Лекции по ФХ 2 семестр / Контрольная по ФХ -2

10

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ (ЧАСТЬ 2)

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

Номер варианта соответствует последним двум цифрам номера зачетной книжки.

Задача 1. Рассчитайте молярную электрическую проводимость вещества А, используя эквивалентные электрические проводимости при конечном разведении для следующих веществ при 298 К:

№ вар.	Вещество		№ вар.	Вещество
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	AgCNS Ag2SO4 BaCl2 CaCl2 LaCl3 La(CNS)3 La(IO3)3 MgSO4 PbCl2 PbC2O4 Pb(CNS)2	1,285 1,419 1,40 1,36 1,46 1,36 1,10 1,33 1,46 1,43 1,36	12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22	PbSO4 La2(SO4)3 MgBr2 Mg(BrO3)2 MgCl2 Mg(CNS)2 MgF2 MgI2 SrCl2 TlNO3 Tl2SO4	1,10 1,50 1,31 1,08 1,29 1,19 1,08 1,30 1,36 1,51 1,55

Задача 2. По данным о моляльности m и среднем ионном коэффициенте активности электролита А вычислите среднюю ионную концентрацию , среднюю ионную активность и активность .

№ вар.	Вещество	моль/1000 г.		№ вар.	Вещество	моль/1000 г.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13	CaCl2 Ca(NO3)2 MgI2 MgBr2 Sr(ClO4)2 COI2 HCl HClO4 LiBr NaOH AlCl3 LaCl3 SnCl2	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,5 1,5 3,5	0,500 0,347 7,81 12 10,09 1,99 4,37 11,83 12,92 3,46 0,331 0,515 1,504	14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	Th(NO3)4 Cd(ClO4)2 K3Fe(CN)6 ZnI2 Cr2(SO4)3 Th(NO3)4 Ba(ClO4)2 Al2(SO4)3 K4Fe(CN)6 Na2HPO4 K2HAsO4 H2SO4	4,5 5,5 1 2 0,3 0,4 5 0,6 0,7 0,8 0,9 10	0,722 41,3 0,128 1,012 0,0238 0,192 2,13 0,014 0,051 0,217 0,301 0,559

Задача 3. Для концентрационного элемента, составленного из металла А в растворах электролита В с концентрациями m₁ и m₂ моль/1000 г, рассчитайте э.д.с. при 298 К. Активность вычислите по среднему коэффициенту активности, взятого из справочника [1] или (для разбавленных растворов) по ионной силе. Для элемента составленного из водородного электрода в растворе электролита С с концентрацией m₃ моль/1000 г и каломельного полуэлемента с концентрацией КCl m₄ моль/1000 г, вычислите э.д.с. и рН раствора, содержащего электролит С. Диффузионную э.д.с. не учитывайте. При 298 К стандартный потенциал каломельного электрода равен 0,268 В, а ионное произведение воды 1,008^.10^-14. Константы слабых электролитов найдите в справочнике [1].

№ вар.	Вещество		m1	m2	С	m3	m4	,атм
	А	В
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	Со Со Ni Ni Cu Cu Cu Cu Cu Cu Zn Zn Zn Zn Zn Zn Ag Ag Ag Ag Cd Cd Cd Cd Pb	Co(NO3)2 Co(NO3)2 NiSO4 NiSO4 CuCl2 CuCl2 CuCl2 CuCl2 CuSO4 CuSO4 ZnCl2 ZnCl2 ZnCl2 ZnCl2 ZnSO4 ZnSO4 AgNO3 AgNO3 AgNO3 AgNO3 Cd(NO3)2 Cd(NO3)2 CdSO4 CdSO4 Pb(NO3)2	0,1 0,02 0,1 1,5 1 0,2 2 0,02 0,1 0,01 0,005 0,5 0,5 1 0,01 3 0,1 0,2 0,1 1 0,2 2 0,005 1 0,002	0,7 0,7 0,7 0,2 2 0,05 0,06 0,6 0,5 1 1 0,01 0,02 3 0,1 0,002 1 2 3 0,5 0,6 0,7 2 0,2 0,02	NH4OH NH4OH HCOOH NH4OH HCl HCl NaOH NaOH HBr HBr C6H5OH C6H5OH H2O H2O C6H5OH C6H5OH CH3COOH CH3COOH CH3COOH HCOOH NaOH NaOH H2SO4 H2SO4 HCOOH	0,5 1,0 0,3 1 0,01 3 2 8 0,95 1 0,9 0,1 - - 0,3 0,7 0,1 1 0,3 0,1 1,4 0,1 0,5 17 1	0,35 0,4 0,03 0,3 0,1 0,5 1 1,5 4 0,45 0,2 0,25 3 3,5 1 1,5 4 0,2 0,3 0,7 2 2,5 3 3,5 2,5	0,50 1,00 0,50 0,50 0,20 2,00 2,00 2,00 0,20 0,20 0,50 1,00 1,00 1,00 0,50 0,50 0,10 0,10 2,00 2,00 3,00 3,00 3,00 0,10 2,00

