Лабы ОБХ

3. Через некоторое время после начала реакции 3А + В = 2С + Д концентра-

ции веществ составляли: [A] = 0,03 моль/л; [В] = 0,01 моль/л; [С] = 0,008 моль/л.

Каковы исходные концентрации веществ А и В? 4. При состоянии равновесия в системе

N2 (г) + 3H2 (г) ↔ 2NH3 (г) ∆H0 = –92,4 кДж

Концентрации участвующих веществ равны: [N2] = моль/л; [H2] = 9 моль/л; [NH3] = 4 моль/л. Определить: а) исходные концентрации H2 и N2; б) в каком направлении сместится равновесие с ростом температуры? в) в каком направ-

лении сместится равновесие, если уменьшить объем реакционного сосуда? 5. После смешивания газов А и В в системе

А (г) + В (г) ↔ С(г) + Д(г) устанавливается равновесие при следующих кон-

центрациях: [B] = 0,05 моль/л; [C] = 0,02 моль/л. Константа равновесия реакции равна 4·10-2 моль/л. Найти исходные концентрации веществ А и В.

Пример тестового задания

1.Скорость химической реакции – это ________________________________

____________________________________________________________________.

2.Скорость реакции зависит от следующих факторов:

1)_________________________________

2)_________________________________

3)_________________________________

40_________________________________.

3. Математическое выражение закона действующих масс для прямой реак-

ции, уравнение которой Fe2О3(тв)+CO(газ)→2FeО(тв)+CO2(газ), имеет вид

_______________________, где коэффициент пропорциональности называют

____________________________, которая имеет следующий физический смысл:

____________________________________________________________________

4.Скорость реакции, температурный коэффициент которой равен 3, при увеличении температуры на 40о возрастает в ____________ раз.

5.Математическое выражение уравнения Аррениуса ___________________.

41

6. Математическое выражение для константы равновесия реакции, уравне-

ние которой Сl2(газ)+H2О(газ)→2HСl(газ)+1/2О2(газ); Н<0, имеет вид ____________,

понижение температуры смещает равновесие ___________________, а удаление из зоны реакции хлороводорода __________________.

7. Действие катализатора объясняется тем, что он _______________________

____________________________________________________________________.

Обвести кружком номер ошибочного ответа:

8. Добиться смещения химического равновесия в общем случае можно сле-

дующим образом:

1)изменением давления

2)введением катализатора

3)изменением температуры

4)изменением концентрации исходных веществ

Работа 6

Энергетика растворения и химических процессов

Теоретические основы: законы, понятия, определения

Термохимия. Термохимическое уравнение. Энтальпия. Тепловой эффект ре-

акции. Закон Гесса. Расчет теплоты, выделяющейся или поглощающейся в про-

цессе растворения веществ. Энтальпия растворения.

Экспериментальный этап

Задание 1. Определить теплоту реакции нейтрализации сильной кислоты сильным основанием, используя по 100 мл 1н растворов, указанных преподава-

телем.

Рассчитать теплоту нейтрализации, используя следствие из закона Гесса и сравнить с экспериментально полученной величиной.

42

Задание 2. Определить энтальпию гидратации сульфата меди.

Опыт проводится в калориметре. В предварительно взвешенный калоримет-

рический стакан налить 300 мл воды и измерить ее температуру. Взвесить 4,0 г

сульфата меди на технохимических весах. Быстро и аккуратно всыпать соль в стакан с водой. Осторожно перемешивая раствор мешалкой, следить за измене-

нием температуры. Отметить наивысшую температуру раствора. Вычислить количество теплоты, выделившейся при растворении данной навески сульфата меди. При расчете принять плотность раствора, равную единице, а удельную теплоемкость раствора − равную теплоемкости воды - 4,184 Дж/г град. Удель-

ная теплоемкость стекла равна 0,753 Дж/г град.

Вычислить энтальпию растворения 1 моль сульфата меди. Опыт и расчеты повторить для медного купороса, взяв навеску 5,0 г.

По найденным энтальпиям растворения безводного сульфата меди и медно-

го купороса вычислить энтальпию гидратации сульфата меди.

Задачи к лабораторной работе

1. Вычислите тепловой эффект реакции взаимодействия одномолярных рас-

творов серной кислоты и гидроксида цезия.

2. Растворение Na2SO4 в воде сопровождается выделением теплоты

Na2SO4 (кр) + aq = Na2SO4 aq ∆H0298 = -2,9 кДж/моль,

в то время как при растворении кристаллогидрата Na2SO4·10H2O происходит поглощение теплоты:

Na2SO4·10H2O (кр) + aq = Na2SO4 aq	∆H0298 = 78,7 кДж/моль.
Вычислите теплоту гидратации сульфата натрия.

Пример тестового задания

1.Энтальпия – это _________________________________________________

____________________________________________________________________.

2.Тепловой эффект реакции – это___________________________________

____________________________________________________________________.

43

3. Термохимическое уравнение реакции нейтрализации соляной кислоты раствором гидроксида натрия можно записать следующим образом:

_______________________________________________. Изменение энтальпии данной реакции в стандартных условиях, рассчитанное по соотношению

________________________________________, равно ________ кДж/моль.

4. Энтальпией растворения называется ________________________________

____________________________________________________________________,

она выражается в ______________________. Значение энтальпии растворения соли при стандартных условиях может быть ______________________________

и ______________________ (знак величины).

