Контрольная работа включает 5 теоретических вопросов и 5 задач по разделам:

- химическая термодинамика,

- химическое равновесие,

- фазовое равновесие,

- электрохимия,

- химическая кинетика и катализ.

Вопросы

1.  Приведите известные вам формулировки первого начала термодинамики и напишите его математическое выражение. Проведите его анализ при различных условиях.

2.  Что называется термодинамической системой? Какие системы называются изолированными?

3.  Какие системы называются закрытыми? Открытыми? Приведите примеры.

4.  Что такое внутренняя энергия системы?

5.  Что называется функцией состояния системы? Перечислите известные вам функции состояния.

6.  Что называется тепловым эффектом реакции?

7.  Чему равна работа расширения одного моля идеального газа при изохорном, изобарном и изотермическом процессах?

8.  Какова связь энтальпии с внутренней энергией?

9.  Что называется удельной, молярной, средней и истинной теплоемкостью?

10.  Сформулируйте нулевое начало термодинамики.

11.  Сформулируйте закон Гесса и его следствия.

12.  Что называется стандартной теплотой образования вещества?

13.  Что называется стандартной теплотой сгорания вещества?

14.  Как рассчитать стандартный тепловой эффект реакции с помощью стандартных теплот образования и сгорания?

15.  Какое соотношение  имеется между тепловыми эффектами реакции при постоянном объеме и постоянном давлении?

16.  Как тепловой эффект химической реакции зависит от температуры? Выведите дифференциальную форму уравнения Кирхгофа.

17.  Выведите уравнение Кирхгофа в интегральной форме.

18.  Изменение теплоемкости системы в ходе реакции в некотором интервале температур меньше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале?

19.  Изменение теплоемкости системы в ходе реакции в некотором интервале температур больше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале?

20.  Приведите формулировки второго начала термодинамики. Напишите его математическое выражение для обратимых и необратимых процессов.

21.  Напишите математическое соотношение между энтропией и теплотой необратимого процесса.

22.  Как рассчитать изменение энтропии в процессе фазового перехода (испарение, плавление, возгонка)?

23.  Как рассчитывается изменение энтропии системы при протекании химических реакций по известным значениям S^o участников реакции? Приведите пример.

24.  Можно ли судить по значению энтропии о направлении процесса в неизолированной системе (открытой и закрытой)?

25.  Как связана энтропия с термодинамической вероятностью системы? Приведите уравнение Больцмана и объясните значения входящих в него величин.

26.  Какие Вы знаете термодинамические потенциалы? Приведите формулы для их расчета и область применения.

27.  При каких условиях внутренняя энергия может служить критерием направления процесса?

28.  При каких условиях изменение энтальпии является критерием возможности самопроизвольного процесса?

29.  Как изменяется энергия Гиббса и энергия Гельмгольца при изотермическом расширении одного моля идеального газа в интервале от V₁ до V₂?

30.  Чему равно значение DG для обратимой реакции в состоянии равновесия?

31.  Используя уравнение Больцмана покажите, к какому значению стремится энтропия идеального кристалла при приближении температуры к абсолютному нулю.

32.  Приведите формулировку и математическое выражение закона действующих масс для обратимых реакций.

33.  Сформулируйте определение химического равновесия. Что произойдет при равновесии со скоростью обратной реакции, если скорость прямой увеличится вдвое?

34.  Напишите уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа ипокажите, какие вопросы можно решать, применяя его.

35.  Какие факторы влияют на константы равновесия К_р и К_с?

36.  Напишите уравнение зависимости константы химического равновесия от температуры в дифференциальной форме и проанализируйте его.

37.  Выведите уравнение зависимости константы равновесия от температуры.

38.  Покажите на примерах способы расчета изменения энергии Гиббса и энергии Гельмгольца в ходе химической реакции.

39.  Выведите уравнения изохоры и изобары химической реакции. Что можно рассчитать с их помощью?

40.  Выведите уравнение для расчета константы химического равновесия реакции с помощью стандартных термодинамических величин - изменения энтальпии и энтропии.

