И химическая идентификация углеводородов и производных 3 страница

Рекомендуемая литература: [1], гл. 5, § 5.1-5.4; [2], гл. 11; [3], гл. 6.1; [4], гл. 5, § 1, 2, 12-14; [5], гл. V, § 1; лекции.

А. Выберите правильный ответ (1, 2, 3 или 4) на задание по Вашему варианту (таблица 11) и приведите его.

Б. Обоснуйте ответ к пункту А, сопроводив его необходимыми объяснениями. Приведите формулировку закона Гесса, 1-го и 2-го следствий из него. Укажите сущность, математическое выражение и размерность термодинамической функции или другого понятия, рассматриваемого в Вашем варианте задания.

Таблица 11 – Варианты тестовых заданий

Ва-ри-ант	Задания	Варианты ответа
	Назовите, что изу­чает термохимия:	тепловые эффекты химических реакций	влияние давления на скорость протекания реакций	влияние температуры на скорость реакций	влияние температуры на смещение химического равновесия
	Укажите, как назы­вается функция, обо­значаемая DH:	энтропия	изменение энтальпии	изменение энергии Гиббса	изменение энтропии
	Укажите, на основа­нии чего проводятся термохимические расчеты:	закона Гесса	закона действующих масс	принципа Ле-Шателье	правила Вант-Гоффа
	Укажите, как назы­вается термодинами-ческая функция, обозначаемая DS:	внутренняя энергия	энтальпия	изменение энтропии	энергия Гиббса
	Укажите, какие зна­чения принимает энергия Гиббса сис­темы в ходе само­произвольного протекания химической реакции:	DG^0 = 0	DG^0> 0	DG^0< 0	DG^0 = +DH
	Укажите, какая реак­ция является эндо­терми-ческой:	CaO + H2O = Ca(OH)2, + Q	2KMnO4 = MnO2 + +K2MnO4 + O2, DH^0298 > 0	H2 + Cl2 = = 2HCl, DH^0298 < 0	реакция горения метана
	Укажите, в каких единицах выража­ется изменение эн­тропии химической реакции:	Дж/(моль ∙К)	кДж	Дж/моль	кДж/ ∙К

Продолжение таблицы 11

Ва-ри-ант	Задания	Варианты ответа
	Укажите, как называ­ется процесс, проте­кающий с поглоще­нием тепла:	экзотермичес- кий	изотермичес-кий	эндотермичес-кий	изобарный
	Укажите, как называ­ется процесс, проте­каю-щий с выделением тепла:	экзотермический	изотермичес-кий	эндотермичес-кий	изохорный
	Определите, к какому типу относится реак­ция, протекающая по уравнению 2H2O + 2Na = 2NaOH + H2­, DH< 0	к экзотермиче-ским реакциям замещения	к экзотермиче-ским реакциям присоединения	к эндотерми-ческим реакциям замещения	к эндотерми-ческим реакциям расщепления
	Назовите, какие зна­чения принимает энтальпия образова­ния простых веществ:	положительные	равные нулю	отрицательные	больше нуля и меньше единицы
	Укажите, как называ­ется термодинамическая функция, харак­теризующая степень неупорядоченности системы:	энтальпия	энтропия	энергия Гиббса	внутренняя энергия
	Укажите, как изменя­ется энтропия системы в про­цессах ис-парения:	увеличивается	уменьшается	уменьшается, а затем увеличивается	становится равной нулю

Продолжение таблицы 11

Ва-ри-ант	Задания	Варианты ответа
	Назовите, в каком случае наблюдается самопроизвольное протекание химиче­ской реакции:	DU^0> 0	DG^0 > 0	DG^0< 0	DG^0 = 0
	Укажите, при каком условии в системе наступает состояние термодинамического равновесия:	DH^0 > 0	DS^0 = 0	DU^0> 0	DG^0 = 0
	Укажите, как изме­няется энтропия в процессе возгонки CO2(тв) = CO2 (г):	увеличивается	уменьшается	увеличивается, а затем умень-ается	становится равной нулю
	Укажите, как обо­значают изменение свободной энергии Гиббса:	DS	DG	DH	Q
	Укажите математическое выражение, отражающее 1-й закон термодинамики для изобарных процес­сов:	DG= DH – ТDS	Q = DU+ р·DV	DH=H2 – H1	Q = DU
	Укажите равенство, выражающее первое следствие из закона Гесса:	-DH образова-ния вещества из простых веществ = +DH разложения вещества на эти же простые вещества	DG= DH – ТDS	Q = DU	DH^0х.р. = DH^0продуктов – DH^0реагентов

