3 Сжатый воздух в баллоне имеет температуру 15о С. Во время пожара температура воздуха в баллоне поднялась до 450о С. Взорвется ли баллон, если при этой температуре он может выдержать давление не более 9,8·106 Па? Начальное давление 4,8·10 6 Па.

4 При н. у. объем газа равен 82 м 3. Какой объем займет этот же количество газа при -15 о С и 99280 Па?

5 Сероводород при -7 о С и 97370 Па занимает объем 52,71 м3. При каком давлении он займет объем 45,84 м3 , если температура повысится до 16 о С?

6 Смесь состоит из 95 г водорода и 80 г метана. Определить парциальные давления каждого из газов и общее давление смеси, если газы находятся сосуде, емкость которого равна 60 л, а температура смеси равна 27 0С.

7 Смесь состоит из метана и пропана, занимая объем 5 л, при температуре 40°С. Определить количество каждого газа, если общее давление смеси равно 2,5×105, а парциальное давление метана 1,2×105 Па.

8 Рассчитать парциальные давления и парциальные объемы газов и газовой смеси, состоящей из 40 г этилена и 30 г метана и находящейся в сосуде вместимостью 100 л при 25о С.

9 По уравнению Ван – дер – Ваальса вычислить давление 1 кмоль аммиака при 200 о С, находящегося в сосуде вместимостью 500 л. На сколько найденное давление (%) отличается от вычисленной величины по уравнению состояния идеального газа?

10 По уравнению Ван-дер-Ваальса вычислить температуру, при которой объем 1 кмоль сероводорода под давлением 6,6Па станет равным 500 л.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

11 Определить поверхностное натяжение толуола при 50° С, если при медленном его выпускании из сталогмометра масса 38 капель равна 1,4864 г, а при выпускании из того же сталогмометра воды при той же температуре масса 25 капель ее оказалась равной 2,6570 г. Величина поверхностного натяжения воды при 50°С равна 67,91×103 Н/м.

12 Плотность гептана при 20°С равна 684 кг/м3, а плотность воды 998 кг/м3. Некоторое количество гептана протекает через вискозиметр за 83,9 с, а для того же объема воды при тех же условиях требуется 142,1 с. Определить абсолютную вязкость гептана при 20°С, если вязкость воды при этой же температуре равна 1,005×10-3 Па×с.

13 Средняя массовая теплоемкость паров бензола в пределах температур 85 – 115 о С ( при нормальном атмосферном давлении ) равна 1,257 кДж / кг·К. Вычислить средние теплоемкости бензола при постоянных давлении и объеме, и их соотношение Ср / С v.

14 Определить средную массовую теплоемкость 0,2 н CuSO 4 ·5 H 2O при комнатной температуре. Средние массовые теплоемкости при комнатной температуре для медного купороса 1,128,а для воды 4,2 кдж/кг·К. Плотность раствора принять равной единице.

15 Рассчитать по правилу смешения массовую теплоемкость сплава состава ( масс. доли, % ): Al-11; Fe – 5; Ni – 6; Cu – 78. Средняя массовая теплоемкость металлов, образующих сплав, при комнатной температуре: меди 0,395; железа 0,456; никеля 0,445 кДж/кг К. Сравнить полученный результат с табличным: С = 0,457 кДж/кг·К.

16 Температурная зависимость истинной молярной теплоемкости воздуха выражается уравнением Ср = 27,2 + 0,0042 Т. Вычислить истинную молярную и массовую теплоемкости воздуха при постоянных давлении и объеме при 400 о С, если соотношение Ср / Сv для воздуха равно 1,4.

17 Определить тепловой эффект реакции

при постоянном объеме и 180С, если изобарный термохимический тепловой эффект этой реакции при той же температуре равен 823,З кДж/моль.

18 Определить тепловой эффект реакции этерификации между этиловым спиртом и уксусной кислотой, если теплота сгорания спирта равна 1374 кДж/молъ, уксусной кислоты 871,6 кДж/моль и полученного эфира 2256 кДж/моль.

19 Тепловой эффект сгорания нафталина до СО2 и Н2О при постоянном объеме и 18°С равен 5162 кДж/моль. Определить теплоту сгорания нафталина при постоянном давлении и той же температуре.