41.  Опишите принцип расчета состава равновесной смеси по исходному составу и константе равновесия. Что такое теоретический выход продукта реакции?

42.  Каково влияние давления на положение равновесия реакций, протекающих в газовой фазе? Приведите пример.

43.  Приведите пример обратимой гетерогенной реакции. Какая существует зависимость между давлением диссоциации и константой равновесия?

44.  Чем отличаются гомогенные и гетерогенные системы? Дайте определение понятий «фаза» и «компонент». Приведите примеры. Что такое число независимых компонентов?

45.  Что такое число термодинамических степеней свободы? Сформулируйте правило фаз Гиббса. Рассчитайте вариантность системе, состоящей из водного раствора сахарозы в присутствии водяного пара и находящейся в закрытом стеклянном сосуде.

46.  Что такое диаграмма состояния? Изобразите диаграмму состояния однокомпонентной системы (на примере воды) и опишите ее.

47.  Выведите уравнение Клапейрона для фазовых превращений индивидуальных веществ. Пользуясь им, объясните наклон линии равновесия жидкая вода – лед в сторону оси давлений на диаграмме состояния воды.

48.  Выведите уравнение Клапейрона–Клаузиуса для процессов испарения (кипения). Покажите, как можно использовать это уравнение в технологических процессах.

49.  Опишите применение термографического анализа в фармации. Объясните физический смысл отдельных участков кривых охлаждения индивидуальных веществ и бинарных смесей.

50.  Изобразите диаграмму плавления неизоморфной бинарной смеси лекарственных веществ, опишите принцип ее построения с использованием кривых охлаждения. Сформулируйте и объясните правило рычага применительно к диаграммам состояния.

51.  Используя диаграмму плавления, сформулируйте понятие об эвтектических смесях. Приведите примеры эвтектических бинарных смесей лекарственных веществ (с указанием температуры плавления и состава).

52.  Приведите диаграмму плавления бинарной смеси, образующей в расплаве химическое соединение. Дайте описание всех ее фазовых полей и кривых равновесия.

53.  Опишите треугольник Гиббса для отображения состава тройных смесей. Покажите на конкретном примере, как с его помощью определить состав смеси в конкретной точке диаграммы?

54.  Сформулируйте закон Рауля и выведите его математическое выражение. Что называется идеальными растворами? Приведите примеры.

55.  Как выглядят диаграммы “давление – состав” и “температура –состав” для  идеальных и для неидеальных растворов? Сформулируйте закон Дальтона.

56.  Сформулируйте первый закон Коновалова. Иллюстрируйте его с помощью диаграммы «давление – состав».

57.  Каковы причины отклонений от закона Рауля? Как они отображаются на диаграммах «давление – состав»? Сформулируйте второй закон Коновалова. Что такое азеотропы? Приведите примеры.

58.  Опишите свойства азеотропа «этиловый спирт – вода» и способы получения абсолютного (100%) спирта.

59.  Опишите способы перегонки растворов с неограниченно растворимыми жидкостями и их общие закономерности. Покажите с помощью диаграмм кипения «температура – состав», какой компонент может быть выделен перегонкой в чистом виде.

60.  Как выглядит диаграмма состояния бинарной системы, состоящей из ограниченно растворимых жидкостей? Что такое критическая температура растворения (КТР)? Приведите примеры смесей с верхней КТР.

61.  Сформулируйте правило Алексеева. Изобразите диаграмму растворения системы из двух жидкостей с нижней критической температурой растворения. Приведите примеры таких смесей.

62.  Объясните причины и условия ограниченного и неограниченного растворения жидкостей. Приведите примеры ограниченно смешивающихся жидкостей с двумя КТР и опишите их свойства. Изобразите диаграмму растворения.

63.  Опишите перегонку веществ с водяным паром. На каком законе основан этот процесс? Выведите уравнение для расчета молярной массы перегоняемого вещества.

64.  Опишите применение перегонки с водяным паром в фармации. Выведите уравнение для расчета коэффициента расхода пара.

