Филиппа Грегори

Курс

ФИЗКОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

контрольные задания для студентов заочного отделения

специальность 18.02.09 " Переработка нефти и газа"

Вариант 1

Теоретическая часть:

1. Смысл поправок в уравнении Ван-дер-Ваальса.

2. Физический смысл энтальпии.

3. Практическое применение уравнений изотермии химической реакции.

4. Взрывные процессы.

Практическая часть:

1. Определить объём водорода при температуре 127°C и давлении 1*10⁵ Па, образующийся при взаимодействии 280 г железа с водяным паром по реакции:

3Fe+4H₂O→Fe₃O₂+4H₂.

2. Используя справочную литературу, определить изобарную термохимическую теплоту образования метана при стандартных условиях, используя реакцию:

2C₂H₆→2CH₄+C₂H₂+H₂,

если изобарный термодинамический тепловой эффект этой реакции равен +246,4кДж. Сравнить рассчитанную теплоту с табличной.

3. Истинная молярная теплоёмкость воздуха при температуре 400°C и p=const выражается уравнением:

Ср=27,2+0,0042*Т в Дж/(моль*К).

Определить среднюю удельную теплоемкость воздуха в интервале температур 0 – 400°C при p=const и v=const и сравнить эти теплоемкости с табличными.

4. Используя справочную литературу, по изменению энергии Гиббса реакции:

COCl₂↔CO+Cl₂

определить возможность и направление её протекания при стандартных условиях проведения. Подтвердится ли вывод о направлении реакции расчетом изменения энтропии этой реакции? Сделать окончательный вывод.

5. Как изменится скорость некоторой реакции при повышении температуры от 40 до 100°C, если в этом интервале температур энергия активации этой реакции равна 120*10³ Дж/моль?

6. Для реакции COCl₂↔CO+Cl₂ при температуре 600°C константа равновесия К_Р=1,67*10^-6. Определить для этой реакции при указанной температуре константу равновесия Кс.

Вариант 2

Теоретическая часть:

1. Когда применяют уравнение Менделеева-Клайперона, а когда уравнение Ван-дер-Ваальса?

2. Что такое: «энтальпия перегретого пара» и как её рассчитать?

3. Установление оптимальных условий ведения химического процесса.

4. Как связаны между собой катализатор и энергетический барьер реакции?

Практическая часть:

1. Определить изобарную термохимическую теплоту сгорания этилена при стандартных условиях, используя следующие термохимические уравнения:

1) 2C+2H₂→C₂H₂ – 52,3 кДж

2) C+O₂→CO₂ + 393,51 кДж

3) H₂+0,5O₂→H₂O+285,83кДж

Сравнить рассчитанную теплоту с табличной.

2. Используя справочную литературу, определить: будет ли реакция: MnO+H₂→Mn+H₂O идти самопроизвольно в прямом направлении при стандартных условиях её проведения, и как скажется повышение температуры на направление реакции? Вывод о влиянии повышения температуры на направление реакции подтвердить расчётом величины (∆H⁰₂₉₈)_р-ции.

3. Используя справочную литературу, определить среднюю удельную теплоёмкость кислорода при p = const в интервале температур 500 – 940° C.

4. Для реакции CH₃COOH+C₂H₅OH↔CH₃COOC₂H₅+H₂O при температуре 25° C константа равновесия Кс = 4. В каком направлении пойдёт реакция, если смешать при указанной температуре 1 моль эфира и 3 моля воды? Определить молярный состав смеси в момент равновесия.

5. Для некоторой реакции разложения 1-го порядка при температуре 460° C константа скорости равна 3,5*10^-2с^-1, а при температуре 518° C – 34,3*10^-2с^-1. Определить энергию активации этой реакции в указанном интервале температур.

6. При повышении температуры на 50° C скорость некоторой реакции возросла в 1 200 раз. Определить температурный коэффициент скорости этой реакции.

Вариант 3

Теоретическая часть:

1. Практическое значение факторов интенсивности системы.

2.Что такое: «Энтальпия сухого пара» и как её рассчитать?

3.Зависимость константы равновесия Кс от различных факторов.

4. Энергетический барьер реакции.

Практическая часть:

1. Газовая смесь состоит из 8 кг метана и,3 кмоль этана. Выразить состав смеси в массовых, объёмных и молярных долях и процентах. Определить парциальный объём каждого газа, если эта смесь занимает объём 10 м³.

2. Рассчитать термохимический тепловой эффект реакции разложения 1кг Na₂CO₃ по схеме: Na₂CO₃→Na₂O+CO₂ с помощью следующих термохимических уравнений:

1) Na₂CO₃+SiO₂→Na₂SiO₃ – 86,8 кДж

2) Na₂O+SiO₂→ Na₂SiO₃ +232,5 кДж

Объяснить смысл знака перед численным значением рассчитанной теплоты.

