ЗАДАЧИ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ

получить счет
N Условия задач Цена, руб  
F361

Вычислите тепловой эффект реакции A при 298 К: а) при P=const; б) при V=const; в) тепловой эффект реакции при температуре T, считая теплоемкость постоянной величиной. Тепловые эффекты образования веществ и мольные теплоемкости при стандартных условиях возьмите из справочника [1].

№вар

РЕАКЦИЯ A

T,K

23

C2H5OHж = C2H4 + H2Oж

650

F362

Вычислите тепловой эффект образования вещества А из простых веществ при 298 К и стандартном давлении, если известна его теплота сгорания при этой температуре и стандартном давлении [2]. Сгорание происходит до CO2газ и H2Oж.

№ вар

Вещество А

Формула

Состояние

23

Бензойная кислота

C7H6O2

тв

F363

Рассчитайте изменение энтропии при нагревании (охлаждении) при постоянном давлении в интервале температур от T1 до T2 g кг вещества A, если известны его температуры плавления и кипения, теплоемкости в твердом, жидком и газообразном состояниях, теплоты плавления и испарения. (Средние теплоемкости веществ во всех агрегатных состояниях, теплоты плавления и испарения найдите по справочнику [2, т.1]. Теплоты переходов из одной модификации в другую не учитывать. При отсутствии данных принять, что теплоемкости не зависят от температуры. Значения теплоемкостей, отсутствующие в справочной литературе, вычислить приближенно, используя данные справочника [1]).


вар

Вещество А

g, кг

Т1, К

Т2, К

23

CHCl3 трихлорметан

10

193

358

F364

Рассчитайте ΔH, ΔU, ΔS, ΔG для представленных ниже процессов. Из полученных результатов сделайте вывод о направлении процесса.


вар

Процесс, условия протекания

23

H2O (ж, 298 К, Р=1,01×10^5 Па) = H2O (г, 298 К, Р=1,01×10^4 Па)

F365

Вычислите константу равновесия Kp реакции при заданной температуре Т. Для расчета воспользуйтесь методом Темкина – Шварцмана [1]. Применяя принцип Ле Шателье и уравнение изобары Вант-Гоффа и уравнение Планка, определите, как будет меняться равновесный выход конечных продуктов реакции при: а) повышении температуры; б) понижении давления; в) добавлении инертного газа.

№ вар

Реакция

Т, К

23

NH4Cl(тв) = NH3(г) + HCl(г)

500

F366

По зависимости давления насыщенного пара от температуры и плотности данного вещества A с молекулярной массой M в твердом и жидком состояниях (rтв и rж в кг/м3) в тройной точке: 1) постройте график зависимости lnP от 1/Т; 2) определите по графику координаты тройной точки; 3) рассчитайте среднюю теплоту испарения и возгонки; 4) постройте график зависимости давления насыщенного пара от температуры; 5) определите теплоту плавления вещества при температуре тройной точки; 6) вычислите dP/dT для процесса плавления при температуре тройной точки; 7) вычислите температуру плавления вещества при давлении Р Па; 8) вычислите изменение энтропии, энергии Гиббса и Гельмгольца, энтальпии и внутренней энергии для процесса возгонки 1 моль вещества в тройной точке.


№ вар

Твердое состояние

Жидкое состояние

Условия

Т, К

Р, Па

Т, К

Р, Па

23

418,0
446,5
460,2
474,9
490,5

133,3
667,0
1 333,0
2 666,0
5 332,0

490,5
504,8
523,0
552,0
583,2
612,0

5 332,0
8 020,0
13 300
26 660
53 320
101 308

М=174
Р=220×105 Па
rтв=954
rж=948

F367

При температуре Т давление пара раствора концентрации с неизвестного нелетучего вещества в жидком растворителе равно Р Па; плотность этого раствора r. Зависимость давления насыщенного пара от температуры над жидким и твердым чистым растворителем приведена в таблице к задаче №7: 1) вычислите молекулярную массу растворенного вещества; 2) определите молярную и моляльную концентрации раствора; 3) вычислите осмотическое давление раствора; 4) постройте кривую P=f(T) для данного раствора и растворителя; 5) определите графически температуру, при которой давление пара над чистым растворителем будет равно Р Па; 6) определите графически повышение температуры кипения при давлении Р раствора данной концентрации с.

