 моль/л. Найти константу
равновесия реакции и исходную концентрацию NO2.
5. Определите константу равновесия реакции 2 NO2(г)
N2O4 при 25°С, исходя из
изменения изобарно-изотермического потенциала системы в результате реакции. ∆G
(N2O4)°= 93,8 кДж/моль; ∆G (NO2) = 51,8 кДж/моль.
6. В каком направлении сместится равновесие реакций
2 CO(г) + O2(г)
2 CO2(г)
Н° = – 566 кДж
N2(г) + O2(г)
2 NO(г)
Н° = 180 кДж
а) при повышении температуры, б) при понижении давления?
7. При 1000°С константа равновесия системы FeO(к) + СO(г)
Fe(к) + СO2(г) равна 0,5.
Вычислите стандартное изменение энергии Гиббса для данной реакции при указанной
температуре.
8. В замкнутом сосуде протекает реакция А(г) + 2В(г)
С(г). Равновесные концентрации
веществ [А] = 0,06 моль/л, [B] = 0,12, [С] = 0,032. Найдите исходную концентрацию веществ
А и В, а также константу равновесия реакции.
9. В каком направлении сместится равновесие в системах
CO(г) + Cl2(г)
COCl2(г)
Н° = – 108,97 кДж
H2(г) + I2(г)
2 HI(г)
Н° = 26,4 кДж
а) при повышении давления, б) при понижении температуры?
10. Рассчитайте константу равновесия реакции 3CaO + P2O5 = Ca3(PO4)2 при 10°С, если G =
-708,8 кДж.
Способы выражения концентраций раствора
1. Для приготовления 5%-го раствора MgSO4 взято 400 г MgSO4∙7 H2O. Найти массу
полученного раствора.
2. Для нейтрализации 30 мл 0,1N раствора щелочи потребовалось 12 мл раствора кислоты.
Определите нормальность кислоты.
3. Найти молярную концентрацию 36,2%-го раствора HCl (ρ = 1,18 г/мл)
4. Какой объем 6 М раствора HCl нужно взять для приготовления 25 мл 2,5 М раствора
соляной кислоты?
5. Сколько 0,5 М раствора H2SO4 можно приготовить из 15 мл 2,5 М раствора?
6. В 1 кг воды растворили 667 г KOH (ρ = 1,396 г/мл). Найти: молярность, нормальность и
моляльность этого раствора.
7. Какой объем 0,1 М раствора H3PO4 можно приготовить из 75 мл 0,75 N раствора?
8. Для нейтрализации 20 мл 0,1N раствора кислоты потребовалось 8 мл NaOH. Сколько грамм
NaOH содержит 1 л этого раствора?
9. На нейтрализацию 20 мл, содержащего в 1 л 12 г щелочи, израсходовано 24 мл 0,25N
раствора кислоты. Рассчитать молярную массу эквивалента щелочи.
10. Рассчитайте, какой объем диоксида углерода (н.у.) можно получить при действии на раствор
карбоната натрия 100 мл серной кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,6
моль/л?
Коллигативные свойства раствора
1. Найдите при 65°С давление насыщенного пара над раствором, содержащем 13,68 г сахарозы
С12Н22О11 в 90 г воды, если давление насыщенного пара над водой при той же температуре
равно 25 кПа.
2. При какой приблизительно температуре будет кипеть 50%-ый раствор сахарозы С12Н22О11
(Е = 0,52)?
3. При 20°С смешали 1 л раствора неэлектролита, осмотическое давление которого 243,4 кПа,
с 3 л раствора неэлектролита, осмотическое давление которого 486,8 кПа. Найти
осмотическое давление полученного раствора.
4. При какой приблизительно температуре будет кристаллизоваться 30%-ный раствор
поваренной соли (K (H2O) = 1,85)?
5. Водно-спиртовой раствор, содержащий 15 % спирта (ρ = 0,97 г/мл), кристаллизуется при 10,26°С. Найти молекулярную массу спирта и осмотическое давление раствора при 293 К.
K (H2O) = 1,85.
6. Раствор, в 100 мл которого находится 2,3 г вещества, обладает при 293 К осмотическим
давлением, равным 618,5 кПа. Определить молекулярную массу вещества.
7. При 25°С осмотическое давление некоторого водного раствора, содержащего 2,80 г
высокомолекулярного соединения в 200 мл раствора, равно 0,70 кПа. Найти молекулярную
массу растворенного вещества.
8. Рассчитать давление насыщенного пара над раствором содержащего при 0°С 1 моль
глицерина в 22,4 л воды. р°(H2O) = 0,6 кПа.
9. При 315 К давление насыщенного пара над водой равно 8,2 кПа. На сколько понизится
давление пара при указанной температуре, если в 540 г воды растворить 36 г глюкозы
С6Н12О6?
10. Температура кипения водного раствора сахарозы С12Н22О11 равна 101,4°С. Вычислить
молярную концентрацию и массовую долю сахарозы в растворе.
Ионное произведение воды. Водородный показатель. Буферные растворы
1. При какой концентрации раствора степень диссоциации азотистой кислоты (К А = 4 ∙ 10-4)
будет равна 0,2.
2. Рассчитать рН раствора, если [H+] = 8,3 ∙ 10-4 моль/л.
3. Чему равна концентрация ионов водорода в водном растворе муравьиной кислоты, если α =
0,03? Ка = 1,8 ∙ 10-4.
4. Вычислить рН 0,01N раствора уксусной кислоты, в котором степень диссоциации кислоты
равна 0,042.
5. Константа диссоциации масляной кислоты C3H7COOH 1,5 ∙ 10-5. Вычислить степень ее
диссоциации в 0,05М растворе.
6. Вычислить рН растворов слабых электролитов: 0,03М СН3СООН, 0,1М NH4OH, 0,02М
HNO2. Ka (СН3СООН) = 1,8 ∙ 10-5, Kb (NH4OH) = 1,8 ∙ 10-5, Ka (HNO2) = 4 ∙ 10-4.
7. Рассчитать рН гидрокарбонатной буферной смеси, состоящей из 30 мл 0,1М H2CO3 и 70 мл
0,1М NaHCO3. Ka (H2CO3) = 4,4 ∙ 10-7.
8. Рассчитать рН аммиачной буферной смеси, состоящей из 125 мл 0,01М NH4OH и 75 мл
0,013М NH4Cl. Kb (NH4OH) = 1,8 ∙ 10-5.
9. Вычислить степень диссоциации и константу диссоциации муравьиной кислоты, если
концентрация ионов водорода в 0,2N растворе этой кислоты равна 6 ∙ 10-3моль/л.
10. Вычислить рН 0,02 М раствора соляной кислоты.