65.  Опишите применение жидкостной экстракции в технологии лекарств. На каком законе основан этот процесс? Приведите математическое выражение закона. Выведите уравнение для вычисления степени извлечения вещества.

66.  Сформулируйте закон распределения Нернста. Выведите уравнение для расчета равновесной концентрации экстрагируемого вещества в исходном растворе (рафинате) после однократной и многократных операций экстрагирования.

67.  Выведите уравнение для вычисления количества экстрагированного вещества. Что такое степень извлечения при жидкостной экстракции?

68.  Сформулируйте понятие о растворах, о растворенном веществе и растворителе. Какие типы растворов существуют? Приведите различные способы выражения концентрации веществ в растворах.

69.  Что называется коллигативными свойствами растворов? Какие из них Вы знаете? Опишите криометрический метод определения молярной массы растворенного вещества (неэлектролита). Выведите соответствующее уравнение. Что такое криоскопическая константа?

70.  Выведите уравнение для вычисления молярной массы растворенного неэлектролита эбулиометрическим методом. Что такое эбулиоскопическая константа?

71.  В чем заключается явление осмоса? Как вычисляется осмотическое давление в растворах неэлектролитов? Приведите уравнение Вант-Гоффа. Опишите осмометрический метод определения молярной массы веществ.

72.  Какова величина осмотического давления крови? Приведите классификацию растворов по величине осмотического давления. Как в медицине используются свойства гипертонических растворов? Что такое изотонирование?

73.  Как вычисляется осмотическое давление в растворах электролитов? Выведите уравнение, связывающее изотонический коэффициент со степенью диссоциации электролита. Что такое кажущаяся степень диссоциации сильного электролита и как ее вычислить?

74.  Что такое лизис, гемолиз, плазмолиз? Приведите примеры. Что такое осмотический коэффициент? Как можно рассчитать его величину?

75.  Приведите уравнения для вычисления изотонического коэффициента по соотношению величин осмотического давления, депрессии замерзания и повышения температуры кипения растворов электролитов.

76.  Изложите основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса.

77.  Что называется степенью диссоциации и константой диссоциации электролита? Каким уравнением они связаны друг с другом?

78.  Какие свойства растворителя определяют его способность ионизировать растворяемое вещество?

79.  Что такое рН раствора? Как величина рН связана с ионным произведением воды? Покажите на примере расчет рН по концентрации ионов Н⁺ и наоборот.

80.  Одинакова ли константа диссоциации электролита в различных растворителях? Ответ иллюстрируйте примерами.

81.  Что такое разведение раствора? Выведите уравнение закона разведения Оствальда для бинарного электролита.

82.  Перечислите основные положения теории сильных электролитов Дебая–Хюккеля.

83.  Что такое активность и коэффициент активности электролита в растворе? Каким уравнением активность связана с концентрацией?

84.  Что такое буферные растворы? Выведите уравнение, связывающее рН буферного раствора с соотношением концентраций и объемов растворов компонентов (на примере ацетатного буфера).

85.  Что такое буферная емкость раствора? Опишите потенциометрический метод ее экспериментального определения с построением графика «рН – объем титранта».

86.  Какие компоненты крови создают ее буферную емкость? Выведите уравнения для вычисления рН и рОН растворов.

87.  Что такое подвижность ионов? Чем она отличается от абсолютной скорости движения? Какие ионы обладают наибольшей подвижностью и почему?

88.  Дайте определение удельной и эквивалентной электрической проводимости. Каким математическим выражением они связаны друг с другом и с электрическим сопротивлением раствора?

89.  Что такое эквивалентная электрическая проводимость при бесконечном разведении? Приведите пример ее расчета с помощью закона Кольрауша. Сформулируйте этот закон.

90.  Что такое кондуктометрия? Как с помощью данных кондуктометрических измерений можно рассчитать степень и константу диссоциации (ионизации) слабого электролита?

91.  Опишите принцип кондуктометрического титрования. Приведите типы кривых титрования для случаев сильных и слабых кислот и оснований, а также их смесей.

