4. Химические реактивы.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО направления подготовки 050100 Педагогическое образование, утвержденного приказом Минобрнауки России 17 сентября 2009 года, № 000. Профиль «Химия» ФГОС ВПО утвержден приказом Минобрнауки России от 01.01.01 года, № 000 с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению 050100 Педагогическое образование, профиль «Химия».

Авторы

доцент кафедры химии

и методики обучения

Института химии СГУ, к. х.н.

доцент кафедры химии

и методики обучения,

Института химии СГУ, к. х.н.

Программа одобрена на заседании кафедры химии и методики обучения

Института химии СГУ от 29 августа 2011 года, протокол

Подписи:

Зав. кафедрой химии

и методики обучения, д. х.н.

Директор Института химии,

д. х.н., профессор

Приложение 1

Пример перечня вопросов для опроса по разделам:

«Введение. Предмет, задачи и разделы физической химии»,

«Основные понятия термодинамики. Нулевой и первый

законы термодинамики. Термохимия»

1.  Предмет и составные части физической химии. Основные этапы развития физической химии как современной основы теоретической химии.

2.  Методы термодинамики, кинетики и квантовой химии в описании химических явлений. Роль полуэмпирических закономерностей в теории химии.

3.  Термодинамические системы и термодинамические параметры. Экстенсивные и интенсивные свойства системы. Термодинамический процесс. Функции состояния и функции процесса. Нулевой закон термодинамики. Модель идеального газа. Газовые законы для случая идеальных газов.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

4.  Внутренняя энергия и энтальпия системы. Теплота и работа как формы передачи энергии. Формулировки первого начала термодинамики. Механическая работа (работа расширения) и полезная работа.

5.  Применение I-го начала термодинамики к равновесным процессам изменения состояния системы. Взаимосвязь теплоты, работы и изменения внутренней энергии в изохорном, изобарном и изотермическом процессах.

6.  Теплоемкость веществ, молярная теплоемкость. Теплоемкость твердых веществ и жидкостей, теплоемкость идеальных газов. Взаимосвязь ср и сv. Зависимость теплоемкости от температуры, степенные ряды. Зависимость энтальпии и внутренней энергии от температуры.

7.  Термохимия. Тепловой эффект химического процесса. Стандартные состояния для индивидуальных веществ. Стандартные энтальпии образования и сгорания соединений.

8.  Применение закона Гесса для вычисления тепловых эффектов химических и физико-химических процессов. Связь тепловых эффектов при постоянном объеме и при постоянном давлении. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры.

9.  Вывод и анализ уравнения Кирхгофа. Графический анализ зависимостей и .

Приложение 2

Пример билета для отчета по разделу «Второй закон термодинамики»

Вариант № 1

1. Математическое выражение второго начала термодинамики в наиболее общем виде

ΔS>0

ΔS=Q/T

ΔS=ΔH/T

ΔS<0

dS=δQ/T

dS≥δQ/T

TdS=dU + PdV

TdS=dH - VdP

2. Математические выражения объединенного уравнения первого и второго начал термодинамики применительно к обратимым равновесным процессам в простых системах (при отсутствии полезной работы)

TdS=dU+PdV+δW’

TdS=dU+PdV

TdS≥dU+PdV+δW’

dS≥δQ/T

TdS=dH-VdP+δW’

TdS =dH-VdP

TdS ≥dH-VdP+δW’

dS=δQ/T

3. При самопроизвольном приближении к равновесию энтропия изолированной системы

стремится к нулю
стремится к бесконечности
достигает минимума
достигает максимума
линейно убывает

4. Энтропия и ее свойства. Энтропия как критерий равновесия и направления самопроизвольного процесса в изолированных системах. Зависимость энтропии от температуры, давления и объема.

Приложение 3

Примеры вариантов контрольной работы № 1

Вариант № 1

1. Вычислить стандартную энтальпию образования бензола (С6Н6 (ж)) при 298 К и Р = 1,0133×105Па, если известна его энтальпия сгорания.

2. Вычислите тепловой эффект химической реакции при 298 К и определите, на сколько при этой температуре отличается ∆Н от ∆U.