Продолжение таблицы 11

Ва-ри-ант	Задания	Варианты ответа
	Укажите математическое выражение, отражающее 1-й закон термодинамики для изохорных процес­сов:	DG= DH – ТDS	Q = DU	DH=H2 – H1	Q= DU + р DV
	Укажите, в каком слу­чае система находится в состоянии термодинамичес-кого равновесия:	DH < ТDS	DG<0	DH = ТDS	DG>0
	Назовите наименее термодинамически ус­тойчивое вещество:	С2Н4 (г) DH^0 = 52,28 кДж/моль	СО2 (г) DH^0 = -393,51 кДж/моль	СН4 (г) DH^0 = -74,85 кДж/моль	СО (г) DH^0 = -110,5 кДж/моль
	Укажите, формули­ровка какого закона приведена: «Тепловой эффект химической реакции не зависит от пути, по которому она протекает, а определя­ется только природой и состоянием исходных веществ и продуктов реакции»:	закона Гесса	второго закона термодинамики	первого закона термодинамики	закона Рауля
	Укажите, в каких еди­ницах выражается теп­ловой эффект реакции:	кДж	градус Цельсия	градус Кельвина	кДж/К

Продолжение таблицы 11

Ва-ри-ант	Задания	Варианты ответа
	Укажите, какой пара­метр не изменяется в ходе изохорных процес­сов:	внутренняя энергия	энтальпия	давление	объем
	Укажите наиболее тер­моди-намически устой­чивое соединение:	СО (г) DH^0 = -110,5 кДж/моль	СО2 (г) DH^0 = -393,51 кДж/моль	СН4 (г) DH^0 = -74,85 кДж/моль	С2Н2 (г) DH^0= 226,75 кДж/моль
	Укажите математиче­ское вы-ражение изме­нения свободной энер­гии Гиббса:	Q = - DH	Q = DU	DG=DH – ТDS	DU= U2 – U1
	Определите, какое из приведен­ных уравнений явля­ется термохимиче­ским:	S(тв) + O2(г) = SO2 (г), DH^0298 = -297 кДж/моль	S(тв) + O2(г) = SO2 (г)	S + O2 = SO2, DH^0298 = -297 кДж/моль	S + O2 = SO2
	Укажите, от чего зависит тепловой эффект хими­ческой реакции:	от присутствия катализатора	от пути перехода системы из одного состояния в другое	от природы и состояния исходных веществ и конеч- ных продуктов	от характера промежуточ-ных стадий реакции
	Укажите пара­метр, который не изменяется в ходе изобарных процес­сов:	объем	энтальпия	давление	работа

"Химическая кинетика и химическое равновесие"

Рекомендуемая литература: [1, гл. V, § 5.5, гл. VI, § 6.1, гл. 7]; [2, гл. 12]; [3, гл. 6, разд. 6.2]; [4, гл. 5, §§ 3-11]; [5, гл. V, § 2]; лекции.

Комплексное тестовое задание 12 (таблица 12)

А. Выберите для Вашего варианта правильный ответ (1, 2, 3 или 4), отражающий изменение скорости прямой реакции в результате изменения указанного в таблице 12 реакционного фактора (концентрации, температуры, давления).

Б. Обоснуйте свой ответ по пункту А и приведите соответствующие математические выражения, объясняющие Ваш ответ.

Условные обозначения: т – твердое или малорастворимое вещество, ж – жидкое вещество, р – растворенное вещество, г – газообразное вещество; ↑ или ↓ – соответственно увеличение или уменьшение; Т – температура, Р – давление, [ ] – концентрация вещества, g – температурный коэффициент.