92.  Изложите законы Фарадея для электролиза.

93.  Что такое электрод? Из чего состоит гальваническая цепь? Как устроен химический источник тока (гальванический элемент)?

94.  Что называется электрохимическими реакциями и в чем их отличие от других окислительно–восстановительных реакций?

95.  Как называются электроды, на которых происходит реакция восстановления и на которых идет реакция окисления? Как заряжены анод и катод в электролизере и в гальваническом элементе?

96.  Какие потенциалы и на каких поверхностях раздела возникают в работающем гальваническом элементе? Какие из них мешают при электрохимических измерениях и как их можно устранить?

97.  Опишите устройство и применение электродов первого рода. Приведите примеры электродных реакций, протекающих на них, и формулы записи электродов.

98.  Опишите устройство и применение электродов второго рода. Приведите примеры электродных реакций протекающих на них, и формулы записи электродов.

99.  Опишите устройство и применение водородного электрода. Что такое стандартный водородный электрод? Чему равен его потенциал при 25^оС?

100.  Что такое электродвижущая сила гальванического элемента? Как ее рассчитать с помощью электродных потенциалов? Каким уравнением ЭДС связана с DG^о реакции, протекающей в элементе?

101.  Выведите уравнение Нернста для расчета электродвижущей силы гальванического элемента и потенциалов отдельных электродов.

102.  Что называется стандартной электродвижущей силой? Как она связана с константой равновесия реакции, протекающей в гальваническом элементе?

103.  Какие гальванические элементы называются концентрационными? Какие величины можно определить с их помощью?

104.  Что такое окислительно–восстановительные электроды и гальванические элементы? Какие величины можно определить с их помощью?

105.  Что такое потенциометрия? Какие потенциометрические методы Вы знаете?

106.  Опишите устройство стеклянного электрода и принцип действия рН–метра.

107.  Что называется химической кинетикой? Приведите определение средней и истинной скорости химической реакции.

108.  Как изменяются скорость химической реакции и концентрации реагирующих веществ во времени? Приведите графические зависимости.

109.  Изложите закон действующих масс и приведите его математическое выражение. Что такое константа скорости?

110.  Что такое молекулярность химической реакции? Изложите кинетическую классификацию химических реакций на основе их молекулярности. Приведите примеры.

111.  Что такое порядок химической реакции? Как он определяется? В каких случаях кинетический порядок реакции равен молекулярности? Приведите примеры.

112.  Можно ли по написанному уравнению химической реакции предсказать ее кинетический порядок? Что называется реакциями псевдопорядка (псевдомолекулярности)?

113.  В каких случаях кинетический порядок реакции выражается дробной величиной? Какие процессы относятся к реакциям нулевого порядка? Приведите пример.

114.  Выведите и проанализируйте кинетическое уравнение для реакции первого порядка.

115.  Приведите и проанализируйте кинетические уравнения реакций второго порядка при одинаковых и различных начальных концентрациях реагентов.

116.  Что такое период полупревращения и как он связан с константой скорости для реакций первого и второго порядка? В каком случае он зависит от концентрации?

117.  Что такое срок годности лекарственного препарата? Как его можно рассчитать?

118.  Какие методы применяются для определения порядка реакции?

119.  Как влияет температура на скорость химической реакции? Сформулируйте правило Вант–Гоффа. Как вычислить температурный коэффициент?

120.  Приведите и проанализируйте уравнение Аррениуса. Объясните физический смысл величин, входящих в него.

121.  Что называется энергией активации реакции? Объясните ее физический смысл. На основании каких данных можно рассчитать энергию активации?

122.  Что такое температурный коэффициент скорости реакции? Как его рассчитать? Сформулируйте правило увеличения скорости реакции с увеличением температуры на 10^оС.

123.  На основе какого правила разработан метод ускоренного старения для определения сроков годности лекарств? В чем его преимущества перед классическим методом?

124.  Изложите основные положения теории активных соударений.