3. Используя справочную литературу, определить при p = const среднюю удельную теплоёмкость газовой смеси 0,5 моль азота и 1,5 моль кислорода в интервале температур 0 – 200° C.

4. Используя справочную литературу, определить: будет ли реакция: 4HCl+O2→2Cl₂+2H₂O идти самопроизвольно в прямом направлении при стандартных условиях её проведения и как скажется повышение температуры на направление реакции? Вывод о влиянии повышения температуры на направление реакции подтвердить расчетом величины (∆H⁰₂₉₈) реакции.

5. Для некоторой реакции 1-го порядка при температуре 140° C константа скорости равна 5,5*10^-4 с^-1, а при температуре 185° C – 9,2*10^-3 с^-1. Определить константу скорости этой реакции при температуре 167° C.

6. Во сколько раз увеличится скорость растворения железа в разбавленной соляной кислоте при повышении температуры от 18 до 32° C, если температурный коэффициент скорости этой реакции в указанном интервале температур равен 2,8?

Вариант 4

Теоретическая часть:

1. Что представляет собой «свободная» поверхностная энергия?

2. Физическая сущность II закона термодинамики.

3. Значение правила Ванг-Гоффа.

4. Зависимость процесса адсорбции на твёрдом адсорбенте от различных факторов.

Практическая часть:

1. В сосуде ёмкостью 0,05м³ находится смесь 140 г оксида углерода и 20 г водорода при температуре 27° C. Определить парциальные давления каждого газа смеси, общее давление газовой смеси, состав смеси в массовых, объёмных и молярных долях и процентах.

2. Используя справочную литературу, определить изобарный и изохорный термохимический тепловой эффект реакции: CO₂+C→2CO при стандартных условиях, если образовалось 10 л CO. Объяснить смысл знаков перед численными значениями определяемых теплот.

3. Используя справочную литературу, по изменению энергии Гиббса реакции:

3PbO+2Al↔Al₂O₃+3Pb

определить возможность, направление, скорость и полноту протекания реакции при стандартных условиях её проведения. Подтвердить вывод о направлении реакции расчетом изменения энтропии этой реакции.

4. Для реакции SO₂+0,5O₂↔SO₃ при температуре 727° C константа равновесия Кр=5,845*10^-3. Определить для этой реакции при указанной температуре константу равновесия Кс.

5. При нагревании NO₂ в закрытом сосуде до некоторой температуры равновесие реакции 2NO₂↔2NO+O2 устанавливается при концентрации NO₂, NO и O₂ соответственно (в моль/л) 0,3; 1,2 и 0,6. Определить для данной реакции при этой температуре константу равновесия Кс и исходную концентрацию NO₂.

6. Для реакции CH₃COOH+C₂H₅OH↔CH₃COOC₂H₅+H₂O при температуре 25° C константа равновесия Кс = 4. В каком направлении пойдёт реакция, если при указанной температуре смешать 50 г кислоты, 27 г спирта, 37 г эфира и 54 г воды? Определить массу каждого вещества в момент равновесия.

Вариант 5

Теоретическая часть:

1. Роль вязкости и текучести жидкостей в химической технологии.

2. Физический смысл энтропии.

3. Признаки химического равновесия.

4. Применение закона действия масс к гомогенным системам (формулировка, математическая запись для реакции в общем виде, графическое изображение с пояснением для обратимых реакций).

Практическая часть:

1. Используя справочную литературу, по изменению энергии Гиббса реакции:

MnO+H₂↔Mn+ H₂O,

определить возможность и направления энтропии этой реакции.

2. При температуре 500° C удельный объём перегретого пара равен 0,361 м³/кг. Определить давление 1кг этого пара и сравнить его со значением в «скелетных» таблицах.

3. При взаимодействии азота с раскалённым металлическим кальцием образует нитрид кальция. Определить объём азота, вступившего в реакцию с 0,8 кг кальция, если при температуре 27° C давление азота составляет 1*10⁵ Па.

4. При взаимодействии азота с раскалённым металлическим кальцием образует нитрид кальция. Определить объём азота, вступившего в реакцию с 0,8 кг кальция, если при температуре 27 °C давление азота составляет 1*10⁵ Па.

5. Для реакции CO+ H₂O ↔CO₂+H₂ при температуре 800° C константа равновесия Кс=1. Определить направление реакции, если для её проведения при указанной температуре взять смесь, состоящую из 1 моль CO и 5 моль H₂O. Каков молярный состав смеси в момент равновесия?

6. При температуре 140° C некоторая реакция заканчивается за 30 минут. За сколько времени закончится эта реакция при уменьшении температуры до 130°C, если температурный коэффициент скорости этой реакции в указанном интервале температур равен 3?

