контрольная работа №1 - вариант 32 - 1й семестр
.doc
Задание 8. Железо массой 7 г вытесняет из кислоты HCl 3,2 Н2, измеренного при t = 39 ºC и Р = 760 мм рт. ст. Какова валентность железа в этой реакции? Определить эквивалентные массы его оксида и гидроксида.
Дано:
mFe = 7 г; V = 3,2 л; t = 39 ºC; P = 760 мм рт. ст. = = 101325 Па |
Решение:
Реакция будет протекать следующим образом:
.
Определим объём водорода при нормальных условиях |
ВFe – ? Э – ? |
Здесь P0 = 101325 Па, Т0 = 273 К.
По закону эквивалентов:
Эквивалентный объём водорода л, эквивалентная масса железа г/моль.
.
реакция имеет вид:
.
Формула оксида железа (II) – FeO, гидроксида – Fe(OH)2.
Эквивалентная масса оксида:
.
Молярная масса оксида – г/моль.
Эквивалентная масса гидроксида:
Ответ: Валентность железа, которое при массе 7 г при реакции с кислотой HCl выделяет 3,2 л водорода, измеренного при t = 39 ºC и Р = 760 мм рт. ст., составляет 2. Эквивалентная масса оксида железа (II) FeO составляет 36 г/моль, гидроксида Fe(OH)2 – 45 г/моль.
Задание 104. Скорость реакции С2Н4 (г) + Н2 = С2Н6 (г) увеличилась в 9 раз. Исходя их ЗДМ рассчитайте, во сколько раз увеличилась концентрация реагирующих веществ по сравнению с первоначальной. Каков физический смысл константы скорости реакции и от каких факторов зависит её численное значение?
Дано: = 9 |
Решение:
Скорость данной химической реакции иметь вид
|
– ? – ? |
.
На 1 моль/л С2Н4 приходится 1 моль Н2, и обозначить их через х, то получим
.
После увеличения концентраций:
.
Тогда
.
Ответ: При увеличении скорость реакции в 9 раз концентрация каждого реагирующего вещества в реакции С2Н4 (г) + Н2 = С2Н6 (г) увеличилась в 3 раза.
Задание 130. Константа равновесия гетерогенной реакции при некоторой температуре равна 0,5. Найдите равновесные концентрации СО и СО2, если начальные составляли , . Как повлияет повышение давления на равновесие системы и численное значение константы равновесия?
Дано:
kС = 0,5; ; |
Решение:
Константа равновесия применительно к данной реакции имеет вид
. из 1 моль СО получается 1 моль СО2, и обозначим за х |
– ? – ? |
.
общее количество СО и СО2 в ходе реакции будет неизменно
Ответ: Равновесные концентрации угарного газа СО и углекислого газа СО2 при константе равновесия гетерогенной реакции вида равной 0,5 и начальными концентрациями и составят соответственно 0,04 моль/л и 0,02 моль/л.
Задание 185. Определить степень диссоциации и концентрацию ионов в растворе, в 1 л которого содержится 3,5 г NH4OH (Kд = 1,8·10–5). Запишите уравнение диссоциации. Как изменятся значения α и Kд при уменьшении его концентрации? Ответ обоснуйте.
Дано:
V = 1 л; m(NH4OH) = 3,5 г; Kд = 1,8·10–5 |
Решение:
Уравнение диссоциации будет иметь вид
. По закону разбавления Освальда
. |
α – ? – ? – ? |
Молярная концентрация гидроксида аммония составит при его молярной массе, равной г/моль
Концентрации ионов NH4+ и OH– будут равны между собой и составят
Ответ: Степень диссоциации ионов в растворе, 1 л которого содержит 3,5 г NH4OH (Kд = 1,8·10–5) составляет 0,0133. Концентрация ионов NH4+ и OH– равны и составляют 0,00133 моль/л. При уменьшении концентрации константа диссоциации не измениться, а степень диссоциации возрастёт.
Задание 218. Определить молярную концентрацию раствора гидроксида аммония NH4OH, если рН = 11,13. Запишите уравнение диссоциации и выражение для константы диссоциации.
Дано:
рН = 11,13 |
Решение:
Уравнение диссоциации будет иметь вид
. |
– ? |
Константа диссоциации будет иметь вид
.
Концентрация иона ОН– находится по выражению
Приравняем обе части и выразим
Ответ: Молярная концентрация гидроксида аммония NH4OH при рН = 11,13 составит 0,1 моль/л.
Задание 8/2. Вычислить тепловой эффект реакции , протекающей при постоянном давлении (Р = const) и Т = 600 К. В интервале 298… 1000 К Ср ≠ f(T).
Дано:
Т = 600 К |
Решение:
Тепловой эффект реакции при постоянной давлении и при температуре Т находится по выражению |
– ? |
Тепловой эффект при Т = 298 К определим по формуле
.
.
Из приложения 1 учебно-методического пособия имеем
Тогда тепловой эффект при Т = 298 К реакции составит
Изменение теплоёмкости составит
Тепловой эффект при Т = 600 К реакции составит
Ответ: Тепловой эффект реакции , протекающей при постоянном давлении и Т = 600 К, составит –278,26 кДж.