125.  Изложите основные положения теории переходного состояния. Что такое активированный комплекс?

126.  Какие реакции называются параллельными? Приведите примеры.

127.  Приведите примеры последовательных реакций. Постройте график зависимости концентрации реагирующих веществ от времени в последовательной реакции.

128.  Перечислите характерные признаки и особенности цепных реакций. К какому типу цепных реакций относится окисление жиров при контакте их с воздухом?

129.  Что такое обратимые реакции? Приведите примеры. Как связаны между собой скорости прямой и обратной реакций?

130.  Опишите основные особенности протекания гетерогенных реакций. Приведите примеры.

131.  Что такое катализ? Какие вещества называются катализаторами? В чем заключается причина каталитического действия? Как влияет катализатор на энергию активации реакции?

132.  Перечислите основные признаки, отличающие гомогенный и гетерогенный катализ. Опишите на примере кислотно–основный катализ.

133.  Изложите основные положения теорий (мультиплетной, активных ансамблей, электронной) гетерогенного катализа.

134.  Что такое ингибиторы? Приведите примеры действия и  использования ингибиторов.

135.  Что такое ферменты? Какие ферменты вы знаете? В чем заключается главная особенность ферментативного катализа?

136.  Опишите схематически  механизм ферментативного катализа.

137.  Что такое фотохимические реакции? Какие стадии фотохимических реакций вам известны? Приведите примеры реакций с фотоактивацией. Как свет влияет на срок годности лекарств?

138.  Изложите закон фотохимической эквивалентности Эйнштейна. Что такое квантовый выход?

139.  Сформулируйте фотохимические законы Гротгуса–Дрейпера и Бунзена–Роско. Почему некоторые реакции требуют применения сенсибилизаторов? Какую роль играет хлорофилл в фотосинтезе? 

ЗАДАЧИ

1–11. Напишите уравнение реакции сгорания вещества (табл.1). Вычислите стандартную теплоту образования вещества, если известна его стандартная теплота сгорания. Продукты горения имеют следующие теплоты образования (кДж/моль):

DН^о_f CO2(г) = –393,51;      DН^о_f Н2О(ж) = –285,84; DН^о_f N2(г) = 0.

Таблица 1.

12–22. Вычислите DН^о, DU^о, DG^о и DA^о в стандартных условиях для реакций, приведенных в табл. 2. Определите, в каком направлении пойдет реакция. Необходимые для расчета данные взять из Приложения.

Таблица 2.

23–37. Рассчитайте тепловой эффект реакции (табл. 3) при температурах 500 и 700 К и давлении 1,0133´10⁵ Па, используя уравнение Кирхгофа для небольшого температурного интервала. Сравните полученные результаты. Необходимые данные приведены в Приложении.

Таблица 3.

38–48. Пользуясь данными Приложения, вычислите DG^о и DА^о для химических реакций, приведенных в табл. 4.  Укажите направление протекания реакции. Рассчитайте К_р и К_с реакции.

Таблица 4.

49–53. Определите состав реакционной смеси (в молях) при равновесии для реакции: СН₃СООН + С₂Н₅ОН = СН₃СООС₂Н₅ + Н₂О. Составы исходной смеси и константы равновесия К_р при различных условиях приведены в табл. 5.

Таблица 5.

54. При 298 К давления пара хлороформа и тетрахлорметана равны соответственно 26544,4 и 15265,4 Па. Полагая, что жидкости образуют идеальный раствор, определите для смеси (1 моль CHCl₃ + 2 моля CCl₄):

а) мольные доли обоих компонентов в смеси;

б) парциальные давления обоих компонентов;

в) общее давление пара над раствором.

55. Этанол и метанол образуют растворы, близкие к идеальным. При 293 К давление пара над чистым этанолом равно 5932,8 Па, над чистым метанолом -11825,6 Па. Вычислите для смеси 100 г метанола и 200 г этанола

а) мольные доли компонентов в растворе;

б) парциальные и общее давление пара;

в) мольную долю метанола в парах.

56–66. По данным табл. 6 рассчитайте величины, обозначенные знаком «?».