Вариант 6

Теоретическая часть:

1. Современные взгляды на структуру жидкостей.

2. Дать одну из формулировок I закона термодинамики и пояснить на примерах.

3. Значение принципа Ле-Шателье в химической технологии.

4. Зависимость скорости реакции от различных факторов.

Практическая часть:

1.Определить объём водорода при стандартных условиях, если газ получен при взаимодействии 100 г цинка с соляной кислотой.

2. Используя справочную литературу, по изменению энергии Гиббса реакции:

3FeO+2Al↔Al₂O₃+3Fe

определить возможность, направление, скорость и полноту протекания реакции при стандартных условиях её проведения. Подтвердится ли вывод о направлении реакции расчетом изменения энтропии этой реакции? Сделать окончательный вывод.

3. Для реакции CH₃COOH+C₂H₅OH↔CH₃COOC₂H₅+H₂O определить при температуре 25° C константу равновесия Кс и исходные количества кислот и спирта, если в момент равновесия реакционная смесь содержит по 1/3 моль кислоты и спирта и по 2/3 моль эфира и воды.

4. Для реакции CO+ H₂O ↔CO₂+H₂ при температуре 986° C константа равновесия Кс=1,6. Определить (в объёмных долях) выход CO₂ и H₂, а так же остаток CO и H₂O к моменту равновесия, если для проведения этой реакции при указанной температуре взяли смесь, содержащую (в объёмных долях)

5. Как изменить скорость некоторой реакции при повышении температуры от 25 до 100° C, если энергия активации этой реакции в указанном интервале температур равна 125,7*10³ Дж/моль?

6. При повышении температуре на 80° C скорость некоторой реакции возросла в 3000 раз. Определить температурный коэффициент скорости этой реакции: CO – 40*10^-2 и H₂O – 60*10^-2.

Вариант 7

Теоретическая часть:

1. Что такое перегретый пар и степень перегрева пара?

2. Зависимость теплоёмкости идеальных газов от различных факторов.

3. Практическое использование процесса адсорбции.

4. Записать и сформулировать правило фаз Гиббса для 2-х компонентных конденсированных систем. Какой внешний фактор влияет на равновесие таких систем?

Практическая часть:

1. Считая водород реальным газом, определить его давление, если 40 г водорода находятся в сосуде емкостью 10 л при температуре 700° C. Обосновать выбор уравнения для расчёта давления газа.

2.Используя справочную литературу, определить термохимическую изобарную теплоту, необходимую для образования 1кг аммиака при стандартных условиях по реакции:

NH₄Cl→NH₃+HCl.

Объяснить смысл знака перед числовым значением рассчитанной теплоты.

3. 1кг перегретого пара с температурой 300° C и давлением 10*9,80665*10⁴ Па изобарно охлаждается и становится сухим. Определить удельный объём, плотность и полную удельную теплоту полученного пара, а также температуру кипения воды. Сравнить одну из этих величин со значением её в «скелетных» таблицах.

4. При некоторой температуре состояние равновесия системы H₂+I₂↔2HI характеризуется концентрациями H₂, I₂ и HI (в моль/л) соответственно: 0,005; 0,005 и 0,03. Определить при этой температуре для данной реакции константу равновесия Кс и исходные концентрации H₂ и I₂, считая все вещества, участвующие в реакции при этой температуре, газообразными.

5. Для реакции N₂O₄↔2NO₂ при температуре 63° C константа равновесия Кр=1,287*10⁵ Па. Определить (в молях, молярных долях и молярных процентах) состав смеси в момент равновесия, если общее равновесное давление смеси при указанной температуре равно 101325Па, а все вещества, участвующие в реакции, являются при данной температуре газообразными.

6. Как изменится скорость некоторой реакции при повышении температуры на 40° C, если температурный коэффициент скорости реакции равен 3,2?

Вариант 8

Теоретическая часть:

1. Понятие о плазме.

2. Понятие о теплоемкости вещества. Виды теплоемкостей.

3. Зависимость константы равновесия Кс от температуры.

4. Найти число степеней свободы для эвтектической точки и полученный результат объяснить.

Практическая часть:

1.Рассчитать термохимический тепловой эффект реакции: 2PH₃+4O₂→P₂O₅+3 H₂O с помощью следующих термохимических уравнений:

1) P+1,5H₂→PH₃ – 48 кДж

2) 2P+2,5O₂→ P₂O₅ +1507 кДж

3) H₂+0,5O₂→ H₂O +286 кДж

Объяснить смысл знака перед числовым значением рассчитанной теплоты.

2. 1кг перегретого пара с температурой 400° C и удельным объёмом 0,154 м³/кг изохорно охлаждается и становится сухим. Определить давление, удельный объём и плотность полученного пара. Сравнить одну из найденных величин с её значением в «скелетных» таблицах.

