Химия

При решении задач следует руководствоваться следующим:
1. Все газы считать идеальными.
2. Все расчеты ведутся для стандартных условий (если иное не оговорено в условии задачи).
3. Считать, что при растворении газов и твердых веществ в воде объем раствора не изменяется.
4. Все окислительно-восстановительные реакции – в водных растворах. Условия – стандартные.
5. В расчетах задач на диссоциацию учитывать только первую стадию (для многоосновных кислот).
Задачи
1.1.При сжигании 5,4 г алюминиевого порошка выделилось 170 кДж тепла. Определить теплоту образования оксида алюминия и теплоту сгорания алюминия.
1.2.Вычислить теплоту образования гидроокиси кальция из следующих данных:
2Ca(ТВ) + O2(г) 2CaO(тв) + 1271,2 кДж,
2H2(г) + O2(г) 2H2O(ж) +572,6 кДж,
CaO(ТВ) + H2O(ж)Ca(OH)2(ж)+ 65,06 кДж.
...

При решении задач следует руководствоваться следующим:
1. Все газы считать идеальными.
2. Все расчеты ведутся для стандартных условий (если иное не оговорено в условии задачи).
3. Считать, что при растворении газов и твердых веществ в воде объем раствора не изменяется.
4. Все окислительно-восстановительные реакции – в водных растворах. Условия – стандартные.
5. В расчетах задач на диссоциацию учитывать только первую стадию (для многоосновных кислот).
Задачи
1.1.При сжигании 5,4 г алюминиевого порошка выделилось 170 кДж тепла. Определить теплоту образования оксида алюминия и теплоту сгорания алюминия.
1.2.Вычислить теплоту образования гидроокиси кальция из следующих данных:
2Ca(ТВ) + O2(г) 2CaO(тв) + 1271,2 кДж,
2H2(г) + O2(г) 2H2O(ж) +572,6 кДж,
CaO(ТВ) + H2O(ж)Ca(OH)2(ж)+ 65,06 кДж.
1.3.Оценить, в каком интервале температур возможно самопроизвольное протекание реакции восстановления диоксида кремния оксидом углерода (II) .2.1.Как повлияют на равновесие в предложенной системе указанные внешние воздействия? Запишите выражение для константы равновесия в вашей системе и вычислите значения К для стандартной температуры и для температуры 1000 К.Конкретные условия задач по вариантам приведены в таблице.
Равновесная система Внешнее воздействие
2 Сl2(г)+2Н2O(пар) ↔4HCl(г)+O2(г) 1.Увеличение парциального давления кислорода
2.Увеличение общего объема системы
3.Нагревание системы
3.1.На нейтрализацию 100 мл раствора соляной кислоты потребовался 1 мл раствора гидроксида натрия, pH которого равен 13
a)Определить концентрацию раствора соляной кислоты и его pH.
б)Как изменится pH раствора соляной кислоты, если его концентрацию увеличить в 5 раз?
3.2.Какой объем раствора уксусной кислоты 60 % концентрации потребуется для приготовления 1 л раствора с pH=3.Плотности растворов 103кг/м3.
3.3Рассчитать величины константы гидролиза, степени гидролиза и водородного показателя водного раствора соли. Привести уравнения гидролиза в молекулярной и ионной форме. Как изменится значение водородного показателя раствора при указанном изменении его концентрации? Плотности всех растворов считать равными 103кг/м3 . Конкретные данные для решения задачи приведены в таблице.
Соль Массовая доля, %
Нитрат аммония 5 Увеличение в 2 раза
4.1.Используя заданные в таблице значения квантовых чисел при n и l, характеризующих внешний (валентный) электронный слой элемента (Э), а также формулу его высшего оксида или гидроксида, определить этот элемент и записать его электронную формулу.
Значения квантовых чисел Формула высшего оксида Формула высшего гидроксида
n l
4 0,2 НЭО4
5.Пользуясь таблицей стандартных электродных потенциалов, составить термодинамический прогноз о возможности протекания окислительно-восстановительной реакции в предлагаемой системе и ее продуктах. Конкретные исходные данные по вариантам представлены в таблицах.
№ задачи Система(исходные вещества).Все растворы - водные.