67–76. По данным табл. 7 рассчитайте величины, обозначенные знаком «?».

77. При нормальном атмосферном давлении вода закипает при температуре 100^оС. При каком давлении температура кипения ее может быть снижена до 90^оС? Мольная теплота испарения равна 40660 Дж/моль.

78. При 373 К и 1,01325´10⁵ Па мольная теплота испарения воды равна 40660 Дж/моль. Мольный объем жидкой воды 0,01878 л/моль, а мольный объем пара 30,115 л/моль. В каком направлении и на сколько изменится давление при понижении температуры кипения на 5 градусов?

79. Вычислите температуру кипения водного раствора, если давление в реакторе превышает атмосферное в 2 раза. Мольная теплота испарения воды 40660 Дж/моль. Удельный объем жидкой воды равен 1 л/кг, водяного пара - 1,673´10³ л/кг.

80. При какой температуре будет кипеть дистиллированная вода, если атмосферное давление снизится до 720 мм рт. ст. (95991,8 Па)? Мольная теплота испарения воды при этом равна 41597 Дж/моль.

81. Органическое вещество, практически нерастворимое в воде, перегонялось с водяным паром при нормальном атмосферном давлении при 98,4^оС. Содержание его в конденсате 23,1% (масс.). Определите молярную массу вещества и парциальное давление его пара при температуре перегонки, если парциальное давление насыщенного пара воды равно 95658,5 Па.

82. Органическое вещество с молярной массой 300 перегоняется при нормальном атмосферном давлении с водяным паром. Парциальное давление пара вещества при температуре перегонки равно 17731,8 Па. Рассчитайте массу водяного пара, необходимого для перегонки 1 кг вещества.

83. Для очистки анилина от примесей его перегоняют с водяным паром при нормальном атмосферном давлении и температуре 98,4^оС. Парциальное давление пара воды при этом равно 96258,5 Па. Вычислите расход пара на 1 кг анилина.

.................

84. Органическое вещество, практически нерастворимое в воде, перегонялось с водяным паром при нормальном атмосферном давлении при 98,4^оС. Содержание его в конденсате 23,1% (масс.). Определите молярную массу вещества и парциальное давление его пара при температуре перегонки, если парциальное давление насыщенного пара воды равно 95658,5 Па.

85. Органическое вещество с молярной массой 300 перегоняется при нормальном атмосферном давлении с водяным паром. Парциальное давление пара вещества при температуре перегонки равно 17731,8 Па. Рассчитайте массу водяного пара, необходимого для перегонки 1 кг вещества.

86. Для очистки анилина от примесей его перегоняют с водяным паром при нормальном атмосферном давлении и температуре 98,4^оС. Парциальное давление пара воды при этом равно 96258,5 Па. Вычислите расход пара на 1 кг анилина.

87. Нафталин перегоняют с водяным паром при 1,01325´10⁵ Па при 99,3^оС. Сколько нафталина перегоняется с 1 кг пара? Парциальное давление пара воды при температуре перегонки равно 0,98971´10⁵ Па.

88. Нитробензол перегоняется с водяным паром при нормальном атмосферном давлении при 99,3⁰С. Парциальное давление пара воды при этом равно 98971 Па. Рассчитайте расход водяного пара  на 1 кг получаемого в конденсате нитробензола.

89. Выразите всеми известными Вам способами концентрацию серной кислоты в 20% водном растворе. Плотность раствора 1,145´10³ кг/м³.

87–95. По данным, приведенным в таблице 8, рассчитайте величины обозначенные знаком «?». Криоскопическая константа воды равна 1,86.

.....................

96. Вычислите рН буферного раствора, полученного смешением равных объемов 0,2 М раствора аммиака и 0,2 М раствора хлорида аммония. Чему равны концентрации ионов Н⁺ и ОН^– в этом растворе?

97. Рассчитайте объемы растворов уксусной кислоты и ацетата натрия (с одинаковой концентрацией), необходимые для приготовления 30 мл буферного раствора с рН=4,5.