3. Как изменится давление сероводорода, если в адиабатном процессе температура газа возросла в 2 раза?

4. Для реакции CO+H₂O↔CO₂+H₂ при температуре 800° C константа равновесия Кс=1. Определить направление реакции, если для её проведения при указанной температуре взять смесь, состоящую из 10 моль CO и 4 моль H₂O. Каков молярный состав смеси в момент равновесия?

5. Температура некоторой реакции равна 27° C. Как надо изменить температуру этой реакции для увеличения её скорости в 10 раз, если энергия активации данной реакции в этих интервалах температур составляет 128*10³ Дж/моль?

6. Как надо изменить температуру некоторой реакции для увеличения её скорости в 50 раз, если температурный коэффициент скорости этой реакции в определяемом интервале температур равен 3?

Вариант 9

Теоретическая часть:

1. Практическое значение закона Гесса.

2. Что такое степень сухости и степень влажности пара?

3. Зависимость константы равновесия Кр от температуры.

4. Для чего вводится в закон действия масс константа скорости реакции и что она характеризует?

Практическая часть:

1. Считая кислород реальным газом, определить объём 1кмоль этого газа при температуре 237° C и давлении 1,108*10⁸ Па. Обосновать выбор уравнения для расчёта объёма газа.

2. Используя справочную литературу, определить изобарную термохимическую теплоту, если 433 г HgO прореагировало по реакции: HgO+2HCl→HgCl₂+ H₂O при стандартных условиях. Объяснить смысл знака перед числовым значением рассчитанной теплоты.

3. Средняя удельная теплоёмкость газообразного диоксида серы в интервале температур 0 – 200° C при v=const равна 0,53 кДж/(кг*К). Определить среднюю удельную теплоёмкость газа в этом же интервале температур при p=const и сравнить рассчитанную теплоёмкость с табличной.

4. При смешивании 1 моль CO и 1 моль H₂O при температуре 427° C идёт реакция

CO+ H₂O ↔CO₂+H₂

Определить для данной реакции при указанной температуре константы равновесия Кс и Кр, если равновесная смесь содержит по 0,75 моль CO₂ и H₂.

5. Для реакции H₂ +Cl₂↔2HCl при некоторой температуре константа равновесия Кс=40. Определить количество водорода, вступившего при заданной температуре в реакцию с хлором, если при этой температуре взять смесь H₂ и Cl₂ с одинаковыми концентрациями, которые составляют (в моль/л) по 0,01.

6.Для реакции CH₃COOH+C₂H₅OH↔CH₃COOC₂H₅+H₂O при температуре 25° C константа равновесия Кс=4. Определить направление реакции, если при указанной температуре смешать 3 моль спирта, 440 г эфира и 54 г воды? Определить массу каждого вещества в момент равновесия.

Вариант 10

Теоретическая часть:

1. Причины отклонений свойств реальных газов от законов идеальных газов.

2. Понятие о внутренней энергии идеального газа. Её зависимость от различных факторов.

3.Динамичность истинного равновесия.

4. Что такое «ингибитор» и «ингибирование», «старение» катализатора и «отравление» катализатора.

Практическая часть:

1. Используя справочную литературу, определить изобарную и изохорную термохимическую теплоту образования бензола при стандартных условиях. Объяснить смысл знаков перед числовыми значениями рассчитанных теплот. Сравнить рассчитанную изобарную теплоту с табличной.

2. Используя справочную литературу, определить при p=const среднюю удельную теплоёмкость газовой смеси 14 г азота и 12 г кислорода в интервале температур 0 – 170°C.

3. Используя справочную литературу, по изменению энергии Гиббса реакции: CuO+H₂ ↔Cu+ H₂O определить возможность, направление, скорость и полноту протекания реакции при стандартных условиях её проведения. Подтвердится ли вывод о направлении реакции расчетом изменения энтропии этой реакции? Сделать окончательный вывод.

4. При смешивании 1 моль CO и 1 моль Cl₂ при температуре 550° C идёт реакция CO+Cl₂↔COCl₂. Определить для этой реакции при указанной температуре константы равновесия Кс и Кр, если равновесная смесь содержит 0,25 моль COCl₂.

5. Для реакции N₂+O₂↔2NO при некоторой температуре константа равновесия Кс=5*10^-3. Определить выход NO (в объёмных процентах), если исходные газы N₂ и O₂ взяты из воздуха в объёмном отношении соответственно 4:1.

6. При температуре 25° C константа скорости некоторой реакции равна 9*10^-3 мин^-1. Определить температурный коэффициент скорости этой реакции в интервале температур 25-40° C, если энергия активации реакции в этом интервале температур составляет 105*10³ Дж/моль.

«Наследство рода Болейн»

Посвящается Энтони

Дата добавления: 2015-08-31