Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Примеры решения задач. 1. Определите стандартную теплоту сгорания 1 моля метана, исходя из стандартных энтальпий образования этого вещества и продуктов его сгоранияСтр 1 из 2Следующая ⇒
1. Определите стандартную теплоту сгорания 1 моля метана, исходя из стандартных энтальпий образования этого вещества и продуктов его сгорания. Решение. Запишем уравнение реакции сгорания метана: Согласно следствию из закона Гесса, тепловой эффект этой реакции будет равен разности энтальпий образования продуктов реакции и исходных веществ: = 1 моль · + 2 моль· - 1 моль· = 0 кДж/моль (как и для других простых веществ устойчивых при стандартных условиях). Находим стандартные энтальпии образования в таблице 2 приложения 3:
Подставим найденные величины в уравнение: =1 моль·(-393,5 кДж/моль) – 2 моль·(-241,8)·кДж/моль + 1 моль ·74,9 кДж/моль = -802,2кДж Поскольку тепловой эффект реакции вычислялся для сгорания 1 моля метана, то стандартная теплота сгорания метана равна = -802,2кДж/моль
2. Определите, как изменяется скорость реакции 2СО + О2 = 2СО2 если общее давление в системе уменьшить в 2 раза. Решение. Согласно закону действия масс скорость реакции равна: v1 = k[с(CO)]2с(O2) Уменьшение давления в системе в два раза равноценно уменьшению вдвое концентрации реагирующих веществ. Поэтому после уменьшения давления скорость реакции составит: v2 = k[0,5·с(CO)]2[0,5·с(O2)] = 0,25·0,5· k[с(CO)]2с(O2) = 0,125· v1 v2/ v1 = 0,125· v1/ v1 = 1/8 Таким образом, после уменьшения давления в 2 раза скорость реакции уменьшится в 8 раз.
3. Температурный коэффициент скорости реакции равен 2,8. Во сколько раз возрастет скорость реакции при повышении температуры от 20 до 500С? Решение. Согласно правилу Вант-Гоффа: , где: v1 – скорость реакции при температуре t1 (в нашем случае 20 0 С); v2 – скорость реакции при температуре t2 (в нашем случае 50 0 С); γ – температурный коэффициент скорости реакции (в нашем случае 2,8).
Подставляя заданные значения величин в уравнение, получим: , отсюда: Прологарифмируем обе части уравнения (воспользовавшись, например, программой «Инженерный калькулятор» «Windows»): , отсюда: Таким образом, скорость реакции увеличится в 21,9 раза.
4. Найти массу воды и массу 20%-ного раствора сульфата меди (CuSO4) с массовой долей растворенного вещества 20%, необходимых для приготовления 1 л раствора с массовой долей сульфата меди 8%. Плотность 8% раствора CuSO4 равна 1,084 г/мл. Решение. Найдем массу содержащегося в конечном растворе сульфата меди. Для этого запишем формулу для вычисления массовой доли растворенного вещества. Преобразуем эту формулу, выразив массу конечного раствора через произведение его объема на плотность. В полученное выражение подставим значения приведенных в условии величин: Поскольку сульфат меди приходит в конечный раствор из исходного раствора с массовой долей соли 20%, то для этого раствора справедливо следующее выражение: Масса воды, необходимой для приготовления конечного раствора, найдется путем вычитания из массы конечного раствора массы 20%-ного раствора сульфата меди: 1,084 г/мл ∙ 1000 мл – 433,5 г = 650,5 г Таким образом, для приготовления искомого раствора нужно взять 433,5 г 20%-ного раствора сульфата меди и 650,5 г воды.
5. Вычислите осмотическое давление, а также понижение температуры замерзания раствора, в литре которого содержится 18 г глюкозы C6H12O6 при 00C. Криоскопическая константа воды составляет 1,850С·кг/моль. Решение. Согласно закону Вант-Гоффа осмотическое давление равно: Согласно второму закону Рауля – понижение температуры кипения и повышение температуры замерзания раствора прямо пропорционально моляльной концентрации раствора: ΔT = K Cm (B) = где: K - криоскопическая или эбулиоскопическая константа; m(B) – масса растворенного вещества, г; m(A) – масса растворителя, кг; M(B) – молярная масса растворенного вещества, г/моль. Поскольку концентрация глюкозы в растворе мала, то в 1 л раствора содержится приблизительно 1 кг воды (как и в 1 литре чистой воды). Тогда понижение температуры замерзания раствора составит: ΔTзам. = Kкр Cm (B) =
6. Сколько времени потребуется для полного разложения в электролизере 2 молей воды электрическим током силой 2 А? Решение. В электролизере на аноде и катоде происходят следующие процессы: А: 2H2O – 4ē → 4H+ + O2↑ К: 4H2O + 4ē → 4OH- + 2H2↑ 2H2O→2H2↑- + O2↑ В соответствии с законами Фарадея: , где m–масса вещества B, претерпевшая электрохимическое превращение, г; Мэкв. – молярная масса электрохимических эквивалентов вещества B, г/моль экв.; F – число Фарадея, F=96500 Кл/моль экв.; I – ток, А. Выразим из этой формулы время:
Для вычисления молярной массы электрохимических эквивалентов воды учтем, что ее разложение протекает и на аноде, и на катоде. Как это следует из суммарного уравнения реакций, при прохождении через электролизер 4 моль электронов на аноде и катоде суммарно разлагается 2 моль воды, отсюда: Масса 2 моль воды: m(H2O) = 2 моль ∙ 18 г/моль = 36 г Отсюда: =193000 с (или 53,6 ч).
7. Стальная деталь покрыта слоем хрома. Какие коррозионные процессы будут происходить, если покрытие будет механически нарушено (например, вследствие царапины)? Приведите схему образующихся при этом гальванических элементов и рассчитайте их ЭДС для случаев кислой и нейтральной сред. Решение. При проявлении царапины на покрытии возникает гальванический элемент: железо – хром. Катодом (электродом, на которым происходит процесс восстановления) станет электрод с большим стандартным электродным потенциалом. Находим значения стандартных электродных потенциалов в таблице 2 Приложения: - 0,440 В; = - 0,744 В. Большее значение имеет стандартный электродный потенциал железа. Следовательно, катодом будет железо, а анодом, т.е. электродом на котором происходит процесс окисления, хром. А: Cr – 3 ē → Cr3+ Теперь необходимо выяснить какие частицы восстанавливаются на катоде. В зависимости от среды это либо ионы водорода (кислая среда), либо кислород (нейтральная среда). Источником этих веществ является атмосфера. K: 2H+ + 2 ē → H2 (кислая среда), 0 В K: O2 +2H2O + 4 ē → 4OH- (нейтральная среда), + 0,401 В Таким образом, в кислой среде возникнет следующий коррозионный гальванический элемент, в котором будет окисляться хром (анод), а восстанавливаться ионы водорода (катод): , ЭДС которого в стандартных условиях: = 0 – (- 0,744 В) = 0,744 В. В нейтральной среде возникнет коррозионный гальванический элемент, в котором будет окисляться хром (анод), а восстанавливаться кислород (катод): ЭДС этого элемента: = +0,401-(-0,744) = 1,145 В.
|