Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Виды концентраций. Закон эквивалентов 1 страница




1. Фактор эквивалентности   - это величина, показывающая какая доля реальной частицы вещества, соответствует одному иону водорода в кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции. Во всех кислотно-основных реакциях одному иону водорода соответствует один ОН-, входящий в состав однокислотного основания КОН. Фактор эквивалентности КОН равен 1.

Правильный ответ 3.

 

2. Во всех кислотно-основных реакциях одной молекуле НСl соответствует один ион водорода. Фактор эквивалентности НСl равен 1. Правильный ответ 1.

 

3. Первые две реакции относятся к кислотно-основным реакциям ионного обмена, в которых фактор эквивалентности НNO3 всегда равен 1, т.к. одной молекуле кислоты соответствует один ион водорода. Третья и четвертая реакция относятся к ОВР. В этом случае фактор эквивалентности  – это величина, показывающая какая доля реальной частицы вещества, соответствует одному электрону в окислительно-восстановительной реакции. Рассчитаем изменение степени окисления атома азота в азотной кислоте. В реакции 3: N+5 + 1e → N+4. Фактор эквивалентности азотной кислоты равен 1. В реакции 4: N+5 + 4e → N+1. Фактор эквивалентности азотной кислоты равен 1/4.

Правильный ответ 4.

 

4. Все приведенные реакции относятся к кислотно-основным реакциям ионного обмена. Фактор эквивалентности  – это величина, показывающая, какая доля реальной частицы вещества соответствует одному иону водорода в кислотно-основной реакции. В реакциях первой: Н3РО4+ 3NaОН→Na3РО4 + 3Н2О, и третьей Н3РО4 + 3NH3→ (NH4)34  , т.к. одной молекуле кислоты в данной кислотно-основной реакции соответствует 3 иона водорода. В четвертой реакции: Н3РО4 + NaОН → NaН2РО4 + Н2О  , т.к. одной молекуле кислоты в данной кислотно-основной реакции соответствует 1 ион водорода. И только во второй реакции Н3РО4 + 2NH3 → (NH4)2HPО4 фактор эквивалентности  , т.к. одной молекуле кислоты в данной кислотно-основной реакции соответствует 2 иона водорода.

Правильный ответ 2.

 

5.Молярная масса эквивалента кислоты рассчитывается как молярная масса кислоты, деленная на число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться на металл с образованием соли.

Рассчитаем молярные массы эквивалента каждой кислоты:

     

     

Наибольшее значение молярной массы эквивалента получилось для НNО3. Правильный ответ 4.

 

6. Молярная масса эквивалента оксида рассчитывается как молярная масса оксида, деленная на число атомов кислорода, умноженное на 2 (валентность атома кислорода)

Мэоксида= Моксида/ число атомов «О» * 2

Рассчитаем молярные массы эквивалента каждого оксида

1.Мэ CuO = 79,5/1*2= 39,75 г/моль экв                     

2.Мэ Al2O3= 102/3*2=17 г/моль экв

3.Мэ со= 28/1*2= 14 г/моль экв                    

4.МэР2О5= 142/5*2=14,2 г/моль экв

Наибольшее значение молярной массы эквивалента получилось для CuO.

Правильный ответ 1.

7. Правильный ответ 2.

8. Молярная концентрация совпадает с молярной концентрацией эквивалента в том случае, если фактор эквивалентности вещества равен 1. Это возможно только для гидроксида натрия.

Правильный ответ 1.

9. Дано:  10 % = 0,1, mр-ра = 2г. Найти: mр.в.-?

Запишем формулу для массовой доли растворенного вещества

,

выразим .

Правильный ответ 1.

 

10. Дано: Vр-ра = 100мл = 0,1л; mглюкозы. = 18 г. Найти: С-?

Запишем формулу для молярной концентрации и подставим значения (объем раствора берется в литрах)

;

Правильный ответ 2.

11. Дано: VHCl = 20 мл = 0,02 л; VКОН = 8 мл; ТКОН = 0,035 г/мл. Найти: СэHCl-?

1) запишем уравнение реакции: HCl + КОН → КCl + Н2О

2) закон эквивалентов в общем виде:νэHCl= νэKOH

3) выразим число моль эквивалентов соляной кислоты по формуле (2), т.к. надо найти молярную концентрацию эквивалента Сэ:

νэHCl= СэHCl .VHCl(л)

Выразим число моль эквивалентов гидроксида калия по формуле (3), т.к. дан титр раствора щелочи Т:

4) составим выражение состояния эквивалентности при взаимодействии растворов соляной кислоты и гидроксида калия:

5) выразим неизвестную величину СэHCl:

МэКОН = 56/1 = 56 г/моль экв. Правильный ответ 3.