5. Если растворимость соли в воде с ростом температуры увеличивается,

значит, процесс растворения ее сопровождается __________________________

теплоты, т.е. ________________________ значением энтальпии растворения.

Установить правильную последовательность и дополнить:

6. Экспериментально энтальпию растворения медного купороса можно оп-

ределить так:

• налить определенный объем воды в химический стакан и измерить ее темпе-

ратуру

• вычислить энтальпию растворения медного купороса по формуле

____________________________________.

•измерить температуру полученного раствора медного купороса

•рассчитать изменение температуры системы

•навеску медного купороса высыпать в воду и тщательно перемешать

•вычислить теплоту, поглощенную при растворении, по формуле

_______________________________________________________________.

Дополнить:

7. Расчет энтальпии гидратации сульфата меди проводят на основании зако-

на ________________, который применительно к данному случаю следует запи-

сать так: ___________________________________.

44

8. При растворении 15 г MgSO4 в 200 мл воды температура раствора повы-

силась на 5,8 К, следовательно, энтальпия растворения его рав-

на_________кДж/моль (удельную теплоемкость раствора принять равной 4,18

Дж/г К).

Работа 7

Электролитическая диссоциация.

Гомогенное равновесие в растворах электролитов

Теоретические основы: законы, понятия, определения

Электролиты и неэлектролиты. Диссоциация. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Степень электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Факторы, влияющие на диссоциацию. Кислоты и основа-

ния и соли по теории С.Аррениуса.

Гидролиз. Степень гидролиза и факторы, влияющие на гидролиз.

Константы равновесия в растворах электролитов: константа диссоциации,

константа кислотности Ка, константа основности Кв, константа гидролиза, ион-

ное произведение воды Кw. Кислотность среды, рН. Индикаторы.

Экспериментальный этап

Задание 1. Изменение окраски индикаторов в растворах с различной ки-

слотностью.

Налить в пробирки по 2-3 мл растворов соляной кислоты и гидроксида на-

трия. Прилить в каждую из пробирок по 1-2 капли раствора лакмуса, пронаб-

людать, изменяется ли окраска. Проверить, как ведут себя в этих растворах ин-

дикаторы метиловый оранжевый и фенолфталеин. Результаты опыта занести в таблицу:

индикатор	цвет индикатора в различных средах

45

	кислая	нейтральная	щелочная

Задание 2. Определение рН растворов электролитов с помощью универ-

сальной индикаторной бумаги.

Определить рН 0.1 М растворов электролитов, указанных в таблице, по сле-

дующей методике. Налить раствор в пробирку. Стеклянной палочкой взять ка-

плю раствора из пробирки и нанести на индикаторную бумагу, наблюдать из-

менение её цвета. Определить значение рН, используя эталонную цветовую шкалу. Рассчитать теоретическое значение рН растворов. Результаты опыта и расчетные данные занести в таблицу:

HCl

CH3COOH

NaOH

NH4OH

pHэксп.

рНтеор.

Задание 3. Влияние одноименного иона на процесс электролитической дис-

социации уксусной кислоты.

В две пробирки налить по 5 мл 0.1 М раствора уксусной кислоты и добавить

1 – 2 капли метилового оранжевого. Наблюдать изменение окраски. В одну из пробирок внести 2 – 3 шпателя кристаллического ацетата натрия. На изменение концентрации каких ионов указывает изменение окраски индикатора? Как объ-

яснить уменьшение степени диссоциации уксусной кислоты?

Задание 4. Гидролиз солей Приготовить растворы солей, указанных в таблице, поместив в пробирку 1 г

вещества и добавив 3 мл воды. Определить рН растворов с помощью универ-

сальной индикаторной бумаги по методике, пописанной в опыте 2. Сделать вы-

вод о характере гидролиза данных солей. Сравнить характер гидролиза кислых и средних солей, образованных одной кислотой. Рассчитать теоретическое зна-

46

чение рН, приняв концентрацию растворов 1 моль/л. Результаты занести в таб-

лицу.

KCl

Pb(NO3)2

Na2CO3

NaHCO3 (NH4)2CO3

pHэксп

рНтеор

Пример тестового задания

1.Электролитическая диссоциации веществ – это _______________________

____________________________________________________________________.

2.Кислота, по Аррениусу – это _____________________________________,

кислота по Бренстеду-Лоури, это _______________________________________. 3. Количественными характеристиками электролитической диссоциации яв-

ляются __________________________ и _________________________________,

которые связаны следующим уравнением __________________. С разбавлением растворов электролитов ____________________, а ____________ не изменяется.

4. Добавление в раствор слабого электролита раствора сильного электроли-

та, имеющего одноименный ион со слабым, _____________________ диссоциа-

цию слабого электролита.

5. Константа равновесия многоступенчатой реакции равна _______________

констант отдельных стадий.

