Задачи к лабораторному практикуму по физической химии для студентов 3 курса специальности «химия»

Тема 7. Адсорбция Задача 1. Поверхность 1 г активированного угля 1000 м2. Сколько литров аммиака при 25°С и 1 атм может адсорбироваться на поверхности 45 г угля, если принять, что вся поверхность полностью покрыта? Диаметр молекулы аммиака 3*10-8 см. Задача 2. При адсорбции Аr углем при 194 К получены следующие результаты: Р, Па 31,9*103 130,5*103 290*103 Г, мл/г 5 15,4 24 Рассчитайте постоянные в уравнении Лэнгмюра. Задача 3. При 200 К и парциальном давлении азота 25 мм рт ст на 1 г угля адсорбируется некоторе количество азота. При увеличении давления в 6 раз количество сорбирующегося газа возрастает в 2,5 раза. Определите степень заполнения поверхности при давлении азота 100 мм рт ст. Задача 4. Почему ПАВ лучше адсорбируется из водных растворов на неполярном адсорбенте, а из углеводородных растворителей на полярном адсорбенте ? Приведите примеры таких адсорбентов и нарисуйте расположение молекул адсорбата. Задача 5. Найдено, что 0,106 мг стеариновой кислоты покрывает поверхность воды площадью 500 см2. Молекулярный вес стеариновой кислоты 284, плотность 0,85 г/смЗ. Вычислить площадь, приходящуюся на 1 молекулу стеариновой кислоты и толщину адсорбционной пленки на поверхности воды. Задача 6. Определить адсорбцию по Гиббсу (поверхностный избыток концентрации) уксусной кислоты в водных растворах с концентрациями 0,268 и 0,834 моль/л при 25°С, если поверхностное натяжение этих растворов соответственно равно 0,0483 и 0,0285 н/м, а чистой воды -0,07196? Задача 7. Вычислить адсорбцию по Гиббсу (поверхностный избыток концентрации) хлористого натрия в водных растворах с концентрациями 1,3 и 2,34 моль/л при 18°С, если поверхностное натяжение этих с растворов равно 0,0748 и 0,07693 н/м, а чистой воды - 0,07196? Задача 8. При каком давлении будет происходить десорбция жидкой воды из капилляра с диаметром 0,02 мм при 25°С, если давление насыщенного пара воды над плоской поверхностью равно 23,76 мм рт.ст. при 25°С ? Задача 9. Адсорбция аммиака на угле изучалась при 30 и 80°С. Заданная величина адсорбции получалась при 106 мм рт.ст. при 30°С и при 560 мм рт.ст. при 80°С. Вычислить изостерическую теплоту адсорбции при заданном заполнении поверхности. Тема 8. Химическая кинетика Кинетическое уравнение Задача 1. Скорость тримолекулярной реакции А + 2 В при /А/ = 0,5 моль/л и /В/ = 0,6 моль/л равна 0,018моль/л/мин. Вычислить константу скорости реакции. Задача 2. Скорость тримолекулярной реакции А + 2 В равна 0,5*10-3 л2/моль2*с. Определить скорость реакции при /А/= 0,8 моль/л и /В/= 0,6 моль/л. Задача 3. Скорость реакции равна w = k/А2/В/. При каком соотношении между концентрациями А и В начальная скорость реакции будет максимальна, если сумма парциальных давлений веществ А и В постоянна? Задача 4. В реакции окисления метана СH4 + 2O2→ CO2 + 2H2O, протекающей с постоянной скоростью в течение 5мин в сосуде, объемом 0,5 л при 500°С образуется 5*10-4 моль воды, которая удаляется из зоны реакции вымораживанием. Рассчитайте скорость изменения давления в Па/мин. Задача 5. Время полупревращения вещества А равно 10 ч. (реакция протекает по закону первого порядка). В сосуд введено некоторое количество этого вещества. Измерения его концентрации, проведенные через 30 и 35 мин. после начала опыта, показали, что за время между двумя этими измерениями распалось 2*10'° частиц. Чему равна начальная концентрация вещества А? Задача 6. Тримолекулярную реакцию оксида азота (II) с хлором Сl2 + 2 N0 → 2 NOCl изучали при постоянном объеме и следующих давлениях исходных газов: РNO= 6.66*103 Па; РCl2 =. 3,33*103 Па. Вычислите время, через которое скорость, реакции уменьшится в пять раз по сравнению с начальной, если константа скорости реакции 5*102 л2/моль2*с, а температура 100°С. Задача 7. Распад вещества А по уравнению реакции А → В + С есть реакция второго порядка, протекающая при 791 К с константой скорости 0,19 л/(моль*с). Реакция протекает при постоянном давлении 1.01*105 Па. Рассчитайте время полупревращения. Задача 8. Определите порядок реакции гидролиза метилацетата и константу скорости реакции, если для нейтрализации равных частей реагирующей смеси израсходовано следующее число мл 0,1 н раствора NaOH: t, мин 21 41 60 81 108 140 243 1062 ∞ v,мл NaOH 0,70 1,30 1,85 2,30 3,00 3,80 5,60 8,90 9,00 Задача 9. При изменении начальной концентрации от 1 до 3 моль/л период полупревращения веществ уменьшился с 3 часов до 20 мин. Определить порядок реакции. Задача 10. Константа скорости реакции второго порядка СH3СООС2H5 + NaOH = СН3СOONa + С2Н5ОН равна 5,4 л/моль м. Сколько эфира прореагирует за 10 мин. при а=b=0.02 моль/л. Каковы должны быть исходные концентрации эфира и щелочи (равные), чтобы за это же время прореагировало 98 % эфира? Задача 11. При исследовании термического распада арсина на стекле при 350°С 2AsН3(г) → 2Аs(тв) + 3Н2(г) обнаружено изменение общего давления в системе со временем: t, час 0 4,33 10 25,5 37,66 44,75 P, мм рт.ст. 392 403 436,5 453,5 480,5 488,5 Определите порядок реакции и константу скорости. Кинетика сложных реакций Задача 1. Покажите, что третий порядок реакции 2NО + Н2 = 2NОН, может быть обусловлен любым из механизмов реакции: а) NO + Н2= NОН2; NOH2 + NO →2 NОН б) 2 NO = N2О2; Н2 + N2О2 →2 NОН Задача 2. Для обратимой реакции первого порядка Кравн = 10, а К1=0,5 мин-1. Вычислите время, при котором концентрации веществ А и В станут равными, если начальная концентрация вещества В равна нулю. Задача 3. В параллельных реакциях первого порядка Выход вещества В равен 60%, а время превращения А на 1/3 равно 5 минутам. Найдите к1 и к2. Задача 4. Для некоторой ферментативной реакции константа Михаэлиса равна 0,035 моль/л. Скорость реакции при концентрации субстрата 0,01 моль/л равна 1,15  10-3 моль/(лс). Найти максимальную скорость реакции. Объясните смысл константы Михаэлиса и объясните метод её графического определения по экспериментальным данным. Температурная зависимость скорости реакции Задача 1. Вычислите: а) температурный коэффициент скорости омыления этилацетата щелочью NaОН для каждою температурного интервала, б) средний температурный коэффициент скорости реакции в пределах от 0 до 25°С, в) энергию активации, если константа скорости этой реакции меняется с температурой следующим образом: t, °C 0 10 20 25 К, моль*л-1*мин-1 1,17 2,56 5,08 6,56 t, °C 0 10 20 25 К, моль*л-1*мин-1 1,17 2,56 5,08 6,56 t, °C 0 10 20 25 t, °C 0 10 20 25 К, моль*л-1*мин-1 1,17 2,56 5,08 6,56 t, °C 0 10 20 25 t, °C 0 10 20 25 К, моль*л-1*мин-1 1,17 2,56 5,08 6,56 Задача 2. При 25°С некоторая реакция заканчивается в 2,5 ч. Принимая температурный коэффициент равным 3, рассчитать при какой температуре реакция закончится в продолжении 20 мин. Задача 3. Для реакции разложения NО2 по уравнению 2NO2 = 2 NO + О2 энергия активации равна 133888 Дж/моль. Определить, как влияет на рост активности молекул повышение температуры с 157 до 257°С. Задача 4. Константа скорости реакции разложения перекиси водорода йодисто-водородной кислотой Н2O2 + 2 HJ = 2H2O +J2 изменяется с температурой следующим образом: t,°С 20 30 К, моль л-1 мин-1 4,32 8,38 Вычислить энергию активации и константу скорости реакции при 25°С. Задача 5. При взаимодействии равных концентраций NO2 и СО ( 0,5 моль/л ) при температуре 435 К через 1 час было обнаружено 0,05 моль/л СО2. При какой температуре концентрация СО2 будет вдвое больше при тех же условиях, если Е=29360 кал/моль? Задача 6. Какой должна быть энергия активации, чтобы скорость реакции увеличивалась в 3 раза при возрастании температуры на 10° а) при 300 К и б) при 1000 К?