12. Дано: = 65 мл; VNaОН = 16,25мл; CэNaОН = 0,1моль экв/л. Найти: -?

1) запишем уравнение реакции: H2SO4 + 2NaОН → Na2SO4 + 2Н2О

2) запишем закон эквивалентов в общем виде:

3) выразим число моль эквивалентов серной кислоты по формуле (2), т.к. надо найти молярную концентрацию эквивалента Сэ: . Выразим число моль эквивалентов гидроксида натрия также по формуле (2), т.к. дана молярная концентрация эквивалента раствора щелочи Сэ:

ν эNaОН = СэNaОН.VNaОН

4) Составим выражение состояния эквивалентности при взаимодействии растворов серной кислоты и гидроксида натрия:

СэNaОН.·VNaОН

5) выразим неизвестную величину :

Правильный ответ 1.

13. Дано: = 5 мл; VNaОН = 4,78 мл = 0,00478; CэNaОН = 0,1012 моль экв/л. Найти: -?

1) запишем уравнение реакции: H2SO4 + 2NaОН → Na2SO4 + 2Н2О

2) запишем закон эквивалентов в общем виде:

3) выразим число моль эквивалентов серной кислоты по формуле (3), т.к. надо найти титр раствора серной кислоты Т:

nЭ
,  

 

выразим число моль эквивалентов гидроксида натрия по формуле (2), т.к. дана молярная концентрация эквивалента раствора щелочи Сэ:

ν эNaОН = СэNaОН.·VNaОН

4) составим выражение состояния эквивалентности при взаимодействии растворов серной кислоты и гидроксида натрия

=. СэNaОН·.VNaОН (л)

5) выразим неизвестную величину :

= 98/2 = 49 г/моль экв.

Правильный ответ 3.

 

14. Дано: mКCl = 7,45г;  = 0,3 моль экв/л.

Найти: -?

1) запишем уравнение реакции: AgNO3 + КCl → AgCl + KNO3

2) запишем закон эквивалентов в общем виде:

3) выразим число моль эквивалентов нитрата серебра по формуле (2), т.к. дана молярная концентрация эквивалента

Сэ: .

Выразим число моль эквивалентов хлорида калия по формуле (1),
т.к. дана масса:

 

4) составим выражение состояния эквивалентности при взаимодействии растворов нитрата серебра и хлорида калия:

5) выразим неизвестную величину :

МэKC l = 74,5/1·1 = 74,5 г/моль экв.

Правильный ответ 3.

15.Дано: ω (Н2SО4конц) = 36,8%, ρ(Н2SО4конц) = 1,25г/мл
Сэ(Н2SО4разб) = 0,1 моль экв/л, V(Н2SО4разб) = 100мл = 0,1 л
Найти: V(Н2SО4конц)-?

Обозначим индексами «к» и «р» величины для концентрированного и разбавленного растворов, соответственно.

       Масса вещества в концентрированном растворе:

Масса вещества в разбавленном растворе:
 mp = CЭ р·Vp(л)·Мэ (Н24). Т.к. раствор приготовлен путем разбавления массы веществ в концентрированном и разбавленном растворе равны

Отсюда: =

Правильный ответ 2 ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ II. ТЕРМОДИНАМИКА

1.Процесс, протекающий при постоянной температуре, называется изотермическим, при постоянном давлении – изобарным, при постоянном объеме – изохорным.

Правильный ответ: 1г; 2в;3б.

 

2. Изолированными называют такие системы, которые не обмениваются массой и энергией с окружающей средой. Открытыми называются системы, которые обмениваются массой и энергией с внешней средой. К закрытым относятся системы, обменивающиеся с окружающей средой лишь энергией, но не веществом.

Правильный ответ:1в;2а;3б.

 

3. Возможны два различных способа передачи энергии от системы к внешним телам. Это работа и теплота. Для описания состояния термодинамических систем используютсятермодинамические параметры и функции состояния. Термодинамические параметры – это те свойства системы, которые можно измерить на практике. Для описания простых систем обычно используются давление (Р), объем (V), концентрация (С) и температура (Т). Функции состояния - это величины не зависящие от пути процесса и определяемые только начальным и конечным состоянием системы. К ним относятся внутренняя энергия ∆U, энтальпия ∆Н, энтропия S, энергия Гиббса или изобарно-изотермический потенциал ∆G.