20 Определить теплоту сгорания этилового спирта, используя следующие данные:

С + О2 ® СО2 + 391,0 кДж/моль

Н2 + ½ О2 ® Н2О + 285,0 кДж/моль

2С + 3Н2 + ½ О2 С2 Н5 ОН + 278,2 кДж/моль

21 Определить теплоту сгорания фосфористого водорода, используя следующие данные:

2Р + 3Н2 ® 2 РН3 – 48,69 кДж/моль

2Р + 5/2 О2 ® Р2О5 + 1508,4 кДж/моль

Н2 + ½ О2 ® Н2О + 285,0 кДж/моль

22 Определить теплоту образования нафталина, при постоянном давлении и 180С используя следующие данные:

С10Н8 (тв.) + 12 О2 ® 10 СО2 + 4 Н2О + 5162 кДж/моль

С + О2 ® СО2 + 391,0 кДж/моль

Н2 + ½ О2 ® Н2О + 285,0 кДж/моль

Надо учесть, что теплота сгорания нафталина дана при постоянном объеме и 180С, а теплота образования СО2 и Н2О – при постоянном давлении и той же температуре.

23 В результате реакции

С + СО2 ® 2СО

протекающей в стандартных условиях, образовалось 10 л окиси углерода. Определить количество поглощенного тепла.

24 Определить разность между изобарным и изохорным тепловым эффектом для следующих реакций:

Са СО3 ® СаО + СО2 при 800 0С

Fe + H2O ® FeO + H2 при 1000 0С

2 СО2 ® 2 СО + O2 при 2000 0С

NH3 + HCl ® NH4 Cl при 50 0С

25 Определить теплоту сгорания этилена, используя следующие данные:

2С + 2 Н2 ® С2 Н4 – 62,01 кДж/моль

С + О2 ® СО2 + 391,0 кДж/моль

Н2 + ½ О2 ® Н2О + 285,0 кДж/моль.

26 Используя следующие данные:

2 С + Н2 ® С2Н2 – 227,06 кДж/моль

С + О2 ® СО2 + 394,08 кДж/моль

Н2 + ½ О2 ® Н2О + 285,0 кДж/моль.

Определить, сколько тепла выделится при сгорании 4 молей ацетилена. Какова теплота сгорания ацетилена?

27 Используя данные:

Са + ½ О2 ® СаО + 636,9 кДж/моль

Са + О2 + Н2 ® Са(ОН)2 + 988 кДж/моль

Н2 + ½ О2 ® Н2О + 285,0 кДж/моль

определить количество тепла, которое выделится при гашении 500 кг извести водой.

28 Константа скорости окисления едким натром при температуре 9,40С равна 2,37 , а при температуре 14,40С – 3,204. Определить, при какой температуре константа скорости будет равна 15.

29 Константа скорости реакции инверсии тростникового сахара при 250С равна 9,67×10 –3, а при 400С – 7,34×10 –2. Определить энергию активации.

30 Константа скорости реакции разложения хлорноватистого натрия в растворе при 250С равна 0,0093, а при 400С – 0,0342. Определить константу скорости этой реакции при 500С двумя способами: а) с помощью уравнения Аррениуса; б) с помощью температурного коэффициента скорости химической реакции. Определить энергию активации.

31 Для некоторой реакции 1-го порядка период полураспада при температуре 378,50С равен 363 мин. Определить сколько времени потребуется для разложения 60% исходного вещества при температуре 4400С, если энергия активации реакции равна 217,88 кДж/моль.

32 Период полураспада радиоактивного изотопа азота равен 9,93 мин. Определить, сколько процентов и какая часть азота разложится в течение 50 мин.

33 Во сколько раз увеличится время, необходимое для завершения реакции, если понизить температуру на 45°C? Температурный коэффициент принять равным 3.

34 Константа скорости реакции инверсии тростникового сахара при 25°С равна 9,67×10 -3,а при 40°С – 73,4×10 –3 мин -1. Определить константу скорости этой реакции при 35°С.

35 Для реакции:

N2O4 ® 2 NO2

константа равновесия КР = 1,56×103 при температуре 00С, а при температуре 18,30С она равна 7,35×103. Определить тепловой эффект реакции в данном интервале температур.

