Вход

Примеры решения задач по курсу химии

Контрольная работа по химии
Дата добавления: 06 декабря 2010
Язык контрольной: Русский
Word, rtf, 7.5 Мб (архив zip, 559 кб)
Контрольную можно скачать бесплатно
Скачать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу



Примеры решения задач по курсу химии






  1. Закончите уравнения реакций:


P2O5+Ca(OH)2=

Sn+O2=

SnCl4+NaOH=

Sn(OH)4+NaOH=

[Mg(OH)]2CO3+HCl=

Ge+O2=

Al+NH3=

AlH3+O2=

SiH4?T

SiH4+O2=


Какие реакции можно использовать в технологии получения плёнок (каких), составить ионные уравнения реакций (где возможно).


Решение:


P2O5+3Ca(OH)2= Ca3(PO4) 2+ 3H2O

Sn+O2= SnO2

SnCl4+4NaOH= 4NaCl+Sn(OH)4

Sn(OH)4+4NaOH= Na4SnO4+4H2O

[Mg(OH)]2CO3+4HCl=2MgCl2+CO2+3H2O

Ge+O2= GeO2

2Al+2NH3=2AlH3+N2

2AlH3+O2=Al2O3+3H2O

SiH4?TSi+2H2

SiH4+2O2=SiO2+2H2O

  1. При растворении в соляной кислоте 5,4 г сплава алюминия с цинком объём выделившегося водорода, приведённый к н. у. составил 3,8 л. Какой процентный состав сплава?


Решение:


Пусть х – масса алюминия в сплаве, тогда:


Находим V(H2), выделившийся при реакции Al с HCl:


x, г(Al) – y, л(H2)

54 г(Al) – 67,2 л(H2)

y = (67,2*x)/5,4 л.


Находим V(H2), выделившийся при реакции Zn с HCl:


z = ((5,4 г - x)*22,4)/65


Общий V(H2) при реакции сплава с HCl = 3,8 л, следовательно:


z + y = 3,8 (л), тогда находим массу Al:

(67,2 * x)/54+((5,4-x)*22,4)/64=3,8 (л).

22,4*(3x/54+(5,4-x)/64)=3,8

(22,4*46x+97,2)/1152=3,8

46x+97,2=3,8*1152/22,4

46x+97,2=195,4

46x=98,2

x = 2,14 (г) – масса алюминия.


Находим m (Zn):


5,4 – 2,14 = 3,26 (г)

W(Al) = (2,14/5,4)*100% = 39,6%

W(Zn) = (3,26/5,4)*100% = 60,4%


Ответ: состав сплава: 39,6% Al и 60,4% Zn.


  1. Вычислить изменение энергии Гиббса для химической реакции:


4CO(Г)+2SO2(Г)=S2(T)+4CO2(Г),


при 25оС по стандартным значениям энтальпий образования и абсолютных энтропий. Реакция проводится между чистыми веществами:



На основании вычисленной энергии Гиббса сделать вывод о возможности реакции? Измениться ли направление процесса при повышении температуры до 100о Какую роль при этом играют энтальпийный и энтропийный факторы?


Решение:

4СO(r)+2SO2(r)=S2(T)+4CO2(r)


Найдём изменения энтальпии:



Найдём изменение энтропии:



Зависимость энергии Гиббса реакции описывается уравнением



при стандартной температуре t=250C (T=298 K):



  1. При t=1000C (T=373 K):



При стандартной температуре значение () свидетельствует о том что реакция смещается вправо, в сторону продуктов реакции, при () но т. к. менее электроотрицательнее, то процесс смещения идет в право в меньшей степени. А если было бы >0 то реакция изменила бы направление в обратную сторону.

Энтропийный и энтальпийный факторы определяют направление реакций, если энтропия не меняется , то фактором, определяющим направление реакции, служит энтальпия, если то ито это идет процесс с выделением тепла. Если же , то система может перейти только в состоянии с большей энтропией , из-за знака минус изменение энергии Гиббса .

4. Исходя из теплот реакций окисления As2O3 кислородом и озоном


As2O3+O2= As2O5

3As2O3+2O3= 3As2O5


Вычислить теплоту образования озона из молекулярного кислорода


3/2O2?O3.


Решение:

Первое уравнение умножим на 3:


3As2O3+3O2=3As2O5

3As2O3+2O3=3As2O5


Вычтем из первого уравнения второе:


3O2=2O3 или 3/2О23.


- процесс самопроизвольно протекать не может.


  1. Константа равновесия реакции FeO(T)+COFe(T)+CO2 при некоторой температуре равна 0,5. Найти равновесные концентрации CO и CO2, если начальные концентрации этих веществ составляли: [CO]=0,05 моль/л, [CO2]=0,01 моль/л.


Решение:


FeO(T)+CO Fe(T)+CO2

К=0,5.


Начальные концентрации [CO]=0,05моль/л; [CO2]=0,01моль/л.

По мере течения реакции концентрация исходных веществ уменьшается, а концентрация продуктов реакции увеличивается. Изменение концентрации идет в строгом соответствии со стехиометрическими соотношениями, которые берутся из уравнения реакции, примем изменение концентрации [СО] до равновесия равному Х моль/л тогда в момент равновесия его концентрация станет 0,05-Х, а у СО2 увеличится на Х, т.е. будет 0,01+Х. Коэффициенты в уравнении одинаковы n(CO)=n(CO2). Для момента равновесия концентрации взяты равновесны.


0,025-0,5Х=0,01+Х или 1,5Х=0,015


т. е. Х=n=0,01моль/л отсюда в момент равновесия:


[CO2]1=0,01+0,01=0,02моль/л

[CO]1=0,05-0,01=0,04моль/л


Ответ: [CO2]=0,02моль/л; [CO]=0,04моль/л.