SO2 ( г) + Cl2 (г) = SO2Cl2 (г)

3. Вычислить стандартную энтальпию химической реакции (∆Но298), изменение энтропии (∆Sо298), энергию Гиббса (∆Gо298 ), энергию Гельмгольца (∆Fо298 ) и определить, в каком направлении пойдёт химическая реакция.

СH4 (г) + HNO3 (ж) = CH3NO2 (г) +H2O (ж)

4. Газообразные вещества А и В реагируют с образованием продукта С. Рассчитайте Кр и Кс, если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах при общем давлении равновесной системы 1,0133 ×105 Па и температуре 298 К. Количество вещества С = 0,35.

А + 3В = С

Вариант № 2

1. Вычислить стандартную энтальпию образования нафталина (С10Н8 (к)) при 298 К и Р = 1,0133×105Па, если известна его энтальпия сгорания.

2. Вычислите тепловой эффект химической реакции при 298 К и определите, на сколько при этой температуре отличается ∆Н от ∆U.

C6H6 (ж) +3H2( г ) = C6H12 ( г)

3. Вычислить стандартную энтальпию химической реакции (∆Но298), изменение энтропии (∆Sо298), энергию Гиббса (∆Gо298 ), энергию Гельмгольца (∆Fо298 ) и определить, в каком направлении пойдёт химическая реакция.

2C4H10 (ж) + O2 (г) = CH3COOH (ж) + 2H2O (ж)

4. Газообразные вещества А и В реагируют с образованием продукта С. Рассчитайте Кр и Кс, если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах при общем давлении равновесной системы 1,0133 ×105 Па и температуре 298 К. Количество вещества С = 0,35.

1/3 А + В = 3С

Вариант № 3

1. Вычислить стандартную энтальпию образования метана (СН4 (г)) при 298 К и Р = 1,0133×105Па, если известна его энтальпия сгорания.

2. Вычислите тепловой эффект химической реакции при 298 К и определите, на сколько при этой температуре отличается ∆Н от ∆U.

2SO2 (г) +O2 (г) = 2SO3(г)

3. Вычислить стандартную энтальпию химической реакции (∆Но298), изменение энтропии (∆Sо298), энергию Гиббса (∆Gо298 ), энергию Гельмгольца (∆Fо298 ) и определить, в каком направлении пойдёт химическая реакция.

2C4H10 (ж) + 3O2 (г) = 2CH3COOC2H5 (ж) +2H2O (ж)

4. Газообразные вещества А и В реагируют с образованием продукта С. Рассчитайте Кр и Кс, если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах при общем давлении равновесной системы 1,0133 ×105 Па и температуре 298 К. Количество вещества С = 0,35.

3А + 1/2В = С

Вариант № 4

1. Вычислить стандартную энтальпию образования ацетилена (С2Н2 (г)) при 298 К и Р = 1,0133×105Па, если известна его энтальпия сгорания.

2. Вычислите тепловой эффект химической реакции при 298 К и определите, на сколько при этой температуре отличается ∆Н от ∆U.

Ca(OH)2(к) = CaO (к) + H2O (ж)

3. Вычислить стандартную энтальпию химической реакции (∆Но298), изменение энтропии (∆Sо298), энергию Гиббса (∆Gо298 ), энергию Гельмгольца (∆Fо298 ) и определить, в каком направлении пойдёт химическая реакция.

CH3OH (г) + CH3COOH (г) = CH3COOCH3 (ж) + H2O (ж)

4. Газообразные вещества А и В реагируют с образованием продукта С. Рассчитайте Кр и Кс, если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах при общем давлении равновесной системы 1,0133 ×105 Па и температуре 298 К. Количество вещества С = 0,35.

3А + В = 2С

Примеры вариантов контрольной работы № 2

Вариант № 1

1. Электродвижущая сила элемента Даниэля-Якоби, в котором концентрация Cu2+ и Zn2+ равны, при 18оС равна 1,1 В. Вычислить э. д.с. цепи, в которой концентрация Cu2+ и Zn2+ составляют величины, указанные в таблице.

Концентрация Cu2+, моль/л

0,0005

Концентрация Zn2+, моль/л

0,5

2. Вычислить энергии активации химических реакций по данным о константах скоростей, k, при разных температурах Т, указанных в таблице

Уравнение реакции

Т, К

k

C2H5Br C2H4 + HBr

750

4,539×10-3

800

4,140×10-2

3. В таблице представлены значения констант скоростей k ряда реакций. Определить, сколько вещества прореагировало к моменту времени t при указанных начальных концентрациях Со. (Если реакция имеет вид А + В продукты, то начальные концентрации А и В предполагаются равными). Стехиометрические коэффициенты в уравнениях реакций совпадают с порядками реакций по соответствующим реагирующим веществам.