36 Даны реакции:

2 SO2 + O2 « 2 SO3 + 176,8 кДж

CO2 + С « 2 СО – 160,5 кДж

Какими факторами можно сдвинуть равновесие этих реакций вправо?

37 Константа равновесия реакции этерификации между этиловым спиртом и уксусной кислотой равна 4. Определить, сколько эфира получится, если взять 11 г спирта и 45 г уксусной кислоты.

38 В какую сторону сместится равновесие реакций:

N2 + 3 H2 « 2 NH3 + 92,18 кДж

N2O4 « 2 NO2 –56,98 кДж

N2 + O2 « 2 NO – 181 кДж

а) при понижении температуры; б) при понижении давления?

39 Определить константу равновесия КС при 10600К для реакции:

2СО « С + СО2 ,

если при 10000К константа равновесия КР равна 8,1×10-8, а изобарный тепловой эффект равен 109,5 кДж/моль.

40 В какую сторону сместятся равновесия реакций:

NH4Cl (тв.) « NH3 (г.) + HCl (г.) – Q

2 H2S « 2 H2 + S2 (пар) – 41,9 кДж

2 СО + 2 Н2 « СН4 + СО2 + Q

а) при повышении температуры; б) при повышении давления?

Вопросы для контрольной работы 2

1 Правило фаз Гиббса.

2 Фаза, компонент, число степеней свободы.

3 Термический анализ / построение диаграммы плавкости по кривым охлаждения/.

4 Привести диаграмму состояния воды и разобрать ее с точки зрения правила фаз.

5 Привести диаграмму состояния серы и разобрать ее с точки, зрения правила фаз.

6 Привести диаграмму состояния 2-х компонентной конденсированной системы и разобрать ее с точки зрения правила фаз.

7 Гидратная теория растворов Менделеева.

8 Осмос.

9 Закон Вант-Гоффа для не электролитов и электролитов. Для чего вводится изотонический коэффициент в уравнение Вант - Гоффа?

10 Закон Рауля.

11 Первый закон Коновалова, его графическое изображение. Перегонка жидких смесей, подчиняющихся этому закону.

12 Криоскопия.

13 Эбулиоскопия.

14 Второй закон Коновалова, его графическое изображение. Перегонка жидких смесей, подчиняющихся этому закону.

15 Что такое азеотроп и как его разделить?

16 Две несмешивающиеся жидкости.

17 Перегонка с водяным паром.

18 Закон распределения.

19 Экстракция из растворов/ привести формулу и пояснить/.

20 Удельная и эквивалентная электропроводности. Их взаимосвязь.

21 Опытное определение удельной электропроводности электролитов.

22 Что такое гальванический элемент? Принцип работы элемента Якоби.

23 Элемент Вестона.

24 Принцип работы концентрационной цепи.

25 Водородный электрод. Каломельный электрод

26 Определение ЭДС элемента и электродного потенциала.

27 Электролиз. Законы Фарадея.

28 Принцип работы окислительно-восстановительной цепи.

29 Слабые электролиты. Закон разбавления Оствальда / вывод/ и условия его применения.

30 Коррозия металлов и методы защиты от коррозии.

Задачи для контрольной работы 2

1 При 22°С осмотическое давление 1% раствора тростникового сахара равно 73000 Па. Определить величину осмотического давления, если раствор разбавить в 2 раза, а температуру повысить на 25°С.

2 Найти осмотическое давление раствора сахарозы при 0°С, если при 20°С осмотическое давление этого же раствора равно 1,065·10 5 Па.

3 3. Найти молекулярную массу мочевины, если водный раствор, содержащий 0,368 г мочевины в 200 см3 воды при 20° С, имеет осмотическое давление 74630 Па.

4 Сколько грамм глицерина необходимо растворить в 90 г воды при 30°С, чтобы понизить давление пара на 266,5 Па?

5 Определить молекулярную массу анилина, если при 30°С давление пара раствора, содержащего 6,18 г анилина в 740 г эфира (С 2Н 5 )2O, равно 85800 Па, а давление пара чистого растворителя (эфира) при той же температуре равно 86380 Па.

6 Определить давление пара 5 % раствора анилина в эфире (С 2Н 5 )2O при 20°С, если пара чистого эфира при этой же температуре равно 58920 Па

7 Раствор 51,3 г сахара в 120 г воды закипает при 99,5°С. Определить атмосферное давление, если давление пара чистой воды при данной температуре равно 99540 Па.