№ вар

Массовое содержание нелетучего вещества,
 с %

Молекулярная масса растворителя

Р, Па

Т, К

r×10-3, кг/м3

3

5

28

31740

69

0,850

F368

Дана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с ней в равновесии пара от температуры для двухкомпонентной жидкой системы А – В при постоянном давлении. Молярный состав жидкой фазы х и насыщенного пара y выражен в процентах вещества А. По приведенным данным: 1) постройте график зависимости состава пара от состава жидкой фазы при постоянном давлении; 2) постройте диаграмму кипения системы А – В; 3) определите температуру кипения системы с молярным содержанием а % вещества А; каков состав первого пузырька пара над этой системой; при какой температуре закончится кипение системы; каков состав последней капли жидкой фазы? 4) определите состав пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой, кипящей при температуре Т1; 5) при помощи какого эксперимента можно установить состав жидкой бинарной системы, если она начинает кипеть при T1 (при наличии диаграммы "состав - температура кипения"); 6) какой ком¬понент и в каком количестве может быть выделен из системы, состоя¬щей из b кг вещества А и с кг вещества В? 7) какого компонента и сколько надо добавить к указанной в п. 6 смеси, чтобы получилась азеотропная система? 8) какая масса вещества А будет в парах и в жид¬кой фазе, если 2 кг смеси с молярной долей а % вещества А нагреть до температуры T1? 9) определите вариантность системы в азеотропной точке.

№ вар

Система

Р×10-4, Па

Молярный состав А, %

Т, К

Условия

х - жидкая фаза

y - пар

23

А – C6H5CH3
B – изо-C4H10O (изо-бутиловый спирт)

10,133

0,0
6,6
11,4
15,0
21,1
33,3
35,5
44,1
55,0
58,8
63,8
68,2
76,2
80,3
84,4
87,0
89,7
96,5
100,0

0,0
13,1
21,8
26,7
33,4
42,1
44,2
48,0
53,6
54,4
57,0
59,8
64,1
67,4
71,2
73,6
77,3
87,0
100,0

381,0
378,2
376,6
375,8
374,9
374,2
374,1
373,8
373,5
373,6
373,4
374,4
374,9
375,5
376,3
376,8
377,7
380,2
383,4

T1 = 377
а = 80

F369

На основании температур начала кристаллизации двухкомпонентной системы:

  1. постройте диаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости) системы А —В;
  2. обозначьте точками: I—жидкий расплав, содержащий а % вещества А при температуре T1; II — расплав, со­держащий а % вещества А, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения; III — систему, состоящую из твердого ве­щества А, находящегося в равновесии с расплавом, содержащим b % вещества А; IV — равновесие фаз одинакового состава; V — равно­весие трех фаз;
  3. определите состав устойчивого химического соеди­нения;
  4. определите качественный и количественный составы эвтектик;
  5. вычертите все типы кривых охлаждения, возможные для дан­ной системы, укажите, каким составам на диаграмме плавкости эти кривые соответствуют;
  6. в каком фазовом состоянии находятся систе­мы, содержащие с, d, e % вещества А при температуре T1? Что про­изойдет с этими системами, если их охладить до температуры T2?
  7. определите число фаз и число условных термодинамических сте­пеней свободы системы при эвтектической температуре и молярной до­ле компонента А 95 и 5 %;
  8. при какой температуре начнет отвердевать расплав, содержащий с % вещества А? При какой температуре он отвердеет полностью? Каков состав первых кристаллов?
  9. при ка­кой температуре начнет плавиться система, содержащая d % вещества А? При какой температуре она расплавится полностью? Каков состав первых капель расплава?
  10. вычислите теплоты плавления веществ А и В;
  11. какой компонент и сколько его выкристаллизуется из сис­темы, если 2 кг расплава, содержащего а % вещества А, охладить от Т1 до Т2?


варианта

 

Системы

Молярная доля А, %

Температура начала
кристаллиза­ции, К

Молярная доля А, %

Температура
начала кристаллизации, К

9

A – CsCl
B – SrCl2

0
10
20
30
40
45
50

1147
1089
1004
906
964
975
978

55
65
70
75
80
90
100

696
896
827
853
879
960
999


№ варианта

Т1, К

a

b

c

d

e

Т2, К

9

1073

35

85

5

35

85

923

F370

С помощью стандартных энтальпий образования и изобарных теплоёмкостей в табл. 11.4 (приложение 11) вычислите стандартную энтальпию при 298 К и 398 К реакции, указанной в таблице ниже. Определите так же, насколько отличается стандартная внутренняя энергия ΔU° этой реакции от ΔH°. 
  4HCl (г) + O2 (г)= 2H2O (ж) + 2Cl2 (г)

 

Решаю задачи по химии: физической, коллоидной, общей и неорганической, аналитической, органической химии. Оперативно