Правильный ответ 2.

 

4. Правильный ответ 1.

 

5. Гомогенные – это такие системы, внутри которых свойства меняются непрерывно при переходе от одного места к другому, другими словами, свойства которых одинаковы в любой точке. Это физически однородные системы, имеющие одинаковые физические свойства в любых произвольно выбранных частях, равных по объему. Например, смеси различных газов и растворы как жидкие, так и твердые.

Гетерогенными называются системы, которые состоят из нескольких физически однородных или гомогенных частей, отделенных поверхностью раздела, при переходе через которую скачком изменяются какие-либо свойства. Другими словами, которые имеют границу раздела фаз.

Термодинамическая система – это тело или группа тел, мысленно или физически выделяемая из окружающей среды.

Правильный ответ: 1в;2а;3б.

6. Реакция экзотермическая - тепло выделяется в окружающую среду (Q > 0, ΔН < 0). Реакция эндотермическая – тепло поглощается из окружающей среды (Q < 0,ΔН > 0).

Правильный ответ 4.

7. Уравнения реакций, в которых указаны тепловые эффекты (Q), называются термохимическими. Уравнения реакций, в которых указано изменение энтальпии (ΔН), называются термодинамическими. Правильный ответ 2.

8. Полная формулировка первого закона термодинамики – закона сохранения энергии: тепло, подводимое к системе, расходуется на увеличение внутренней энергии и на совершение работы против внешних сил. Правильный ответ 2.

9.Физический смысл первого закона термодинамики. Первый закон термодинамики дает нам один из критериев самопроизвольности: самопроизвольному протеканию реакции способствует уменьшение энергии. Если реакция экзотермическая, то говорят, что энтальпийный фактор способствует протеканию прямой реакции (ΔН < 0). Если реакция эндотермическая, то говорят, что энтальпийный фактор вызывает обратную реакцию (ΔН > 0). Правильный ответ 2.

10.∆H = ∆U + p∆V или Qp = ΔH - это математическое выражение первого закона термодинамики в изобарном процессе. Правильный ответ 3.

11.QV = ΔU –это математическое выражение первого закона термодинамики в изохорном процессе. Правильный ответ 4.

12. В системе цилиндр с поршнем,заполненный идеальным газом, энтальпия равна сумме внутренней энергии и потенциальной энергии поднятого поршня, т.е. общей энергии расширенной системы (физический смысл энтальпии.

Внутренняя энергия состоит из энергии разных видов движения и взаимодействия входящих в систему частиц: энергия поступательного и вращательного движений молекул и колебательного движения атомов, энергия молекулярного взаимодействия, внутриатомная энергия заполненных электронных уровней, внутриядерная энергия и др.(физический смысл внутренней энергии).

 Для описания степени беспорядка используется особая термодинамическая функция, называемая энтропией и обозначаемая S («эс») (физический смысл энтропии - мера беспорядка).

 G – функция состояния, определяемая равенством ΔG = ΔH - T ΔS, называется изобарно-изотермическим потенциалом (т.к. Т и Р являются постоянными) или свободной энергией при постоянном давлении. Физический смысл энергии Гиббса – это функция состояния, отражающая влияние двух тенденций: энергетической (энтальпийный фактор) и статистической (энтропийный фактор).

Правильный ответ 3:1в;2в;3г;4а.

 

13. Величина ΔНоf 298- стандартная энтальпия образования используется во 2-м следствии из закона Гесса, математическое выражение которого ΔНор-и = Σνi ΔНоf 298 прод. - Σνi ΔНоf 298 исх.в-в

Правильный ответ 2.

 

14. Величина ΔНосгор- стандартная энтальпия сгорания используется в 3-м следствии из закона Гесса, математическое выражение которого ΔНор-и = Σνi ΔНосгор. исх. в-в - Σνi ΔНосгор. прод.  

Правильный ответ 3.

 

15. ΔНоf 298стандартная энтальпия образования – это энтальпия образования 1 моля данного соединения из простых веществ, отвечающих наиболее устойчивому состоянию элементов при стандартных условиях.

ΔНосгор. 298стандартная энтальпия сгорания – это энтальпия окисления 1 моля данного вещества кислородом с образованием высших оксидов соответствующих элементов при стандартных условиях. Правильный ответ 2.

16. Важнейшим постулатом термохимии является закон Гесса, формулировка которого:

Нореакции или тепловой эффект химических реакций, протекающих при постоянном объеме или давлении, не зависит от числа промежуточных стадий, а определяется лишь начальным и конечным состоянием системы.