8 При 95°С давление пара нафталина равно 2066 Па. Какое количество дистиллята необходимо собрать, перегоняя нафталин с водяным паром. Чтобы получить 20 г чистого нафталина, если давление паров воды при указанной температуре равно 84512,9 Па.

9 Раствор, содержащий 0,05 моля сернокислого алюминия в 100 г воды, замерзает при -4,19° С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.

10 Определить давление пара 20%раствора глюкозы при 25°С, если давление паров воды над чистым растворителем при этой же температуре равно 3167,7 Па.

11 При какой температуре будет замерзать раствор 45%-ный метилового спирта в воде?

12 Сколько грамм глюкозы нужно добавить к 100 г воды, чтобы раствор закипел при 102,5°С?

13 Коэффициент распределения йода между водой и четыреххлористым углеродом равен 0,0117. Определить концентрацию йода в воде, если после взбалтывания раствора с четыреххлористым углеродом концентрация йода в слое ССl 4 стала равной 0,1088 моль/л.

14 Коэффициент распределения молочной кислоты между хлороформом и водой при 25°С равен 0,0203. Какое количество молочной кислоты можно извлечь из 100 см 3 0,8 М раствора молочной кислоты в хлороформе 100 см 3 воды?

15 Коэффициент распределения нормальной масляной кислоты между хлороформом и водой равен 0.52 при температуре 25°С. Сколько масляной кислоты можно извлечь из 100 см 3 0,5 М раствора масляной кислоты в хлороформе при встряхивании его однократно со 100 см 3 и при четырехкратном встряхивании, используя каждый раз по 25 см 3 воды?

16 При заполнении сосуда для измерения электропроводимости 0,02 н раствором КСl при 20°C сопротивление раствора равно 82,4 Ом, а если сосуд заполнить 0,005н раствором К2SО4, то при этой же температуре раствор имеет сопротивление 326 Ом. Определить постоянную сосуда эквивалентную электропроводность раствора К2SО 4 .

17 Удельная электрическая проводимость 0,509 н КСl при 18°С 4,54 См/м. Вычислить кажущуюся степень диссоциации KCl в данном растворе.

18 Эквивалентная электрическая проводимость для раствора уксусной кислоты при 18°С и разведении 32 М /кг-экв равна 0.82 Смм 2 кг-экв –1 . Вычислить константу диссоциации КСl.

19 При заполнения сосуда для измерения электропроводности 0,02 н раствором КСl при 18°С сопротивление раствора 364 Ом. Если же этот сосуд заполнить раствором разбавленной уксусной кислоты при той же температуре и включить сопротивление 1000 Ом, то отсчет по мостику составит 64,25 см. Определить удельную электропроводимость раствора уксусной кислоты, если общая длина мостика 100см.

20 В сосуд для измерения электропроводности был налит 0,01 н раствор КСl. Сопротивление этого раствора при 18°С равно 394 Ом. При заполнении этого сосуда раствором NH 4OH при той же температуре и сопротивлении в 1000 Ом отсчет по мостику составил 62,42 см. Определить удельную электропроводность раствора NH 4OH, если длина мостика равна 100см.

21 Сколько меди выделиться при электролизе раствора медного купороса, если пропускать ток в 0,2 А в течение 1 часа 25 мин. и при выходе по току в 90%?

22 Какой величины ток надо пропускать через расплавленный едкий натр в течение 3,5 часов, чтобы при выходе по току в 40 % получить 22 г металлического натрия?

23 Сколько времени надо затратить для получения электролизом 1 т алюминия при величине тока в 20000 А и выходе по току 80%?

24 Катодный выход по току при получении металлического магния электролизом расплавленного хлористого магния равен 85 %. Определить расход электроэнергии необходимой для получения 1 кг магния.

25 При 25°С отчет на потенциометрическом мостике, соответствующий элементу Вестона, равен 48,95 см, а для электрода в растворе – 34,33 см. Определить потенциал электрода в растворе, если вторым является нормальный водородный электрод.

26 0пределить ЭДС гальванического элемента при 25°:

(+) Аg ½ Аg NО 3 ½½ Рв ( N О 3) 2 ½ Р в (-)

0 ,1 М 0,005 М

Кажущаяся степень диссоциации Рв(NО3)2 равна 75 % , а для АgNО 3 – 81%.

