- •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
6.3.5. Практическая работа «кинетика химических реакций»
Кинетика химической реакции – это учение о скоростях протекания кинетических реакций в зависимости от различных факторов (концентрации реагирующих веществ, температуры, давления, катализаторов).
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
Задание 1
Приведите выражение для определения скорости гетерогенной реакции (поясните составляющие уравнения), размеренность скорости гетерогенной реакции. Напишите примеры гетерогенных реакций.
При какой температуре энергия активации химической реакции будет 60 кДж/моль, доля частиц 1·10 –17.
184 К;
– 150 К;
164 К.
Задание 2
Приведите выражение для определения скорости гомогенной реакции (поясните составляющие уравнения), размеренность скорости гомогенной реакции. Напишите примеры гомогенных реакций.
Доля частиц-реактивов, которые дают реакцию при 2000 К равна 10-7. Вычислить энергию активации.
– 258 кДж/моль
270 Дж/моль
268 кДж/моль
Задание 3
Что изучает химическая кинетика?
За счет поверхностного окисления концентрация марганца в капле металла массой 7г. за 2 сек. уменьшилась с 0,5 до 0,4 мас%. Плотность металла 7г/см3. Чему равна скорость гетерогенной реакции.
1,50·10-6 г/ (с·см2)
1,48·10-5 г/ (с·см2)
1,38·10-4 г/ (с·см2)
Задание 4
Что понимают под понятием процесса самодиффузии?
Записать кинетическое уравнение скорости для данной реакции
C6H6 + 7,5O2 = 6CO2 + 3H2O
V = k · CC6H6 · C7,5O2
V = k · C6CO2 · C3H2O
V = k · CC6H6 · C7,5O2
Задание 5
1. Какой механизм диффузии относят к конвективному ?
2. За 3 минуты концентрация марганца в металле ванны 10 г понизилась от 1,5 до 1,2 мас. %. Чему равна скорость окисления марганца, поверхность ванны 1,5 см2.
0,6·10-5 г/ (с·см2)
1,1·10-4 г/ (с·см2)
1,6·10-6 г/ (с·см2)
Задание 6
Запишите уравнение диффузии (1-й закон Фика), поясните его составляющие.
Напишите вероятность этого события A + 2B = AB2
W = k · CA · CB2
W = k · CAB2
W = k · CA · C2B
Задание 7
Запишите зависимость скорости химической реакции от температуры. Поясните составляющие уравнения зависимости.
За 2 минуты концентрация [Mn] в металле ванны 100 г понизилась с 0,8 до 0,5 мас %. Чему равна скорость окисления марганца, если поверхность ванны 1,5 см2?
1,8·10-7 г/ (с·см2)
1,6·10-6 г/ (с·см2)
1,7·10-5 г/ (с·см2)
Задание 8
Что называют молекулярностью реакции?
Поверхность ванны металла при сварке равна 2 см2. Время существования ванны 0,5 мин. Как измениться концентрация Si в металле? Исходная 0,7 мас %, скорость окисления 2·10-4 моль/(с·см2), масса ванны 10г.
0,5 с
0,6 мин
0,7 сек
Задание 9
Что такое порядок реакции?
Вычислите энергию активации химической реакции при T = 1000 K, доля частиц 1·10-13?
249 кДж
260 Дж
257 кДж/ моль
Задание 10
Запишите зависимость скорости химической реакции от температуры. Поясните составляющие уравнения зависимости.
Реакция: 2A + 2B = A2B2, V = k· CA· C2B. Чему равны молекулярность, порядок реакции.
n = 4, m = 4
n = 3, m = 4
n = 2, m = 2
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
Агеев Е.П., Успенская И.А., Богачев А.Г. Практикум по физической химии: Термодинамика. -М.: Издательский центр «Академия», 2010.
Белик В.В., Киенская К.И. Физическая и коллоидная химия. -М.: Издательский центр «Академия», 2010.
Дополнительная
Чуркин А.С., Федулова М.А. Физическая химия. Часть 1. Химическая термодинамика - Екатеринбург: Изд-во Рос.гос. проф.-пед. ун-та, 2003. -168 с.
Кох Б.А. Основы термодинамики металлургических процессов. – Л.: Судостроение, 1975.
Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:
Государственная публичная научно-техническая библиотека. Режим доступа: http://www.gpntb.ru
2. Список библиотек, доступных в Интернет и входящих в проект «Либнет». Режим доступа: http//www.valley.ru/-nicr/listrum.htm
Российская национальная библиотека. Режим доступа: http//www.rsl.ru
Публичная электронная библиотека. Режим доступа: http//www.gpntb.ru
Библиотека нормативно-технической литературы. Режим доступа: http//www.tehlit.ru
Электронная библиотека нормативно-технической документации. Режим доступа: http//www.technormativ.ru
Библиотека им.В. Г. Белинского. Режим доступа: http://book.uraic.ru