  1. В состоянии равновесия системы CO2+H2=CO+H2O(Г) реакционная смесь имела объёмный состав: 22% CO2, 42% H2, 17% CO, 20% H2O. Вычислить Kp и Kc для этой реакции при 1900 К и давлении 98501 Па.


Решение:

Для вычисления константы равновесия Kp воспользуемся парциальными давлениями реагирующих веществ:



Определим парциальные давления реагирующих веществ:



Определяем Kp:



Между Kp и Kc существует следующая взаимосвязь:



где - разность между числом молей газообразных веществ продуктов реакции и исходных веществ:

=2-2=0, следовательно: .

Ответ: Kp = Kc = 0,37.


  1. Постройте диаграмму состояния систем висмут-теллур по следующим данным:


Bi, вес %

100

93

80

60

52

30

15

0

Температура появления кристаллов, оС

271

250

400

540

570

480

398

430


По построенной диаграмме:

а) Определите тип диаграммы и её особенности;

б) Примените правило фаз Гиббса для всех полей, линий и характерных точек на этой диаграмме;

в) Постройте кривые охлаждения для сплавов, содержащих 0, 20, 15, 52, 80 и 100% висмута.

Сформулируйте правило фаз Гиббса, что называется фазой, компонентом, эвтектикой?

Решение:



Данная диаграмма представляет собой диаграмму плавкости. В точках А и Е системы инвариантны. Правило фаз для них выглядит как: С = 1 – 2 + 1 = 0. При температурах выше t(A) и t(E) чистые компоненты находятся в расплаве (С = 1 – 1 + 1 = При температурах ниже t(A) и t(E) в твёрдом состоянии (С = 1 – 1 + 1 = 1).

Точка А характеризует температуру плавления Te, точка E характеризует температуру плавления Bi.

Линия ABCDE – линия ликвидуса.

Линия FCG – линия эвтектики, линия солидуса.

Линия AH – линия солидуса Te.

Линия EJ – линия солидуса Bi.

Линия ABC – расплав, насыщенный Te.

Линия CDE – расплав, насыщенный Bi.

Точка С – расплав, насыщенный Te и Bi.

Линии ликвидуса и солидуса делят диаграмму на несколько полей: 1- ненасыщенный расплав Bi и Te (С = 2 – 1 + 1 = 2); 2 – расплав компонентов Bi и Te и кристаллы Te (С = 2 – 2 + 1 = 1); 3 – расплав компонентов Bi и Te и кристаллы Bi (С = 2 – 2 + 1 = 1); 4 и 5 - кристаллы Bi и Te (С = 2 – 2 + 1 = 1).

Кривые охлаждения построены на рисунке 2. Все пробы, одинаковые по массе, но разные по концентрации, характеризуются точкой 3. Температурные остановки 5-6 на кривых охлаждения при 0 и 100% Bi указывают на то, что чистые компоненты кристаллизуются при постоянной температуре t(A) и t(E) (С = 1 – 2 + 1 = 0). Участки 3-5 и 6-7 соответствуют охлаждению чистых компонентов в жидком и твёрдом состояниях соответственно (С = 1 – 1 + 1 = 1). Кривые охлаждения 15, 20 и 80%: участок 3-4 отвечает охлаждению состава (С = 2 – 1 + 1 = 2). Точке 4 соответствует температура начала кристаллизации одного из компонентов (15, 20% - Te, 80% - Bi). За счёт выделяющейся теплоты кристаллизации в точке 4 наблюдается излом, но температура кристаллизации расплава не сохраняется постоянной, так как его состав непрерывно меняется, а число степеней свободы равно 1 (С = 2 – 2 + 1 = 1). На участке 4-5 в системе продолжается кристаллизация Te (15 и 20%) и Bi (80%) и каждой температуре соответствует определённый состав насыщенного расплава, который постепенно меняется до эвтектического. Расплав, соответствующий точке 5 становится насыщенным относительно обоих компонентов (точка C на диаграмме), начинается кристаллизация эвтектики, состоящей из кристаллов Te и Bi. Число степеней свободы уменьшается до нуля (С = 2 – 3 + 1 = 0) и температура остаётся постоянной до полного затвердевания смеси (участок 5-6). Продолжительность температурной остановки тем больше, чем ближе состав исходного расплава к составу эвтектики. Участок 6-7 соответствует охлаждению двухфазной системы в твёрдом состоянии (С = 2 – 2 + 1 = 1).

Правило фаз Гиббса – в равновесной системе, на которую из внешних факторов оказывают влияние только температура и давления, число степеней свободы равно числу компонентов минус число фаз плюс два.

Фаза – часть гетерогенной системы, ограниченная поверхностью раздела и характеризующаяся в отсутствие внешнего поля сил одинаковыми химическими, физическими и термодинамическими свойствами во всех своих точках.

Компонентом называют индивидуальное химическое вещество, которое является составной частью системы, может быть выделено из неё и существовать самостоятельно.

Эвтектика – есть смесь из нескольких (двух или более) компонентов, имеющая определённую характерную структуру, и дающая при температуре своего плавления расплав – раствор, насыщенный относительно всех компонентов, входящих в состав.


  1. Возможно ли существование однокомпонентной системы, состоящей из четырёх фаз? Как доказать?


Решение:

Для однокомпонентной системы правило фаз Гиббса принимает вид:


C = 1 – Ф + 2 = 3 – Ф.


Если минимальное число степеней свободы равно нулю (система инвариантна), то Ф = 3. Значит, в равновесной однокомпонентной системе могут существовать максимально три фазы (т, ж, г).


5



© Рефератбанк, 2002 - 2017