27 При 25 ° С отсчет на потенциальном мостике, соответствующий элементу Вестона, равен 63,3 см, а для гальванического элемента :

(+) Аg ½ Аg NО 3 ½½ Рв ( N О 3) 2 ½ Р в (-)

? М 0,1 М

равен 57,2 см. Определить концентрацию ионов серебра в растворе, если кажущаяся степень диссоциации Рв ( N О 3) 2 равна 75%.

28 Определить ЭДС гальванического элемента при 25 °С

(- ) Са ½ Са SО 4 ½ Zn SО 4 ½ Zn (+)

0,1 М 0,2 М

кажущаяся степень диссоциации для каждой соли принять равной 40 %.

29 При 25 ° С отсчет на потенциометрическом мостике, соответствующий элементу Вестона, равен 32,6 см, а для гальванического элемента

(+) Аg ½ Аg NО 3 ½½ NiSО 4½ Ni (-)

0,1н? М

равен 34,3 см. Определить концентрацию иона никеля в растворе.

30 При 25 ° С потенциала медного электрода, погруженного в раствор с активностью ионов меди 0,0202, равен 0,29 в. Вычислить нормальный электродный потенциал меди по отношению к нормальному водородному электроду.

Вопросы для контрольной работы 3

1 Что такое адсорбция? Уравнения адсорбции.

2 Поверхностно-активные вещества и их значение.

3 Практическое применение адсорбции.

4 Хроматография.

5 Понятие о коллоидах.

6 Оптические свойства коллоидных растворов.

7 Конденсационные методы получения коллоидных растворов.

8 Классификация коллоидных растворов.

9 Устойчивость дисперсных систем.

10 Очистка и концентрирование дисперсных систем.

11 Кинетические свойства коллоидных растворов.

12 Строение коллоидных мицелл.

13 Дисперсионные методы получения коллоидных растворов,

14 Эмульсии. Типы эмульсий.

15 Обращение фаз эмульсий.

16 Получение эмульсий.

17 Деэмульгирование.

18 Эмульгаторы и механизм их действия.

19 Классификация эмульсий.

20 Электрокинетические свойства коллоидных растворов.

21 Коагуляция и пептизация.

22 Особенности растворов BMС / высокомолекулярные соединения/.

23 Агрегатное состояние высокополимеров.

24 Что такое набухание?

25 Пены и их значение.

26 Суспензии и аэрозоли. Их практическое применение.

27 Определение молекулярной массы растворов ВМС.

28 Вязкость растворов ВМС.

29 Пластификация полимеров.

30 Растворение полимеров.

Задачи для контрольной работы 3

1 Какой объем 0,005 н раствор азотнокислого серебра надо прибавить к 20 см3 0,015 н раствора иодистого калия, чтобы получить положительный золь иодистого серебра? Написать формулу мицеллы.

2 Золь бромистого серебра получен путем смешивания равных объемов 0,008 н раствора бромистого калия и 0,0096 н раствора азотнокислого серебра. Определить знак заряда частиц золя и написать формулу мицеллы.

3 Свежеосажденный осадок гидроокиси алюминия обрабатывается незначительным количеством соляной кислоты, недостаточным для полного растворения осадка. При этом образуется золь гидроокиси алюминия, частицы которого в электрическом поле перемещаются к катоду. Написать формулу мицеллы гидроокиси алюминия.

4 При пропускании избытка сероводорода в подкисленный соляной кислотой раствор соли трехвалентного мышьяка получился золь трехвалентного мышьяка. Определить знак заряда частиц золя трехвалентного мышьяка и написать формулу мицеллы.

5 3оль ферроцианата меди был получен при действии на соль двухвалентной меди избытка железнородистого калия. Написать формулу мицеллы золя и определить знак заряда частиц.

6 Золь двуокиси олова образовался в результате действия небольшого количества соляной кислоты на станнат калия. Написать формулу мицеллы золя и определить знак заряда частиц этого золя.

7 Золь серы был получен путем добавления 5мл раствора серы в спирте к 10 мл дистиллированной воды. Каким методом получен данный золь? Какую окраску имеет данный золь в проходящем и отраженном свете и чем объясняется разная окраска?