5.1 H2O2+KI+H2SO4→
5.2 Au+Br2+KBr→
5.3.Определить время, необходимое для нанесения пленки никеля толщиной 1 мкм на подложку площадью 100 см2.Сила тока 1 А. Выход по току 60 %.

При решении задач следует руководствоваться следующим:
1. Все газы считать идеальными.
2. Все расчеты ведутся для стандартных условий (если иное не оговорено в условии задачи).
3. Считать, что при растворении газов и твердых веществ в воде объем раствора не изменяется.
4. Все окислительно-восстановительные реакции – в водных растворах. Условия – стандартные.
5. В расчетах задач на диссоциацию учитывать только первую стадию (для многоосновных кислот).
Задачи
1.1.При сжигании 5,4 г алюминиевого порошка выделилось 170 кДж тепла. Определить теплоту образования оксида алюминия и теплоту сгорания алюминия.
1.2.Вычислить теплоту образования гидроокиси кальция из следующих данных:
2Ca(ТВ) + O2(г) 2CaO(тв) + 1271,2 кДж,
2H2(г) + O2(г) 2H2O(ж) +572,6 кДж,
CaO(ТВ) + H2O(ж)Ca(OH)2(ж)+ 65,06 кДж.
1.3.Оценить, в каком интервале температур возможно самопроизвольное протекание реакции восстановления диоксида кремния оксидом углерода (II) .2.1.Как повлияют на равновесие в предложенной системе указанные внешние воздействия? Запишите выражение для константы равновесия в вашей системе и вычислите значения К для стандартной температуры и для температуры 1000 К.Конкретные условия задач по вариантам приведены в таблице.
Равновесная система Внешнее воздействие
2 Сl2(г)+2Н2O(пар) ↔4HCl(г)+O2(г) 1.Увеличение парциального давления кислорода
2.Увеличение общего объема системы
3.Нагревание системы
3.1.На нейтрализацию 100 мл раствора соляной кислоты потребовался 1 мл раствора гидроксида натрия, pH которого равен 13
a)Определить концентрацию раствора соляной кислоты и его pH.
б)Как изменится pH раствора соляной кислоты, если его концентрацию увеличить в 5 раз?
3.2.Какой объем раствора уксусной кислоты 60 % концентрации потребуется для приготовления 1 л раствора с pH=3.Плотности растворов 103кг/м3.
3.3Рассчитать величины константы гидролиза, степени гидролиза и водородного показателя водного раствора соли. Привести уравнения гидролиза в молекулярной и ионной форме. Как изменится значение водородного показателя раствора при указанном изменении его концентрации? Плотности всех растворов считать равными 103кг/м3 . Конкретные данные для решения задачи приведены в таблице.
Соль Массовая доля, %
Нитрат аммония 5 Увеличение в 2 раза
4.1.Используя заданные в таблице значения квантовых чисел при n и l, характеризующих внешний (валентный) электронный слой элемента (Э), а также формулу его высшего оксида или гидроксида, определить этот элемент и записать его электронную формулу.
Значения квантовых чисел Формула высшего оксида Формула высшего гидроксида
n l
4 0,2 НЭО4
5.Пользуясь таблицей стандартных электродных потенциалов, составить термодинамический прогноз о возможности протекания окислительно-восстановительной реакции в предлагаемой системе и ее продуктах. Конкретные исходные данные по вариантам представлены в таблицах.
№ задачи Система(исходные вещества).Все растворы - водные.
5.1 H2O2+KI+H2SO4→
5.2 Au+Br2+KBr→
5.3.Определить время, необходимое для нанесения пленки никеля толщиной 1 мкм на подложку площадью 100 см2.Сила тока 1 А. Выход по току 60 %.

1.Увеличение парциального давления кислорода
2.Увеличение общего объема системы
3.Нагревание системы
Вычислим изменение энтальпии и энтропии для данной реакции:
ΔНр = 4ΔН0298,HCl + ΔН0298,O2 - 2ΔН0298,Cl2 - 2ΔН0298,H2O = 4·(-92,3) + 0 – 2·0 – 2·(-241,8) = 114,4 кДж/моль
ΔSр = 4S0298,HCl + S0298,O2 – 2S0298,Cl2 – 2S0298,H2O = 4·186,79 + 205,04 – 2·222,95 – 2·188,72 = 128,86 кДж/моль
Определим изменение энергии Гиббса при температурах 298 К и 1000 К.