Уравнение реакции

k л/моль мин

t, мин

Со, моль/л

H2 + Br2 2HBr

8,56×10-2

60

0,03

Вариант № 2

1. Давление насыщенного пара воды при 40оС равно 7375,9Па. Вычислить давление пара раствора, содержащего 20 г глицерина на 400 г воды.

2. Электродвижущая сила элемента Даниэля-Якоби, в котором концентрация Cu2+ и Zn2+ равны, при 18оС равна 1,1 В. Вычислить э. д.с. цепи, в которой концентрация Cu2+ и Zn2+ составляют величины, указанные в таблице.

Концентрация Cu2+, моль/л

0,0003

Концентрация Zn2+, моль/л

0,2

3. Вычислить энергии активации химических реакций по данным о константах скоростей, k, при разных температурах Т, указанных в таблице

Уравнение реакции

Т, К

k

N2O4 2NO2

300

3,288×106

330

2,398×107

4. В таблице представлено значение константы скорости k реакции. Определить, сколько вещества прореагировало к моменту времени t при указанной начальной концентрации Со. (Если реакция имеет вид А + В продукты, то начальные концентрации А и В предполагаются равными). Стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции совпадают с порядком реакции по соответствующим реагирующим веществам.

Уравнение реакции

k л/моль мин

t, мин

Со, моль/л

H2 + I2 2HI

1,46×10-3

28

2,83

Вариант № 3

1. Сколько глицерина должно быть растворено (вес.%), чтобы давление пара раствора было ниже на 3% давления насыщенного пара воды.

2. Электродвижущая сила элемента Даниэля-Якоби, в котором концентрация Cu2+ и Zn2+ равны, при 18оС равна 1,1 В. Вычислить э. д.с. цепи, в которой концентрация Cu2+ и Zn2+ составляют величины, указанные в таблице.

Концентрация Cu2+, моль/л

0,002

Концентрация Zn2+, моль/л

0,1

3. Вычислить энергии активации химических реакций по данным о константах скоростей, k, при разных температурах Т, указанных в таблице

Уравнение реакции

Т, К

k

H2 + I2 2HI

520

0,243×10-3

560

5,610×10-2

4. В таблице представлено значение константы скорости k реакции. Определить, сколько вещества прореагировало к моменту времени t при указанной начальной концентрации Со. (Если реакция имеет вид А + В продукты, то начальные концентрации А и В предполагаются равными). Стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции совпадают с порядком реакции по соответствующим реагирующим веществам.

Уравнение реакции

k л/моль мин

t, мин

Со, моль/л

2NO N2 + O2

47,059

45

2,83

Вариант № 4

1. Раствор, содержащий 0,5 г нелетучего вещества с молекулярной массой 182 в 42 г бензола, кипит при 80,27оС. Температура кипения чистого бензола равна 80,1оС. Определить энтальпию испарения бензола.

2. Электродвижущая сила элемента Даниэля-Якоби, в котором концентрация Cu2+ и Zn2+ равны, при 18оС равна 1,1 В. Вычислить э. д.с. цепи, в которой концентрация Cu2+ и Zn2+ составляют величины, указанные в таблице.

Концентрация Cu2+, моль/л

0,001

Концентрация Zn2+, моль/л

0,3

3. Вычислить энергии активации химических реакций по данным о константах скоростей, k, при разных температурах Т, указанных в таблице

Уравнение реакции

Т, К

k

2NO2 2NO + O2

350

1,119×10-4

390

7,499×10-3

4. В таблице представлено значение константы скорости k реакции. Определить, сколько вещества прореагировало к моменту времени t при указанной начальной концентрации Со. (Если реакция имеет вид А + В продукты, то начальные концентрации А и В предполагаются равными). Стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции совпадают с порядком реакции по соответствующим реагирующим веществам

Уравнение реакции

k л/моль мин

t, мин

Со, моль/л

CO + H2O CO2+H2

3×10-4

90

3,75

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3