8 При длительном стояния сероводородной воды в результанте окисления сероводорода кислородом воздуха образуется муть коллоидной серы. Написать формулу мицеллы золя серы и определить знак заряда частиц.

9 Золь бромида серебра получен смешиванием 25 см3 0,008 н КВг и 18 см3 0,0096 н Аg NО3. Определить знак заряда частиц и составить формулу мицеллы золя.

10 Какой объем надо прибавить 0,005 н Аg NО3 к 20 с м3 0,015 н КI, чтобы получить положительный золь иодида серебра? Написать формулу мицеллы.

11 Для очистки водопроводной воды от взвешенных частиц глины и песка добавляют небольшое количество сульфата алюминия. Почему в этом случае наблюдается более быстрое оседание частиц? Дайте обоснованный ответ.

12 Золи каких веществ: гидроксида железа (3), кремниевой кислоты, трехсернистого мышьяка, иодида серебра (положительный золь), иодида серебра (отрицательный золь) следует смешать, чтобы произошла взаимная коагуляция.

13 Коагуляция отрицательного золя трехсернистого мышьяка вызывается катионами. Пороги коагуляции для электролитов КNO3 , MgCl2 и AlCl3 соответственно равны 50,0; 0,72; 0,93 ммоль/л. Как относятся между собой коагулирующие способности катионов разной валентности?

14 К 5 см3 золя Fe(OH)3 для начала явной коагуляции необходимо добавить один из следующих растворов: 4 см3 3 н. K Cl; 0,5 см3 0,01 н. K2 SO4; 3,9 см3 0,005 н. K4[Fe (CN)6]. Вычислить пороги коагуляции и определить, у кого из электролитов наибольше коагулирующая способность.

15 Объясните, почему при взбалтывании бензола с водой наблюдается быстрое расслаивание жидкостей, а при взбалтывании этих же жидкостей в присутствии щелочного мыла С17 Н35 СООNa получается устойчивая эмульсия. Какую роль играют молекулы мыла?

16 Какие объемы 0,029 % (масс. доли %) раствора NaCl и 0,001 н. AgNO3 надо смешать, чтобы получить незаряженные частицы золя AgCl? Плотность раствора NaCl принять равной 1.

17 Золь сульфата бария получен смешиванием равных объемов растворов нитрата бария и серной кислоты. Одинаковы ли были исходные концентрации электролитов, если в электрическом поле гранулы перемещались к аноду? Написать формулу мицеллы золя.

18 Какое количество 0,01 М K2Cr2O7 (см3) нужно добавить к 1 л золя Al(OH)3, чтобы вызвать его коагуляцию? Порог коагуляции 0,63 ммоль/л.

19 При каких условиях отсутствует направленное движение коллоидных частиц в электрическом поле?

20 В каком направлении будут перемещаться в электрическом поле частицы золей Fe(OH)3, кремниевой кислоты, трехсернистого мышьяка, а также частицы смеси равных объёмов положительного и отрицательного золей бромида серебра?

Примеры решения задач

Для успешного усвоения курса физической и коллоидной химии и успешного выполнения контрольных заданий необходимо разобрать решение типовых задач.

Молекулярно кинетическая теория

агрегатных состояний веществ

Пример 1. Газ под давлением 1,2 . 105 Па занимает объём 4,5л. Каково будет давление, если не изменяя температуры, увеличить объём до 0,0055м3?

Решение: При решении задач условие следует записывать в сокращённом виде, как показано в примере 1. В дальнейшем сокращённая запись условия не приводится.

Дано:

Р1 = 1,2 . 105 Па

V1 = 4,5 л. = 4,5 . 10-3 м3 V2 = 0,0055 м3

Р2 - ?

Используем формулу закона Бойля – Мариотта.

, откуда

Пример 2. При 37°С объём газа равен 0,5 м3. Какой объём займет газ при 100°С, если давление останется постоянным?

Решение. Определяем объём газа, применяя закон Гей – Люссака:

В градусах термодинамической шкалы температура равна:

Т1 = 37 + 273 = 310 К

Т2 = 100 + 273 = 373 К

Пример 3. При н. у. концентрация метана 0,0447 кмоль/м3. Вычислить, при температуре и нормальном давлении масса 10м3 метана будет равна 8 кг?