Задача 4. Для окислительно-восстановительного элемента типа

Pt | A, B || C, D | Pt

по стандартным электродным потенциалам полуэлементов [1] напишите уравнение и вычислите константу равновесия реакции окисления-восстановления. Вычислите э.д.с. элемента при 298 К. Укажите, можно ли практически применить направление реакции за счет изменения концентраций компонентов. Считайте, что .

№ вар.	А	B	C	D
1* 2* 3* 4* 5 6 7 8 9 10* 11 12* 13 14* 15* 16 17* 18 19 20 21 22 23* 24* 25*	(MnO4)^- (MnO4)^- (MnO4)^- (MnO4)^- (MnO4)^- Fe^3+ Fe(CN) Cr^3+ Co^3+ Co^3+ Co^3+ Cu^2+ Cu^2+ H3AsO4 H3AsO4 V^3+ Sn^4+ Sn^4+ Sn^4+ Ce^4+ Ce^4+ Tl^3+ UO UO Pu^4+	Mn^2+ Mn^2+ (MnO4)^2- Mn^2+ (MnO4)^2- Fe^2+ Fe(CN) Cr^2+ Co^2+ Co^2+ Co^2+ Cu^+ Cu^+ HAsO2 HAsO2 V^2+ Sn^2+ Sn^2+ Sn^2+ Ce^3+ Ce^3+ Tl^+ U^4+ U^4+ Pu^3+	Cr^3+ H3AsO4 (MnO4)^- Sn^4+ V^3+ Cr^3+ Co^3+ Tl^3+ Fe(CN) (MnO4)^- Cr^3+ UO Sn^4+ (MnO4)^- V^3+ Tl^3+ H3AsO4 Pu^4+ Tl^3+ Co^3+ (MnO4)^- Ce^4+ Fe^3+ Fe^3+ (UO2)^2+	Cr^2+ HAsO2 Mn^2+ Sn^2+ V^2+ Cr^2+ Co^2+ Tl^2+ Fe(CN) Mn^2+ Cr^2+ U^4+ Sn^2+ (MnO4)^2- V^2+ Tl^+ HAsO2 Pu^3+ Tl^+ Co^2+ (MnO4)^2- Ce^3+ Fe^2+ Fe^2+ U^4+	0,10 0,005 0,009 0,02 0,018 0,005 0,06 0,006 0,04 0,1 0,012 0,007 0,14 0,08 0,15 0,016 0,06 0,08 0,1 0,08 0,01 0,009 0,012 0,04 0,02	0,02 0,015 0,014 0,01 0,005 0,15 0,06 0,1 0,009 0,006 0,01 0,016 0,009 0,04 0,005 0,007 0,008 0,06 0,05 0,007 0,02 0,04 0,1 0,08 0,10	0,01 0,001 0,001 0,08 0,1 0,1 0,04 0,08 0,06 0,01 0,005 0,002 0,002 0,02 0,005 0,001 0,04 0,007 0,02 0,02 0,01 0,02 0,01 0,06 0,08	0,01 0,03 0,07 0,15 0,15 0,001 0,005 0,002 0,001 0,007 0,06 0,05 0,08 0,007 0,01 0,1 0,003 0,005 0,01 0,005 0,04 0,02 0,1 0,008 0,001

* В реакции участвуют Н⁺ и Н₂О.

Задача 5. Определите порядок и константу скорости реакции, протекающей при заданной температуре Т, К, пользуясь данными о ходе процесса во времени t (с начала реакции). (Если последняя цифра Вашей зачетной книжки больше 13, то нужно выполнять вариант, соответствующий последней цифре зачетной книжки).