Таблица 12 – Варианты тестовых заданий

Ва- ри- ант	Реакция или температурный коэффициент	Изменение реакционного фактора	Изменение скорости прямой реакции в результате воздействия данного фактора
	CaCO3(т)+H2O(р)+CO2(г) = Ca(HCO3)2(р)	Увеличение Р в 3 раза	↑ в 9 раз	↑ в 3 раза	↓ в 3 раза	↑ в 6 раз
	K2S(р) + H2O(ж) = KOH(р) + KHS(р)	Уменьшение Р в 2 раза	↑ в 2 раза	↓ в 2 раза	не изменится	↓ в 4 раза
	g = 3	Увеличение Т на 30 ^0С	↑ в 27 раз	↑ в 9 раз	↑ в 3 раза	↑ в 6 раз
	Na2CO3 (р) + Н2О(ж) = NaОН(р) + NaHCО3 (р)	Уменьшение [Н2О] в 2 раза	↓ в 4 раза	не изменится	↑ в 4 раза	↓ в 2 раза
	2 ZnSO4(р) + 2 H2O(ж) = (ZnOH)2SO4 (т) + H2SO4(р)	Увеличение [Н2О] в 3 раза	↓ в 9 раз	↑ в 9 раз	↑ в 6 раз	↑ в 3 раз
	HNO2(р) + NaOH(р) = NaNO2(р) + Н2О(ж)	Уменьшение Р в 2 раза	↑ в 2 раза	↓ в 2 раза	не изменится	↓ в 6 раз
	4 HCl(г) + О2(г) = 2 Н2О(г) + 2 Cl2(г)	Увеличение [HCl] в 2 раза	↑ в 8 раз	↓ в 16 раз	↑ в 4 раза	↑ в 16 раз
	2 Cl2O(г) + 2 О2(г) = 2 Cl2O3(г)	Уменьшение Р в 2 раза	↓ в 8 раз	↑ в 16 раз	↓ в 32 раза	↓ в 16 раз
	NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(т)	Увеличение Р в 2 раза	↑ в 2 раза	↑ в 4 раза	↑ в 3 раза	↓ в 4 раза

Продолжение таблицы 12

Ва- ри- ант	Реакция или температурный коэффициент	Изменение реакционного фактора	Изменение скорости прямой реакции в результате воздействия данного фактора
	СО(г) + 3 Н2(г) = СН4(г) + Н2О(г)	Увеличение [Н2] в 2 раза	↑ в 6 раз	↑ в 9 раз	↑ в 2 раза	↑ в 8 раз
	2 SO2(г) + О2(г) = 2 SO3(г)	Увеличение [SO2] в 2 раза	↑ в 8 раз	↑ в 2 раза	↑ в 4 раза	↓ в 4 раза
	Al2O3(т) + 3 Н2(г) = 2 Al(т) + 3 Н2О(ж)	Уменьшение [Н2] в 3 раза	↓ в 3 раза	↓ в 9 раз	↓ в 27 раз	↑ в 27 раз
	Fe(т) + 2 HCl(г) = FeCl2(р) + Н2(г)	Увеличение [НCl] в 4 раза	↑ в 16 раз	↑ в 4 раза	↓ в 4 раза	↑ в 8 раз
	FeCl3(р) + 3KSCN(р) = Fe(SCN)3(р) + 3KCl(р)	Уменьшение [KSCN] в 3 раза	↓ в 9 раз	↑ в 9 раз	↓ в 3 раза	↓ в 27 раз
	g = 2	Уменьшение Т на 30 ^0С	↓ в 2 раза	↓ в 4 раза	↓ в 8 раз	↓ в 16 раз
	2 NH4OH(р) + CO2(г) = (NH4)2CO3(р) + H2O(ж)	Увеличение Р в 4 раза	↑ в 4 раза	↑ в 8 раз	↓ в 4 раза	↑ в 8 раз
	Н2(г) + СО2(г) = СО(г) + Н2О(ж)	Уменьшение Р в 2 раза	↓ в 4 раза	↓ в 2 раза	↓ в 3 раза	↑ в 2 раза
	Na2S(р) + H2O(ж) = NaOH(р) + NaHS(р)	Увеличение [H2O] в 4 раза	↓ в 4 раза	↑ в 4 раза	↑ в 8 раз	↑ в 2 раза
	4 HI(г) + О2(г) = 2 Н2О(г) + 2 I2(г)	Увеличение Р в 2 раза	↑ в 32 раза	↑ в 16 раз	↑ в 4 раза	↑ в 8 раз
	g = 4	Увеличение Т на 30 ^0С	↑ в 16 раза	↑ в 12 раз	↑ в 64 раза	↑ в 4 раза
	C2H4(г) + 3 O2(г) = 2 CO2(г) + 2 H2O(г)	Увеличение [O2] в 2 раза	↑ в 2 раза	↓ в 4 раза	↑ в 8 раз	↑ в 4 раза
	4 HBr(р) + О2(г) = 2 Н2О(ж) + 2 Br2(г)	Уменьшение [HBr] в 2 раза	↓ в 16 раз	↓ в 4 раза	↓ в 32 раза	↓ в 8 раз
	HCl(р) + Al(ОН)3(т) = Al(OH)2Cl(т) + H2O(ж)	Увеличение [HCl] в 3 раза	↑ в 9 раз	↓ в 3 раза	↑ в 3 раза	↑ в 6 раз
	4 NH3(г) + 5 О2(г) = 4 NO(г) + 6 Н2О(г)	Уменьшение [О2] в 2 раза	↓ в 25 раз	↓ в 10 раз	↓ в 16 раз	↓ в 32 раза
	NaH2PO4(р) + 2 NaOH(р) = Na3PO4(р) + 2H2O(ж)	Уменьшение [NaOH] в 4 раза	↑ в 16 раз	↓ в 16 раз	↓ в 8 раз	↓ в 4 раза