Правильный ответ 3.

 

17. ΔНоf 298стандартная энтальпия образования – это энтальпия образования 1 моля данного соединения из простых веществ, отвечающих наиболее устойчивому состоянию элементов при стандартных условиях.

Необходимо выбрать уравнение, где данное вещество, т.е. Al2О3, образуется из простых веществ и при этом должен образоваться 1 моль данного вещества. Это возможно только в 1-м уравнении: 2Al + 3/2О2 = Al2О3. Правильный ответ 1.

18. ΔНосгор. 298стандартная энтальпия сгорания – это энтальпия окисления 1 моля данного вещества кислородом с образованием высших оксидов соответствующих элементов при стандартных условиях. Высшие оксиды – это оксиды, вкоторых элемент проявляет максимальную степень окисления, равную номеру группы, в которой находится элемент.

Необходимо найти уравнение, где данное вещество, т.е. НСНО, сгорает (окисляется кислородом) с образованием высших оксидов и при этом сгорает 1 моль данного вещества. Это возможно в 3-ей реакции: НСНО + О2 = СО2 + Н2О. Правильный ответ 3.

 

19. В задаче дана ΔНоf 298- стандартная энтальпия образования аммиака. Стандартная энтальпия простых веществ – водорода и азота равна нулю. Решаем задачу по второму следствию из закона Гесса: (исходные в-ва)3Н2 + N2 =2NН3(продукты реакции)

ΔНор-и = Σνi ΔНоf 298 прод. - Σνi ΔНоf 298 исх.в-в= ΔНор-и = 2.ΔНоf 298 NН3 – (3.ΔНоf Н2+ ΔНоf N2)=

=2. (-46,2) + (3*0+0)=-92,4 кДж/моль. Правильный ответ 3.

20.Физический смысл второго закона термодинамики: самопроизвольно система стремится к увеличению беспорядка.

ΔS > 0 – реакция протекает самопроизвольно; энтропийный фактор вызывает прямую реакцию.

ΔS < 0 – реакция самопроизвольно не протекает; энтропийный фактор вызывает обратную реакцию. Правильный ответ 1.

 

21.Формулировка второго закона термодинамики: энтропия изолированной системы в самопроизвольном процессе возрастает, т.е. изменение ΔS больше нуля (ΔS > 0 - математическое выражение второго начала термодинамики для изолированной системы).

Правильный ответ 3.

 

22. В химических реакциях об изменении энтропии можно качественно судить по изменению числа моль газов. Посчитаем изменение числа моль газов в реакции

(исходные в-ва) 4NH3(г) + 5О2(г) = 4NO(г) + 6Н2О(ж) (продукты реакции)

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.= 4- (4+5)=-5<0

Δνгазов < 0 ==> ΔS < 0.

Реакция протекает с уменьшением числа моль газов, следовательно, с уменьшением энтропии.

Правильный ответ 2.

 

23. В химических реакциях об изменении энтропии можно качественно судить по изменению числа моль газов. Посчитаем изменение числа моль газов в реакции

(исходные в-ва) 2Н2О2(ж) = 2H2O(ж) + О2(г) (продукты реакции)

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.=1-0 = 1 > 0

Δνгазов > 0 ==> ΔS > 0

Реакция протекает с увеличением числа моль газов, следовательно, с увеличением энтропии.

Правильный ответ 1.

24. Критерий самопроизвольности реакции выражают через изменение энергии Гиббса системы:

Δ G < 0 – самопроизвольная реакция;

Δ G = 0 – реакция находится в состоянии равновесия;

Δ G > 0 – в данных условиях реакция невозможна (самопроизвольна обратная реакция). Правильный ответ 2.

25. Реакция будет возможна при любой температуре, если оба фактора и энтальпийный и энтропийный вызывают прямую реакцию.

ΔS > 0, следовательно, энтропийный фактор способствует протеканию прямой реакции.

ΔН < 0 – реакция экзотермическая, энтальпийный фактор способствует протеканию прямой реакции. Правильный ответ 1.

 

26. Реакция будет возможна при низкой температуре, если энтальпийный фактор вызывает прямую реакцию, а энтропийный фактор вызывают обратную реакцию. В этом случае в уравнении ΔG = ΔН – ТΔS энтальпийный фактор ΔН, имеющий отрицательное значение перевешивает при низких температурах энтропийный фактор ΔS < 0 ==> -ТΔS > 0. Поэтому при низких температурах значение энергии Гиббса будет меньше нуля
∆G < 0 и будет протекать прямая реакция.