98–105. Какова степень диссоциации слабого электролита в водном растворе с концентрацией С? Рассчитайте рН раствора. (Данные взять из табл. 9).

Таблица 9.

106. Ток силой 0,8 А проходит через раствор сульфата меди в течение 0,5 часа. Какова масса выделившейся меди?

107. В течение какого времени через раствор сульфата меди надо пропускать ток силой 1,2 А, чтобы выделить из него 3,2 г меди?

108. Эквивалентная электрическая проводимость 0,117 М раствора уксусной кислоты при 25⁰С равна 4,815 Ом^–1см²моль^-1. Рассчитайте степень диссоциации СН₃СООН в этом растворе, константу ее диссоциации и рК_а. Подвижности ионов водорода и ацетата при этой температуре соответственно равны 349,8 и 40,9 Ом^–1см²моль^-1.

109. Эквивалентная электрическая проводимость при бесконечном разведении пикрата калия при 25^оС равна 103,97Ом^–1см²моль^-1, подвижность иона калия 76,0 Ом^–1см²моль^-1. Рассчитайте подвижность пикрат-иона. Какова будет эквивалентная электрическая проводимость раствора, в котором степень диссоциации пикрата калия равна 0,2?

110. В водном растворе объемом 1 л содержится 5 г молочной кислоты СН₃СН(ОН)СООН. Константа диссоциации молочной кислоты при 25⁰С равна 1,36´10^–4. Чему равна концентрация ионов водорода в растворе? Каков его рН?

111. Вычислите эквивалентную и удельную электрические проводимости 0,03 М СН₃СООН при 25⁰С, если l_¥=390,7 Ом^–1м²моль^–1 и _рК_а=4,75.

112–117. Для гальванического  элемента, указанного в табл. 10, рассчитайте потенциалы обоих электродов с учетом активности ионов (а). Укажите, какой из электродов будет более положительным и вычислите ЭДС элемента при 25⁰С. Стандартные электродные потенциалы приведены в Приложении.

Таблица 10.

118–121. Рассчитайте изменение энергии Гиббса и константу равновесия реакции, протекающей в гальваническом элементе при 25⁰С по данным табл. 11.

Таблица 11.

122–125. Электродвижущая сила элемента, составленного из насыщенного каломельного электрода и рН-метрического зонда, введенного в желудок пациента, приведена в табл. 12. Рассчитайте рН желудочного сока и концентрацию ионов водорода в нем.

Таблица 12.

126–130. Вычислите растворимость и произведение растворимости соли А. ЭДС гальванического элемента, составленного из одинаковых электродов Э, погруженных в насыщенный раствор А и в раствор электролита В с концентрацией С и коэффициентом активности g, приведена в табл. 13.

Таблица 13.

131. В водном растворе в присутствии ионов водорода константа скорости реакции гидролиза уксуснометилового эфира

СН₃СООСН₃ + Н₂О = СН₃СООН + СН₃ОН

при температуре 25⁰С равна 0,653´10^–3 мин^–1. Рассчитайте:

а) чему равна концентрация непрореагировавшего эфира по истечении  25 минут от начала реакции;

б) время, в течение которого гидролизуется половина взятого эфира. 

Исходная концентрация эфира – 1,2 моль/л. Порядок реакции равен единице.

132. Константа скорости реакции НСНО+Н₂О₂=НСООН+Н₂О при температуре 50^оС равна 0,7544 мин^-1. Рассчитать:

а) чему будет равна концентрация пероксида водорода через 50 минут  после начала реакции;

б) время, в течение которого прореагирует половина взятого формальдегида.

Начальные концентрации реагентов равны 0,5 моль/л. Порядок реакции равен 2.

133. Рассчитайте скорость реакции

Na₂S₂O₃+H₂SO₄ ®Na₂SO₄+SO₂+H₂O+S

в растворе с начальной концентрацией тиосульфата натрия 0,05 моль/л и серной кислоты 0,04 моль/л в момент, когда концентрация тиосульфата натрия уменьшится в 2 раза.