Похожие:

	Методические указания для студентов 3 курса специальности 020101 «Химия» Производственная практика методические указания для студентов 3 курса специальности 020101 «Химия»: метод указ. / Сост. Н. Е. Сидорина,...		Закону Бойля-Мариотта Современная химия является одной из естественных наук и представляет собой систему отдельных научных дисциплин: общей и неорганической...
	Конспект лекций для студентов I курса медицинского факультета специальности «Стоматология» Химия. Конспект лекций для студентов I курса медицинского факультета специальности «Стоматология». Часть Общая химия. М.: Изд-во...		Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Аналитическая... Методические указания предназначены для выполнения лабораторного практикума в соответствии с программой курса «Аналитическая химия»...
	Методические рекомендации по оформлению отчета и дневника для студентов... Методические рекомендации по оформлению отчета и дневника для студентов VI курса педиатрического факультета по «клиническому практикуму...		Литература для учителя Электронные дидактические пособия О. С. Габриелян,... Программы курса химии для профильного и углубленного изучения химии в X–xi классах общеобразовательных учреждений (профильный уровень)...
	Методические указания к лабораторному практикуму по информационным технологиям в экономике В. Г. Питеев кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой экономики и управления		Программа краткосрочного курса по выбору для 9 класса «практическая химия» Составитель Емец Ольга Михайловна, учитель химии высшей категории мбоу «сош №89 с углубленным изучением отдельных предметов», г....
	Рабочая программа по химии для 11а,б классов на 2013-2014 учебный год Учитель химии Программы курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. Базовый, профильный уровень. Допущена министерством образования...		Методические рекомендации для студентов гуманитарных факультетов... Издательство «Ивановский государственный университет» специализируется на выпуске литературы, обеспечивающей учебный и научный процессы....