Продолжение таблицы 12

Ва- ри- ант	Реакция или температурный коэффициент	Изменение реакционного фактора	Изменение скорости прямой реакции в результате воздействия данного фактора
	2 Al(т) + 3 СО(г) = Al2О3(т) + 3 С(т)	Увеличение Р в 3 раза	↑ в 3 раза	↑ в 9 раз	↑ в 27 раз	↓ в 27 раз
	Fe3O4(т) + 4 Н2(г) = 3 Fe(т) + 4 Н2О(г)	Увеличение Р в 2 раза	↑ в 8 раз	↑ в 32 раза	↑ в 2 раза	↑ в 16 раз
	g = 3	Уменьшение Т на 40 ^0С	↓ в 81 раз	↓ в 27 раз	↓ в 120 раз	↓ в 3 раза
	Mg(OH)2(т) + 2 HNO3(р) = Mg(NO3)2(р) + 2 H2O(ж)	Увеличение [HNO3] в 4 раза	↑ в 8 раз	↑ в 16 раз	↑ в 2 раза	↑ в 4 раза
	Cu(ОН)2(т) + 2 HCl(р) ⇄ CuCl2(р) + 2 Н2О(ж)	Увеличение [HCl] в 5 раз	↑ в 32 раза	↑ в 10 раз	↑ в 25 раз	↑ в 5 раз

Комплексное тестовое задание 13 (таблица 13)

А. Выберите для Вашего варианта правильный ответ (1, 2, 3 или 4), указывающий необходимое воздействие на систему для смещения равновесия в заданном направлении в таблице 13 (знак DH во всех вариантах приведен для прямой реакции).

Б. Обоснуйте свой ответ по пункту А; при этом укажите, как выбранное воздействие повлияет на скорость прямой и обратной реакций и почему; подтвердите свой ответ использованием принципа Ле-Шателье. Объясните, почему остальные варианты ответа не приводят к смещению равновесия в указанном направлении.

Условные обозначения: т – твердое или малорастворимое вещество, ж – жидкое вещество, р – раствор, г – газообразное вещество; ↑ или ↓ – соответственно увеличение или уменьшение; Т – температура, Р – давление, [ ] – концентрация вещества, g – температурный коэффициент.

Таблица 13 – Варианты тестовых заданий

Ва- ри- ант	Реакция	Заданное направление смещения равновесия	Фактор, действующий на систему для смещения равновесия
	CaCO3(т) + H2O(ж) + CO2(г) ⇄ Ca(HCO3)2(р) DH<0	Вправо	↓ [H2O]	↑ Р	↑ T	добавить катализатор