№ вар.	Реакция	Время, мин.	Результат контроля за ходом реакции		Т, К
1	2NCl3,жN2+3Cl2 a-объем N2,м^3; Cl2 поглощается	4 6 22 	а 10 13 26 28,5		298,2
2	2HgCl2+HCOONaHg2Cl2+ +NaCl+HCl+CO2 a-концентрация HgCl2, моль/л; b-концентрация НСООNa, моль/л	0 3 0 3 0 1 0 2,2	a 0,1034 0,0679 0,0503 0,0326 0,1028  0,1028 	b 0,1734  0,1734 1,0227 0,9579 0,3790 0,3279	298,2
3	C6H5CCCOONa+I2 C6H5ICCICOONa Исходные концентрации эквивалентны: а-количество 0,1 н Na2S2O3, израсходованное на титрование 2510^-7м^3 пробы, см^3	0 29 0 34,5	a 24,29 8,32 21,00 7		298,2
4	RuRaA a-объем газа Ra10^-6, м^3	0 70 110 140 165 200 250 360 450 600 750	а 0,102 0,062 0,044 0,033 0,025 0,019 0,016 0,007 0,003 0,002 0,000		293,2
5	2C2H5OH+2Br2 CH3COOC2H5+4HBr Спирт в большом избытке а-концентрация брома 10^3, моль/л	0 4 6 10 15 0 4 10 15	а 4,24 3,14 2,49 2,24 1,78 8,14 6,10 4,45 3,73		298,2
6	2H2O2=O2+H2O В водном растворе: а-количество KMnO4, израсходованное на титрование пробы 10^-6, м^3	0 11,5 27,1 42,5	а 23,89 19,30 14,50 10,95		303,2
7	K2S2O8+2KI2K2SO4+I2 a-количество 0,01 н Na2S2O3, израсходованное на титрование 2510^-6 м^3 пробы, см^3	9 16 32 	а 4,52 7,80 14,19 20,05		298,2
8	Раствор N2O5 в CCl4 разлагается с выделением О2; а-объем О2, см^3	20 40 60 80 100 	a 11,4 19,9 23,9 27,2 29,5 34,75		313,2
9	H2O2 в присуиствии коллоидальной платины разлагается с выделением О2; а-объем О2, см^3	10 30 	а 3,3 8,1 15,6		303,2
10	CH3COOC2H5+NaOH= =CH3COONa+C2H5OH а и b – начальные концентрации CH3COOC2H5 и NaOH моль/л; х – убыль исходных веществ, моль/л	0 178 273 531 866 1510 1918 2401	а – х 0,00980 0,00892 0,00864 0,00792 0,00724 0,00646 0,00603 0,00574	b – x 0,00486 0,00398 0,00370 0,00297 0,00230 0,00151 0,00109 0,00080	291,2
11	С12Н22О11+Н2О=2 С6Н12О6 с – концентрация сахара в данный момент, моль/л; с0 – начальная концентрация – 0,65 моль/л	0 1435 4315 7070 11360 14170 16935 19815 29925	с/с0 1 1,081 1,266 1,464 1,830 2,117 2,466 2,857 4,962		298,2
12	CH3COOC2H5+NaOH= =CH3COONa+C2H5OH а=b начальные концентрации CH3COOC2H5 и NaOH моль/л; х – убыль исходных веществ, моль/л	0 300 900 1380 2100 3300 7200	а – х 0,0200 0,0128 0,00766 0,00540 0,00426 0,00289 0,00138		293,7
13	N2O5 N2O4+½О2 а - концентрация N2O5, моль/л	0 184 319 526 867 1198 1877 2316 3144	а 2,33 2,08 1,91 1,67 1,36 1,11 0,72 0,55 0,34		298,2

Задача 6. Последовательная реакция первого порядка протекает по схеме .

При 298 К удельная скорость реакции АР равна ,а реакции РВ - ; начальная концентрация исходного вещества [A]₀. Вычислите: 1)коэффициенты максимума кривой [P]=f(t) (максимальную концентрацию промежуточного продукта Р и время ее достижения); 2) время достижения t₁ концентрации исходного вещества [A]₁; 3) концентрации [P] и [B] в момент времени t₁; 4) время, за которое концентрация промежуточного вещества станет равной [P]₁; 5) координаты точки перегиба кривой [B]= f(t).

№ вар.	[A]0, моль/л	[A]1,моль/л	[P]1, моль/л
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	1 1 1 1 1,5 2 2 2 1,5 1,5 1,5 1,5 1 1 1 1 2 2 2 2 1,2 1,2 1,2 1,2	0,001 0,02 0,0015 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,015 0,015 0,015 0,015 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002 0,002 0,002 0,002 0,015 0,015 0,015 0,015	0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,02 0,015 0,012 0,02 0,01 0,015 0,012 0,01 0,02 0,015 0,01 0,02 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01	0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,12 0,12 0,12 0,1 0,12 0,12 0,12 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1	0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,07 0,07 0,07 0,07 0,05 0,05 0,05 0,07 0,08 0,08 0,08 0,08