13. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены водородом до свободного металла при 298 к: NiO, ZnO, SnO?

NiO_к+H_2г= Ni+H₂O ZnO+ H₂=Zn+ H₂O SnO+ H₂=Sn+ H₂O T=298 K

	NiO	H2	Ni	Н2O
^H 298	-239,7	0	0	-285,8 кдж/моль
^S 298	38	130,5	29,9	70,1 дж/моль*к

^H=∑^H₂₉₈(прод)-∑^H₂₉₈(исх)=-285,8-(239,7)= =-46,1 кдж/моль

∆S=∑S₂₉₈(прод)-∑S₂₉₈(исх)=29,9+70,1-38-130,5=-68,5 дж/моль

^G=-46,1-298(-0,0685)=-25,7 кдж/моль

	ZnO	H2	Zn	Н2O
^H 298	-350,6	0	0	-285,8 кдж/моль
^S 298	43,6	130,5	41,6	70,1 дж/моль*к

^G<0 реакция возможна

^H=-285,8-(-350,6)=64,8 кдж/моль

^S =41,6+70,41-43,6-130,5=-62,4дж/моль

^G=64,8-298(-0,0624)=83,4 кдж/моль ^G>0 реакция не возможна при н.у.

	SnO	H2	Sn	Н2O
^H 298	-286,1	0	0	-285,8 кдж/моль
^S 298	56,5	130,5		70,1 дж/моль*к

1

14. Константа равновесия реакции FeO(_K) + СО(_Г) <=> Fe_(K) + СО2(г) при некоторой температуре равна 0,5. Вычислите равновесные концентрации СО и CO2, если начальные концентрации этих веществ составляли: [СO]_нач=0,05 моль/л,

[СО2]нач=0,01 моль/л.

Решение.

FeO(_K) + СО(_Г) <=> Fe_(K) + СО2(г)

Кравн=0,5; Кравн=СО₂/СО=0,5; Кравн.=(0,01+х)/(0,05+х)=0,5

0,01+х=0,025-0,5

1,5х=0,025

Х=0,01 моль/л.

С[СО]=0,02 моль/л.

C[СО]=0,04моль/л.

15. Вычислите температуру, при которой константа равновесия реакции 2NO₂=N₂O₂ рвна 1. Изменениями ^H и^S с температурой пренебречь. В каком направление сместится равновесие при температуре более низкой, чем найденная?

2NO₂=N₂O₄ ^G-? K_p=1 ∆H(NO₂)=33.5 кдж/моль ∆H(N₂O₄)=9.6 кдж/моль ∆S(NO₂)=240.2 дж/моль*к ∆S(N₂O₄)=303.8дж/моль*к

∆H_{реакции}=∆H(N₂O₄)-2∆H(NO₂)=9.6-67.0=-57.4 кдж

∆S_{реакции}=∆S(N₂O₄)-2∆S(NO₂)=303.8-480.4=-176.6 дж/к ∆G=∆H-T∆S ∆G=-2.3RTlgK_p K_p=1 ∆G=0

0=∆H-T∆S =T=∆H/∆S=57400/176.6=325 K

16.Две реакции протекают при 20 градусах с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2,0, а второй -2,8. Вычислите отношение скоростей этих реакции при 80 градусах!

t₂=t₁=20 ^oc t₃=t₄=80 ^oc k₁=k₂ k₃;k₄=?

I Реакция = k_80/k₂₀=Y^{^t/10}= 2^80-20/10= 2⁶ =64 II реакция= k_80/k₂₀=2.8⁶= 481.8 K_(2.8)/K_(2.0)=481.8/64=7.5 раз

17.Определите степень диссоциации и концентрацию ионов водорода в 0,1 М растворе фосфорной кислоты (учитывая только первую ступень диссоциации)

К_д(H₃PO₄)=7.1*10^-3 C=0.1M

1 ступень К_д=L²C/1-L=7.1*10^-3-7.1*10^-3L=0.1L² 0.1L²+7.1*10^-3L-7.1*10^-3=0

L=-7.1*10^-3±/0.2==-7.1*10^-3±5.4*10^-2/0.2=4.7*10^-2/0.2=2.35*10^-1

(H⁺)=L*C=0.235*0.1=0.0235 моль/литр

18. Во сколько раз уменьшится концентрация ионов водорода, если к 1 л. 0,2 М раствора муравьиной кислоты добавить 0,1 моль формиата натрия?