Решение. Из соотношения определяем Т1:

Число молей метана равно , а концентрация

t = 244 – 273 = -29°С.

Пример 4. При 22°С и 95940 Па объём кислорода равен 20 л. Рассчитать объём газа при н. у. Какова плотность кислорода при заданных условиях?

Решение. Из уравнения определяем объём кислорода при н. у.

Плотность кислорода при н. у. согласно уравнения Используя для н. у. и заданных условий:

Пример 5. Сколько кубических метров диоксида углерода, измеренных при 20°С и 99280 Па, можно получить при обжиге 1000 кг известняка с содержанием 90% СаСО3 (в масс. долях, %)?

Решение. В1000 кг известняка содержится 900 кг СаСО3 (остальное приходится на долю различных примесей). По уравнению реакции:

СаСО3 ® СаО + СО2

рассчитываем массу полученного диоксида углерода:

Определяем объём СО2 при указанных условиях по уравнению:

Пример 6. При 27°С и 106600 Па масса 380 см3 газа равна 0,4550 г. Определить молекулярную массу (кг) газа и его плотность при 50°С и том же давлении.

Решение. Выразим все величины в системе СИ:

m = 0,4550 г = 0,455.10-3 кг;

V = 380 см3 = 380.10-6 м3;

Т1 = 273 + 27 = 300 К

Т2 = 273 + 50 = 323 К

Из уравнения определяем

Плотность газа при н. у. согласно ;

Плотность газа при 50°С рассчитываем по формуле;

Пример. 7 Колошниковый газ имеет примерный состав (об. доли):СО – 0,28; Н2 - 0,03; СО2 – 0,1; N2 - 0,59. Вычислить парциальные давления составляющих смесь газов, если общее давление газовой смеси 106400 Па.

Решение. Парциальные давления отдельных газов в смеси можно вычислить, используя соотношения.

Тогда PCO = Pобщ. iобщ.

PCO = 106,28 = 29792 Па

PH2 = 106,03 = 3192 Па

PCO2 = 106,1 = 10640 Па

PN2 = 106,59 = 62776 Па

Пример 8. В сосуде объёмом 2000 м3 смешиваются 1 кг азота и 2 кг кислорода, и 3 кг водорода. Вычислить парциальные объёмы и давления соответствующих газов, составляющих смесь, а также общее давление газовой смеси при17°С.

Решение. Вычисляем числа киломолей газов по уравнению

Т = 273 + 17 = 290 К

Из уравнения определяем общее давление смеси газов Робщ.:

По уравнению рассчитываем парциальные давления газов в смеси:

По уравнению определяем парциальные объёмы газов:

Термодинамика. Термохимия. Закон Гесса

Пример 9. Определить теплоту сгорания этилена

С2Н4 + 3О2 ® 2СО2 + 2Н2О + Q

Исходя из следующих данных:

2Cгр + 2Н2 = С2Н4 – 62,01 кДж/моль (а)

Cгр + 2О2 = СО2 + 393,9 кДж/моль (б)

Н2 + ½О2 = Н2О + 284,9 кДж/моль (в)

Решение. В данном случае можно воспользоваться двумя методами.

1-й метод. Комбинируя заданные термохимические уравнения, исключим водород и углерод, которые не участвуют в реакции горения. Для этого уравнение (б) умножаем на 2 и вычитаем из него уравнение (а):

2Сгр + 2О2 = 2СО2 + 787,8

2Сгр + 2О2 = С2Н4 – 62,01

2О2 – 2Н2 = 2СО2 - С2Н4 +849,81

Полученный результат складываем по численно с уравнением (в), предварительно умножив его на 2:

2О2 + 2Н2 = 2СО2 – С2Н4 + 849,8

2Н2 + 2О2 = 2Н2О(ж) + 569,80

3О2 = 2СО2 – 2Н2О(ж) + С2Н4 + 1419,61

или С2Н4 + 3О2 = 2СО2 + 2Н2О(ж) + 1419,61 кДж/моль

Qc2н4 = 1419,61 кДж/моль

2-й метод. Применяем 1-е следствие закона Гесса, поскольку все приведённые в условии задачи тепловые эффекты являются теплотами образования соответственно этилена, диоксида углерода и жидкой воды из простых веществ (теплоты образования простых веществ применяются равными нулю):