ΔG298 = 114,4 – 298·0,12886 = 76 кДж
ΔG1000 = 114,4 – 1000·0,12886 = -14,46 кДж
Энергия Гиббса связана с константой равновесия уравнением: ΔG = -2,3RTlgKp
При Т = 298 К lgКр = -ΔG/2,3RT = -76000/2,3·8,314·298 = -13,3 => Кр = 5·10-14
При Т = 1000 К lgКр = -ΔG/2,3RT = 14460/2,3·8,314·1000 = 0,756 => Кр = 5,7
Внешнеевоздействие:
1.Увеличение парциального давления кислорода сместит равновесие реакции в обратную сторону.
2.Увеличение общего объема системы (уменьшение давления) сместит равновесие в сторону прямой реакции.
3.Нагревание системы приведет к смещению равновесия в сторону прямой реакции, т.к. данная реакция экзотермическая (ΔНр > 0).
3.1.На нейтрализацию 100 мл раствора соляной кислоты потребовался 1 мл раствора гидроксида натрия, pH которого равен 13
a)Определить концентрацию раствора соляной кислоты и его pH.
б)Как изменится pH раствора соляной кислоты, если его концентрацию увеличить в 5 раз?
А) Определим концентрацию гидроксид-ионов в растворе.
рН + рОН = 14 => рОН = 14 – рН = 14 – 13 = 1
рОН = -lg[OH-] => [OH-] = 10-pH = 10-1 моль/л
10-1 моль содержится в 1000 мл (1 л)
Х моль содержится в 1 мл => Х = 10-4 моль
Реакция нейтрализации протекает по уравнению: Н+ + ОН- = Н2О
n(H+) = n(OH-) = 10-4 моль
HCl является сильным электролитом, т.е. растворе диссоциирует нацело, поэтому концентрация HCl будет равна: СHCl = [H+] = n(HCl)/V = 10-4/0,1 = 10-3 моль/л
рН = -lg[H+] = -lg10-3 = 3
Б) рН = -lg[H+]
Если концентрацию HCl увеличить в 5 раз, то она станет равна 5·10-3 моль/л.
рН = -lg[H+] = -lg(5·10-3) = 2,3
рН раствора уменьшится, т.к. возрастет концентрация ионов водорода в растворе.
3.2.Какой объем раствора уксусной кислоты 60 % концентрации потребуется для приготовления 1 л раствора с pH=3.Плотности растворов 103кг/м3.
Зная рН раствора уксусной кислоты, определим ее концентрацию.
рН = -lg[H+] => [H+] = 10-pH = 10-3 моль/л
Уксусная кислота – слабая кислота.
Степень диссоциации равна α2 = Кд/См
[H+] = α·Cм или [H+]2 = α2·Cм2
Объединим уравнения [H+]2 = (Кд/См)·См2 = Кд·См
Откуда См = [H+]2/Кд = (10-3)2 /1,74·10-5 = 0,057 моль/л
В 1 л содержится 0,057 моль уксусной кислоты.
М(СН3СООН) = 60 г/моль; m(СН3СООН) = 0,057·60 = 3,42 г
Определим массу 60% раствора, в которой содержится 3,42 г уксусной кислоты.
W = (mк-ты/mр-ра)·100 => mр-ра = mк-ты·100/W = 3,42·100/60 = 5,7 г
Т.к. плотность раствора принята равной 1, то необходимый объем раствора будет равен 5,7 мл.
Ответ: 5,7 мл.
3.3Рассчитать величины константы гидролиза, степени гидролиза и водородного показателя водного раствора соли. Привести уравнения гидролиза в молекулярной и ионной форме. Как изменится значение водородного показателя раствора при указанном изменении его концентрации? Плотности всех растворов считать равными 103кг/м3 . Конкретные данные для решения задачи приведены в таблице.
Соль Массовая доля, %
Нитрат аммония
5