1л 0,2М HCOOH 0.1M HCOONa

K_д=1,77*10^-4(сделаем допущение д.б.>10^-5 K_д=[H⁺][HCOO^-]/[HCOO]=[H⁺]=[HCOOH]*K/[HCOO^-]=

=1.77*10^-4*0.2/0.1=3.54*10^-4моль/литр [H⁺]= =*0,2=0,59*10^-2

Отношение концентрации [H⁺]=5.96*10^-3/3.54*10^-4≈20

19.Вычислите концентрацию ионов водорода в водном растворе уксусной кислоты, если степень диссоциации состовляет 5 %

Дано: CH₃COOH L=5% [H⁺]=?

CH₃COOH=CH₃COO^- + H⁺ Kд= [CH₃COO^- ] +[ H⁺]/[CH₃COOH] [H⁺]=LC_M [CH₃COO^- ]= LC_M

[CH₃COOH]=(1-L)*C_M Kд= LC_M* LC_M/(1-L)*C_M=L²* C_M/1-L (закон разбавления Освальда) , т.к.

L<<1 значит Kд= L²* C_M C_M= Kд/ L²=1.75*10^-5/(0.05)²=7*10^-3 Kд(CH₃COOH)=1.75*10^-5(справочник)

[H⁺]= LC_M=7*10^-3*0,05=3,5*10^-4моль/литр

20,Вычислите ионную силу и активность ионов в 0,1% (по массе) растворе BaCl₂ Плотность раствора принять за 1

МBaCl₂=208 г/моль С_М=1/208=0,004 моль/литр I=1/2(C_Ba2++Z²_Ba+C_Cl-Z_Cl-²)=1/2(0.004*4+0.0008*1)=0.012 моль/литр lgf=-0.5Z²lg_Cl=-0.5*1*0.109=-0.0547 lg_Ba2+=-0.5*4*0.109=-0.218

f_Ba2+=0.605 f_Cl-=0.880 a_Ba2+=0.605(f)*0.004(C)=0.002 моль/л a_Cl-=0.880*0.008=0.007 моль/л

21.вычислите константу гидролиза бромида аммония, определите степень гидролиза этой соли в 0,01 М растворе и рН раствора?

Дано: NH₄Br C_M(NH₄Br)=0.01M K_p=? pH=? h=?

NH₄ Br+ H₂O=NH₄OH+HBr NH₄⁺+ H₂O= NH₄OH+H⁺}среда кислая pH<7

K_Г=K_W/K_Д(NH₄OH)=10^-14/1,77*10^-5=5,65*10^-10

K_Г=h²C_M/1-h, т.к. отношение констант С_М/К_Г>100 следовательно K_Г= h²C_M h=== =2.38*10^-4 [H⁺]= hC_M=2.38*10^-4*0.01=2.38*10^-6 моль/л

pH=-lg[H⁺]=-lg2.38*10^-6=6-0.38=5.62

22. С помощью стандартных окислительно-восстановительных потенциалов определите направление протекания реакции, напишите электронно-ионные уравнения полуреакции, расставьте коэффициенты в уравнении реакции и вычислите константу равновесия реакции:

KMnO₄+H₂SO₄+FeSO₄=MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+K₂ SO₄+ H₂O

2K⁺Mn⁷⁺O₄^2-+8H₂⁺SO₄^2-+10Fe²⁺SO₄^2-=2Mn²⁺SO₄^2-+5Fe₂³⁺ (SO₄)₃^2-+K₂⁺ SO₄^2-+ 8H₂⁺ O^2-

MnO₄^-+5 e +8 H⁺=Mn²⁺+4 H₂O 2 окислитель (восстанавливается)

2 Fe²⁺-2е= 2 Fe³⁺ 5 восстановитель (окисляется)

2MnO₄^-+16 H⁺+10 Fe²⁺=2 Mn²⁺+8 H₂O+ 10 Fe³⁺

23. Сr ₂(SO4) 3+ Fe 2(S04)3 + К2 SO4 + Н2 О —>К2 Сr2 О7 + Н2SО4 +Fe SO4

Сr 2(SO4) 3+3Fe 2(S04)3 + К2 SO4 +7Н2 О ->К2 Сr2 О7 +7Н2SО4 +6 FeSo4

Cr2O7 (2-)+4H2O+6e= 2Cr(+3) +7 H2O E= 1.33B

2Fe -2e=2Fe(3+) |3 0.77

Реакция протекает справа налево.

Э.Д,С= 1.33-0.77=0.56 В

Lg K= 2 x 0.56/0.059=18.98 K=1.278