ΔS < 0, следовательно, энтропийный фактор способствует протеканию обратной реакции.

ΔН < 0 – реакция экзотермическая, энтальпийный фактор способствует протеканию прямой реакции. Правильный ответ 3.

 

27. Реакция будет возможна при высокой температуре, если энтропийный фактор вызывает прямую реакцию, а энтальпийный фактор вызывают обратную реакцию. В этом случае в уравнении ΔG = ΔН – ТΔS энтропийный фактор ΔS > 0 → -ТΔS < 0, имеющий отрицательное значение перевешивает при высоких температурах энтальпийный фактор, имеющий положительное значение. Поэтому при высоких температурах значение энергии Гиббса будет меньше нуля ∆G < 0, и будет протекать прямая реакция.

ΔS > 0, следовательно, энтропийный фактор способствует протеканию прямой реакции.

ΔН > 0 – реакция экзотермическая, энтальпийный фактор способствует протеканию обратной реакции. Правильный ответ 2

 

28. а) В задании известен знак энтальпийного фактора:

∆Нор-и > 0, следовательно, энтальпийный фактор вызывает обратную реакцию.

Качественно оценим изменение энтропии по изменению числа моль газообразных веществ

 в реакции N2O4(г) ↔ 2NO2(г),

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.= 2-1 = 1> 0

Δνгазов > 0 → ΔS > 0, следовательно, энтропийный фактор вызывает прямую реакцию. Энтальпийный и энтропийный фактор действуют в разных направлениях, значит в системе возможно равновесие.

б) В задании известен знак энтальпийного фактора:

∆Нор-и< 0, следовательно, энтальпийный фактор вызывает прямую реакцию.

Качественно оценим изменение энтропии по изменению числа моль газообразных веществ

 в реакции 2О3(г) → 3О2(г),

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.= 3-2 = 1 > 0

Δνгазов > 0 → ΔS > 0, следовательно, энтропийный фактор вызывает прямую реакцию. Энтальпийный и энтропийный фактор действуют в одном направлениях и вызывают прямую реакцию, значит в системе не возможно равновесие.

в) В задании известен знак энтальпийного фактора:

∆Нор-и > 0, следовательно, энтальпийный фактор вызывает обратную реакцию.

Качественно оценим изменение энтропии по изменению числа моль газообразных веществ

 в реакции N2 + 2O2 = 2NO2

Δνгазов= νгазообр.прод - νгазообр.исх.в-в.= 2-3 = -1 < 0

Δνгазов < 0 → ΔS < 0, следовательно, энтропийный фактор вызывает обратнуюреакцию. Энтальпийный и энтропийный фактор действуют в одном направлениях и вызывают обратную реакцию, значит в системе не возможно равновесие. Правиль-
ный ответ 1а; 2б;3в

ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ III. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

1. Закон действующих масс в общем виде: для реакции 

аА + вВ → С        ,

Перепишем для данной реакции. В математическое выражение закона действующих масс входят концентрации газов или жидкостей. Т.к. реакция 2NО г + О2 г = 2NО2 г протекает в газовой фазе, то вещество А - это NО, а В – это О2, a и b- коэффициенты в уравнении реакции перед соответствующими веществами a=2 b=1. Закон действующих масс применительно к данной реакции запишется как . Правильный ответ 3.

 

2. Запишем закон действующих масс для данной реакции А г + 2В г → АВ2 г:

, подставим численные значения константы скорости реакции к = 4 л2/моль2, концентрации веществ СА= 0,05 моль/л,
СВ = 0,2 моль/л. Возведем в квадрат СВ:

V = 4∙0,05∙(0,2)2 = 0,008. Правильный ответ 2.

 

3. Запишем закон действующих масс для данной реакции 2SO+ О= 2SO до изменения давления       .

При увеличении давления в 2 раза давление каждого газа увеличится в 2 раза

Скорость реакции увеличится в 8 раз. Правильный ответ 1.

 

4. Запишем выражение закона действующих масс для реакции3Н2 г + N2 г = 2NH3 г до изменения концентрации водорода:

.

При увеличении концентрации водорода скорость реакции возрастет в 33 раз:

Скорость реакции увеличилась в 27 раз. Правильный ответ 4.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-14; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1531 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Люди избавились бы от половины своих неприятностей, если бы договорились о значении слов. © Рене Декарт
==> читать все изречения...

3366 - | 3205 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.