Константа скорости 0,05с^–1. (Реакция имеет первый порядок по тиосульфату натрия и нулевой порядок по серной кислоте.

134. Рассчитайте период полупревращения реакции омыления метилацетата в растворе гидроксида натрия при 298 К, если ее константа скорости при этой температуре равна 11,5 мин^-1, а начальная концентрация каждого реагента равна 0,03 моль/л. Порядок реакции равен 2.

135. Реакция первого порядка проходит на 30% за 35 мин. Какова скорость реакции при концентрации реагирующего вещества 0,01 моль/л?

136. Реакция А®В является реакцией первого порядка. Через какое время концентрация вещества А составит 40% от начальной, если время полупревращения реакции равно 40 мин?

137. Константа скорости гидролиза новокаина в водном растворе при 313 К равна 0,66 сут^–1, энергия активации реакции равна 55,2 кДж/моль. Сколько процентов новокаина разложится за 10 дней хранения при 293 К?

138. Рассчитайте время разложения спазмолитина в растворе на 10% при рН=4,9 и 293 К, если энергия активации этого процесса равна 75,7 кДж/моль, а время полупревращения при 353 К равно 90 мин. Реакция разложения протекает по первому порядку.

139. При хранении раствора анальгина установлено, что константа скорости разложения составляет 1,5´10^–9с^–1. Определите срок хранения раствора (время разложения 10% вещества).

140. При аварии на АЭС возможен выброс в атмосферу изотопа¹³¹I. Период его полураспада 8 суток. За какое время этот изотоп распадется на 99%?

141. Определите порядок реакции превращения цианата аммония в мочевину по следующим данным:

142. Константа скорости реакции СО+Н₂О=СО₂+Н₂ при температуре 40^оС равна 8,15´10^–3 мин^–1. Начальные концентрации СО и Н₂О - по 2 моль/л. Рассчитайте:

а) в течение какого времени концентрации реагентов снизятся до 1 моль/л?

б) чему будут равны концентрации реагентов через 30 минут после начала реакции?

Порядок реакции считать равным молекулярности.

143. Реакция первого порядка протекает при 25⁰С на 30% за 30 минут, а при 40⁰С за 5 минут. Рассчитайте энергию активации этой реакции.

144. Раствор сахарозы с концентрацией 0,3 моль/л в кислой среде в течение 30 мин инвертируется на 33%. Через какое время инвертируется 80% и 90% сахарозы?

145. Разложение N₂О₅ является реакцией первого порядка, константа скорости которой равна 0,002 мин^–1 при 300^оС. Определите, сколько процентов N₂O₅ разложится за 2 часа.

146. В некоторой мономолекулярной реакции половина вещества разлагается за 17 минут. Сколько времени необходимо для разложения 90% его первоначального количества?

147. Во сколько раз потребуется больше времени, чтобы в мономолекулярной реакции прореагировало 99,9% исходного вещества, по сравнению с тем временем, которое необходимо на первую половину реакции?

148. Превращение лекарственного вещества (реакция первого порядка) при 60⁰С за 10 минут прошло на 75,2%. Вычислите константу скорости реакции.

149. Во сколько раз увеличится скорость разложения лекарственного вещества при повышении температуры от 25 до 100^оС, если энергия активации равна 12561 Дж/моль?

150–152. В табл. 14 приведены значения констант скорости реакций k₁ и k₂ при температурах Т₁ и Т₂. Вычислите константу скорости заданной реакции при температуре Т₃ и определите, сколько вещества прореагирует ко времени t, если начальные концентрации реагирующих веществ одинаковы и равны С₀. Порядок реакции считать равным молекулярности.

..............................

153–162.  В табл. 15 приведены значения констант скорости реакций при температурах Т₁ и Т₂. Вычислите энергию активации реакции и определите, сколько вещества прореагировало при Т₁ к моменту времени t, если начальные концентрации реагирующих веществ одинаковы и равны С₀. Порядок реакции соответствует ее молекулярности.

......................