Продолжение таблицы 13

Ва- ри- ант	Реакция	Заданное направление смещения равновесия	Фактор, действующий на систему для смещения равновесия
	K2S(р) + H2O(ж) ⇄ KOH(р) + KHS(р) DH>0	Влево	↓ T	добавить катализатор	↓ Р	↑ [H2O]
	H2S2O8(р) + 2H2O(ж) ⇄ 2H2SO4(р)+Н2О2(р) DH>0	Вправо	↓ Р	↓ T	↓ [H2O2]	↓ [H2O]
	Na2CO3 (р) + Н2О(ж) ⇄ NaОН(р) + NaHCО3 (р) DH>0	Вправо	↓ T	↑ [NaOH]	добавить катализатор	↑ [H2O]
	2 ZnSO4(р) + 2 H2O(ж) ⇄ (ZnOH)2SO4(т) + H2SO4(р) DH>0	Влево	↑ Р	↓ [H2SO4]	↑ [H2O]	↓ T
	HNO2(р) + NaOH(р) ⇄ NaNO2(р) + Н2О(ж) DH<0	Влево	↑ Р	↓ [NaOH]	↓ T	↓ [H2O]
	4 HCl(г) + О2(г) ⇄ 2 Н2О(г) + 2 Cl2(г) DH<0	Вправо	↑ T	добавить катализатор	↑ [Cl2]	↑ Р
	2 Cl2O(г) + 2 О2(г) ⇄ 2 Cl2O3(г) DH<0	Влево	↓ [Cl2O3]	↑ Р	↑ T	↑ [O2]
	NH3(г) + HCl(г) ⇄ NH4Cl(т) DH<0	Влево	↑ Р	измель-чить NH4Cl	↓ T	добавить катализатор
	СО(г) + 3 Н2(г) ⇄ СН4(г) + Н2О(г) DH<0	Влево	↑ [СО]	↑ Р	↓ T	↑ Т
	2 SO2(г) + О2(г) ⇄ 2 SO3(г) DH<0	Вправо	↑ Р	↑ T	↓ [O2]	↓ Р
	Al2O3(т) + 3 Н2(г) ⇄ 2 Al(т) + 3 Н2О(ж) DH>0	Вправо	добавить катализатор	↓ T	↑ Р	↑ [H2O]
	Fe(т) + 2 HCl(г) ⇄ FeCl2(т) + Н2(г) DH>0	Влево	↑ Р	↑ [НCl]	↑ T	↓ [Н2]
	FeCl3(р) + 3 KSCN(р) ⇄ Fe(SCN)3(р) + 3 KCl(р) DH>0	Вправо	↓ [KCl]	↓ T	↑ Р	↓ [FeCl3]
	Zn(т) + 2 НBr(г) ⇄ ZnBr2(т) + Н2(г) DH<0	Влево	↑ T	↑ Р	↓ [Н2]	↑ [HBr]
	2 NH4OH(р) + CO2(г) ⇄ (NH4)2CO3(р) + H2O(ж) DH<0	Вправо	↑ T	↑ [H2O]	↑ Р	↓ Р

Продолжение таблицы 13

Ва- ри- ант	Реакция	Заданное направление смещения равновесия	Фактор, действующий на систему для смещения равновесия
	Н2(г) + СО2(г) ⇄ СО(г) + Н2О(ж) DH<0	Влево	↓ T	добавить катализатор	↓ [H2O]	↓ Р
	Na2S(р) + H2O(ж) ⇄ NaOH(р) + NaHS(р) DH>0	Влево	↓ Р	↓ T	↑ [H2O]	↓ [NaHS]
	4 HI(г) + О2(г) ⇄ 2 Н2О(г) + 2 I2(г) DH<0	Вправо	↑ [I2]	↑ Р	↑ T	↓ P
	H2(г) + Cl2(г) ⇄ 2 HCl(г) DH<0	Вправо	↓ T	↑ Р	добавить катализатор	↑ T
	C2H4(г) + 3 O2(г) = 2 CO2(г) + 2 H2O(г) DH<0	Вправо	↓ Р	↑ [CO2]	↓ T	↑ T
	4 HBr(г) + О2(г) ⇄ 2 Н2О(ж) + 2 Br2(г) DH<0	Влево	↑ [HBr]	↓ T	↑ Р	↑ [H2O]
	HCl(р) + Al(ОН)3(т) = Al(OH)2Cl(т) + H2O(ж) DH<0	Вправо	↑ T	↑ [HCl]	↑ Р	↓ Р
	4 NH3(г) + 5 О2(г) ⇄ 4 NO(г) + 6 Н2О(г) DH<0	Влево	↓ Р	↑ P	добавить катализатор	↓ T
	Na3PO4(р) + 2 H2O(ж) ⇄ NaH2PO4(р) + 2 NaOH(р) DH>0	Влево	↑ T	↓ [H2O]	↓ Р	↓ [NaOH]
	Cu(т) + СO(г) ⇄ СuО(т) + С(т) DH>0	Влево	↑ Р	↑ T	измельчить CuO	↑ [CO]
	Fe3O4(т) + 4 Н2(г) ⇄ 3 Fe(т) + 4 Н2О(г) DH>0	Вправо	↓ T	↑ Р	↑ T	↓ Р
	NH4OH(р) + HCl(г) ⇄ NH4Cl(р) + H2O(ж) DH<0	Влево	↓ T	↑ [HCl]	↑ Р	↓ Р
	Mg(OH)2(т) + HNO3(р) ⇄ MgOHNO3(р) + H2O(ж) DH<0	Влево	↑ T	↓ [H2O]	измельчить [Mg(OH)2]	↑ Р
	ZnCl2(р) + Н2О(ж) ⇄ Zn(ОН)Cl(т)+HCl(р) DH>0	Вправо	↑ [HCl]	↓ Р	↑ T	↓ T

"Характеристика истинных растворов и их концентрация"

Дата добавления: 2014-10-22