Контрольная работа по "Химии"

86.Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования NO? Вычислите теплоту образования NO, исходя из следующих термохимических уравнений:

4 NH₃(г)+5О₂(г) = 4 NО(г) +6H₂О (ж);                 ΔН=-1168,80 кДж.

4 NH₃(г)+3О₂(г) = 2 NО₂(г) +6H₂О (ж);                 ΔН=-1530,28 кДж.

Решение: Следствие из закона Гесса: «Тепловой эффект реакции равен сумме энтальпий образования продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий образования исходных веществ с учетом коэффициентов реакции»:

DH⁰_х.р. =

n × DH⁰_{продуктов} - n × DH⁰_{исходных веществ}.

DH⁰_х.р. = DH⁰_{обр.прод} 4 NО(г) +DH⁰_{обр.прод} 6H₂О (ж) - DH⁰_исх.в-в 4 NH₃(г)+ DH⁰_исх.в-в 5О₂(г) , если              

∆H(О_2(г)) = 0 ;  ∆H(NH_3(г)) = -46,19 кДж ; ∆H(H₂О_(ж)) = -285,84 кДж

DH(NО_(г)) = (DH⁰_х.р.+ 4*∆H(NH_3(г)) + 5*DH⁰(О_2(г)) – 6*∆H(H₂О_(ж)))/4

∆H(NО_(г)) = (-1168,8+4*(-46,19) + 0 -6*(-285,84)) = 90,37кДж. 

Ответ:90,37кДж.

 

 

№ 106

Знак изменения энергии  Гиббса DG можно качественно оценить по уравнению Гиббса.

DG = DH – TDS (уравнение Гиббса),

Рассчитаем энтропию химической реакции  , используя значения   S⁰(₂₉₈) для всех веществ, участвующих в реакции.

 

Значения 

и можно рассчитать по уравнению, аналогичному уравнению для расчёта

= ∑ (прод) – ∑ (исх);

= ∑ D (прод) – ∑ D (исх)

= (S⁰(СО) + S⁰(Н₂О)) – (S⁰(Н₂) + S⁰(CО₂)) = 197,55 + 69,95 – (130,52 +213,66) =-76,68

Рассчитаем по уравнению Гиббса:

DG = DH – TDS = -2,28  – 298*(-0,07668) = 19,91кДж

Так как  > 0,  при стандартных условиях  реакция самопроизвольно  протекает в обратном направлении.

 

№ 126

Зависимость скорости реакции  υ от температуры Т определяется правилом Вант-Гоффа. 

 

; ( правило Вант-Гоффа),     

γ – температурный коэффициент реакции

 

 В соответствии  с правилом Вант-Гоффа  при  увеличении температуры ΔТ на 30 К при 2,5:

.

Скорость реакции увеличится в 81 раз.

 

 

№ 146

Согласно закону эквивалентов, вещества реагируют в эквивалентных  соотношениях.

Молярная  концентрация эквивалентов (нормальность) вещества В в растворе С_эк(В) – это отношение количества вещества моль эквивалентов n_эк(B) к объему раствора V_p(л)

С_эк(В) =

Откуда n_экв (В) = С_эк(В)*Vр-ра

Расситаем количества вещества моль эквивалента для каждого  из реагирующих веществ

n_экв (H₂SO₄) = С_эк(В)*Vр-ра = 0,3*0,075=0,0225

n_экв (КОН) = С_эк(В)*Vр-ра = 0,2*0,125=0,025

Следовательно, в избытке останется КОН

После реакции останется n_экв (ост) = 0,025-0,0225=0,0025

m= n_экв (ост)*Z*Mr(КОН)=0.0025*1*56=0,14г

В растворе останется 0,14 г КОН

№ 166

Для решения воспользуемся следствием из закона Рауля:

М(В) = , где 

К –  криоскопическая константа, где m1 – масса растворенного вещества;

m2 –  масса растворителя;

t – величина, показывающая на сколько градусов  понизилась температура;

К – криоскопическая  константа.