6.Диссоциация, кислотно-основное взаимодействие, гидролиз солей с точки зрения теории Бренстеда-Лоури являются процессом (название)

____________________________.

7.Кислотами, с точки зрения теории Бренстеда-Лоури, могут быть следую-

щие виды частиц (конкретные примеры): 1)______________, 2)______________,

3)__________.

8.Ион HCO3– в растворе может проявлять себя как __________________,

взаимодействуя с водой в соответствии с уравнением ______________________,

47

икак _______________, взаимодействуя с водой по уравнению

__________________________. Такие частицы называются _________________. 9. pH 0,001M раствора HNO3, рассчитанное по уравнению _______________,

составляет ________________, а pH 0,05M раствора аммиака, степень диссо-

циации которого 2%, составляет ____________________________.

Работа 8

Гетерогенное равновесие в растворах электролитов

Теоретические основы: законы, понятия, определения

Произведение растворимости ПР. Полный гидролиз. Совместный гидролиз.

Расчет констант равновесия химических реакций в растворах электролитов.

Экспериментальный этап

Задание 1. Факторы, влияющие на степень гидролиза солей

Опыт 1. Влияние температуры на степень гидролиза.

В пробирку с раствором ацетата натрия добавить 1-2 капли фенолфталеина.

Отметить изменение окраски индикатора. Нагреть раствор почти до кипения и охладить. Что происходит? Как изменяется концентрация ионов ОН– в раство-

ре? В каком направлении смещается равновесие гидролиза?

Опыт 2. Влияние разбавления.

В пробирку с раствором хлорида сурьмы (III) по каплям прибавить воду до выделения осадка SbOCl. Осадок сохранить для следующего опыта.

Опыт 3. Влияние концентрации ионов водорода.

В пробирку с осадком, который был получен в опыте 2, добавить раствор соляной кислоты. Наблюдать растворение осадка.

Задание 2. Полный гидролиз

48

К 2-3 мл раствора хлорида алюминия добавить раствор карбоната натрия.

Полученный осадок отфильтровать, промыть на фильтре горячей водой и раз-

делить на две части. К одной части осадка прилить раствор кислоты, к другой – раствор щелочи. Описать наблюдаемое. Какова природа полученного осадка?

Задание 3. Растворение металла в продукте гидролиза соли

В пробирку с хлоридом железа (III) внести немного порошка магния. Какой газ выделяется в процессе взаимодействия? Оставить реакционную смесь на 5-7

минут, наблюдать образование осадка. Объяснить, как и почему смещается равновесие процесса гидролиза соли.

Задание 4. Условия выпадения осадков

В две пробирки налить раствор нитрата свинца (II). В одну из них добавить раствор хлорида калия, а в другую – раствор йодида калия. Отметить количест-

во, характер и цвет осадков. Объяснить наблюдаемое, используя значения про-

изведений растворимости осадков.

Задание 5. Условия растворения осадков Реакцией обмена получить осадок карбоната кальция. Декантировать рас-

твор с осадка, и разделить осадок на две части. К одной части прилить 3 мл 2н

соляной кислоты, ко второй – 3 мл 2н уксусной кислоты. Объяснить получен-

ные результаты, рассчитав константы равновесия протекающих реакций.

Пример тестового задания

1. Если ПР сульфида металла больше, чем КаIКаII (H2S), то данный сульфид

_______________ получить при взаимодействии соли металла с сероводородом. 2. Растворить карбонат бария в соляной кислоте _____________________,

т.к. константа равновесия этой реакции, рассчитанная по уравнению

_____________________________, имеет следующее значение ______________.

49

3. При добавлении в насыщенный раствор соли сильного электролита, со-

держащего одноименный катион, растворимость соли ______________________

иосадок ___________________________.

4.В растворах карбоната натрия и хлорида меди за счет диссоциации содер-

жатся ионы _______________________, а за счет _________________________

взаимодействия с водой − ионы ___________________________. При сливании указанных растворов наблюдается следующее: ____________________________

вследствие протекания реакции согласно уравнению _______________________

________________________________________ (молекулярная и ионная формы).

Работа 9

Комплексные соединения

Теоретические основы: законы, понятия, определения

Комплексное соединение (комплекс): комплексообразователь, координаци-

онное число, лиганд, внутренняя и внешняя сфера комплексного соединения,

координационная формула. Классификация комплексных соединений.

Диссоциация комплексных соединений в растворах. Константа устойчиво-

сти (нестойкости) комплекса. Расчет констант гомогенных и гетерогенных хи-

мических реакций с участием комплексных соединений.

Экспериментальный этап

Задание 1. Изучить образование катионных аквакомплексов и анионных гидроксокомплексов хрома (III) и цинка (II).

Получить гидроксид хрома (III) и гидроксид цинка (II) и исследовать их ки-

слотно-основные свойства с помощью растворов кислот и щелочей. Объяснить наблюдаемые явления, назвать образующиеся вещества. Рассчитать константы равновесия проведенных реакций.

Задание 2. Изучить образование аминокомплексов Zn2+ и Ag+.

50