Задание 27/2. Рассчитайте стандартное значение энтропии Fe2O3, используя стандартные энтропии веществ, если известно, что стандартное изменение энтропии для всей реакции равно – 213,8 Дж/К.
Дано:
|
Решение:
Изменение энтропии реакции определяется по выражению
|
– ? |
Применительно к данной реакции
Откуда искомая энтропия Fe2O3
.
Из приложения 1 учебно-методического пособия имеем
Ответ: Стандартное значение энтропии Fe2O3, полученное исходя из того, что стандартное изменение энтропии для всей реакции равно – 213,8 Дж/К, составляет 86,39 Дж/(моль·К).
Задание 53/2. Возможно ли самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях. Определите температуру равновесия в данной системе.
Дано:
|
Решение:
Самопроизвольное протекание реакции возможно при отрицательном изменении энергии Гиббса, т.е.
|
– ? Т – ? |
Рассчитаем стандартное изменение энтальпии и энтропии реакции
.
Применительно к данной реакции
Из приложения 1 учебно-методического пособия имеем
Изменение энергии Гиббса
Протекание реакции при стандартных условиях невозможно.
Рассчитаем температуру равновесия
Ответ: Самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях невозможно, т.к. . Температура равновесия составляет 37457 К.
Задание 88/2. Составьте схему гальванического элемента, в котором самопроизвольно протекает реакция . Определите концентрацию раствора , если железный электрод – стандартный, а ЭДС элемента равна 80 мВ. Запишите и рассчитайте Кр.
Дано:
ε = 80мВ = 0,08 В |
Решение:
В данном элементе на электродах будут проходить следующие реакции На катоде – . На аноде – . |
– ? Кр – ? |
Суммарное уравнение токообразующей реакции
.
Таким образом, из 1 моль образуется 1 моль .
Из таблицы 2 учебно-методического пособия имеем
ЭДС, создаваемая элементом:
С другой стороны по уравнению Нернста
.
Подставляя, получим, что концентрация иона равна
Так как концентрация иона будет равна концентрации сульфата кадмия, то
Константа равновесия
Ответ: Концентрация раствора в гальваническом элементе с ЭДС, равной 80 мВ, в котором самопроизвольно протекает реакция , составляет 1,1·10–4 моль/л. Константа равновесия реакции составляет 515.
Задание 108/2. Составьте схему электролиза 1 М раствора AgNO3 на инертных электродах и рассчитать выход по току (Вт), если за 25 мин при силе тока 3 А масса катода увеличилась на 4,8 г. Какое вещество и сколько по массе и объёму (н. у.) выделилось на аноде? Ответ подтвердите, записав уравнение электродных реакций и суммарное уравнение электролиза. Определите электрохимический эквивалент металла.
Дано:
= 0,1 М = = 0,1 моль/л; τ = 25 мин = 1500 с; I = 3 А; mпр = 4,8 г; F = 96500 Кл/моль |
Решение:
На электродах будут проходить следующие процессы На катоде – . На аноде (рН < 7) – .
Суммарный процесс
Выход по току |
Вт – ? m – ? V – ? kAg – ? |
Теоретическая масса выделившегося серебра
.
Совместно получим
Эквивалентная масса серебра
Электрохимический эквивалент серебра
На аноде выделяется кислород. Его масса
.
Эквивалентная масса кислорода
Объём выделившегося кислорода
.
Эквивалентный объём кислорода
Ответ: Выход по току при электролизе 1 М раствора AgNO3 на инертных электродах, если за 25 мин при силе тока 3 А масса катода увеличилась на 4,8 г, составляет 0,95. Электрохимический эквивалент серебра составляет 1,1·10–3 г/Кл. На аноде будет выделяться кислород массой 0,35 г и объёмом 0,25 л.
Задание 131/2. Определите термодинамическую возможность коррозии медной платы с серебряными выводами с водородной и кислородной деполяризацией в кислой среде (рН = 3). Составьте схемы образующихся микрогальванических элементов и уравнения соответствующих процессов.
Дано:
рН = 3 |
Решение:
Рассмотрим водородную деполяризацию. Анодом будет являться медь, а катодом – серебро, т.к. . |
|
Процессы:
на аноде – , ;
на катоде (рН < 7) – ,
.
Так как , то процесс протекать не будет.
Кислородная деполяризация.
Процессы:
на аноде – , ;.
на катоде (рН < 7) – ,
Суммарный процесс
.
Ответ: При водородной деполяризации медной платы с серебряными выводами коррозия проходить не будет, так как . При кислородной деполяризации будет коррозировать медная плата, а на серебряных выводах будет выделяться вода с поглощением кислорода из воздуха.
Задание 156/2. Как электролитически создать катодное покрытие на оловянном изделии? Приведите схему, уравнения соответствующих процессов. Чем объясняется ненадёжность катодных покрытий?
Решение:
Для того, чтобы создать на олове катодное покрытие, необходимо нанести на него более электроположительный металл, например, медь .
При нарушении покрытия во влажном воздухе будут протекать такие процессы ():
на аноде – ;
на катоде – .
Суммарный процесс:
.
Надёжными катодные покрытия являются только при условии отсутствия в них сквозных пор, трещин и других дефектов, так как они механически препятствуют проникновению агрессивной среды к основному металлу.