М(В) = = =60 г/моль

 

№ 186

 

1. CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4

Cu²⁺ + SO4^2- + H₂S = CuS↓ + 2H⁺ + SO4^2-

Cu²⁺ + H₂S = CuS↓ + 2H⁺

2. BaCO3 + 2HNO3 = Ba(NO3)2 + CO2 + H2O

Ba²⁺ + CO3 ^2- + 2H⁺ + 2NO3^-  = Ba²⁺ + 2NO3^-  + CO2↑ + H2O

CO3 ^2- + 2H⁺ = Ba²⁺ + 2NO3^- + CO2↑ + H2O

3. 3КОН +FeCl3 = Fe(OH)3 + 3KCl

3К⁺ + 3ОН^- +Fe³⁺ + 3Cl^- = Fe(OH)3↓ + 3K⁺ + 3Cl^-

3ОН^- +Fe³⁺ = Fe(OH)3↓

 

№ 206

1. Na2S + H2O = NaOH + NaHS

S ^2- + H2O = OH ^- + HS ^-

Реакция среды щелочная, pH больше 7

 

2. AlCl3+ H2O =AlOHCl2 + HCl

Al ³⁺ + H2O =AlOH ²⁺ + H ⁺

Реакция среды кислая, pH меньше 7

 

3. 2NiSO4 + H2O =(NiOH)2SO4 + H2SO4

2Ni²⁺ +  H2O =2NiOH⁺ 

Реакция среды кислая, pH меньше 7

№ 246

Величина равновесного электродного потенциала металла зависит  от природы металла, концентрации его  ионов в растворе и температуры. Эта зависимость выражается уравнением Нернста.

 

Уравнение Нернста для металлического электрода  при 298 К 

Е_Меⁿ⁺/ _Ме = E⁰_Меⁿ⁺/ _Ме +

lg[Mеⁿ⁺],

E⁰_Меⁿ⁺/ _Ме  – стандартный электродный потенциал, В;

n – число электронов в электродной реакции;

[Mеⁿ⁺] – концентрация ионов металла, моль/л

 

E⁰_Ag⁺/ _Ag = +0,799  E^95%_Ag⁺/ _Ag = +0,759

Отсюда из уравнения  Нернста 

lg[Mеⁿ⁺] = = = -0,677

[Mеⁿ⁺] = 0,2 моль/л

 

Задача №246. Потенциал серебряного электрода в растворе AgNO3 составил 95% от значения его стандартного электродного потенциала. Чему равна концентрация ионов Ag⁺ (в моль/л)?

Решение.

Стандартный электродный потенциал  серебра

E° = + 0,80 В

Потенциал серебряного электрода  в растворе

Е = 0,95 · E° = 0,95 · 0,80 = 0,76 В

По закону Нернста электродный  потенциал металла в растворе определяется по формуле

0,059

E = E ° + (0,059/ n)* lgC

где n = 1 – число электронов, принимающих участие в процессе.

Из этой формулы находим концентрацию ионов серебра в растворе

(0,059/ n)* lgC=E- E °

 

lgC = (n *( E- E °))/0,059

 

С=10 ^{(n *( E- E °))/0,059}=10^{(1(0,76-0,8))/0,059}=0,21 моль/л.

 

Ответ: С = 0,21 моль/л.

 

 

№ 266

 

 

Для расчета массы веществ m(B), выделившихся на электродах, используют объединенное уравнение законов Фарадея:

 

m(B) = M_эк(B) ·I · t /96500, где

M_эк(B) – молярная масса эквивалентов вещества;

I – сила тока в А;

t – время электролиза в с;

96500 – постоянная Фарадея

 

Отсюда, М_эк = m*96500/I*t

М_эк = 5.49*96500/6*2700=32.7г\моль

 

№ 286

 

Сравним стандартные электродные потенциалы железа и никеля:   Е⁰_Fe²⁺/ _Fe = −0,440 В,  E⁰_Ni²⁺/_Ni = −0,250 B). Анодом в данном гальваническом элементе является железо, т. к. имеет меньшее значение электродного потенциала, и поэтому как более активный металл  будет коррозировать (окисляться). Катодом является никель. Следовательно, покрытие – катодное.

A(-) Fe | НCl | Ni (+)K      

 

А: Fe⁰ – 2e = Fe⁺²

K: 2H⁺+ 2e->H₂

Суммарно: Fe⁰ + 2H⁺ = Fe⁺² + H₂ или Fe+2HCl=FeCl₂+H₂

 

A(-) Fe | H2O, O2 | Ni (+)K      

 

А: Fe⁰ – 2e = Fe⁺²

K: 2H₂O+O₂+4e = 4OH^-

Суммарно: 2Fe⁰ + 2H₂O+O₂ = Fe⁺² + 4OH^- или  2Fe⁰ + 2H₂O+O₂ = 2Fe(OH)2