 |
|
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
1. Определите массу растворённого вещества: а)в 250 г 8%-ного раствора K2CO3,.
б) в 500 мл 5%-ного раствора азотной кислоты с плотностью раствора 1,03г/мл.
2. Вычислите массовую долю растворённых веществ для растворов, содержащих:
а)1 моль аммиака в 3 моль воды; б) 100г серной кислоты в 10 моль воды.
3. Вычислите массовую долю безводной соли для раствора, приготовленного из
14,3г Na2CO3· 10H2O и 120г воды.
4. Вычислите массовую долю безводной соли в растворе, полученном растворением 0,01 моль
кристаллогидрата Al2(SO4)3 · 18 H2O в 1,0 моль воды.
5. Какую массу хлорида калия следует добавить к 450 г 8%-ного раствора той же соли для получения 12%-ного раствора?
6. Какую массу воды следует добавить к 1кг 40;%-ного раствора серной кислоты для получения 25%-ного раствора?
7. Из 750 кг 48%-ного раствора серной кислоты выпарили 300 кг воды. Определите массовую долю серной кислоты в полученном растворе.
8. Какую массу 32%-ного раствора азотной кислоты следует добавить к 600 г 80%-ного раствора той же кислоты для получения 64%-ного раствора?
9. Определите массу 8%-ного раствора гидроксида натрия, которая потребуется для нейтрализации 292 г 20%-ного раствора соляной кислоты.
10. Какой объём 5,5%-ного раствора азотной кислоты(плотность равна 1,03г/мл) требуется для нейтрализации 60 мл 12%-ного раствора КОН (плотность равна 1,1г/мл)?
11. К 700 мл 84,5%-ного раствора серной кислоты(плотность 1,78г/мл) добавлено 1200 мл 42%-ного раствора гидроксида натрия (плотность 1,45 г/мл). Какой объём 35%-ного раствора гидроксида калия (плотность 1,35 г/мл) потребуется добавить к раствору для достижения нейтральной реакции?
12. Определите массу растворённого вещества, содержащегося в 1л следующих растворов:
а)0,1н H2SO4(фактор эквивалентности ½); б) 0,5н Na2CO3 (фактор эквивалентности ½);
в) 0,3н H3PO4 ( фактор эквивалентности1/3).
13. Какой объём раствора 0,1н H2SO4 (фактор эквивалентности ½) можно приготовить из 70 мл 50%-ного раствора этой кислоты (плотность 1,40 г/мл)?
14. Вычислите молярную и нормальную концентрации следующих растворов: а) 40%-ный раствор
гидроксида натрия(плотность 1,43 г/мл); б)20%-ный раствор соляной кислоты( плотность 1,1 г/мл);в) 18%-ный раствор аммиака(плотность0,932 г/мл)
15. Какая масса Na2CO3 требуется для взаимодействия с 600 мл 0,5н HNO3?
16. Какая масса BaCl2 · 2H2O потребуется для взаимодействия с 750 мл 0,12н H2SO4
(фактор эквивалентности ½)?
17. Определите нормальную концентрацию 0,1 М H3PO4, используемого для получения
гидрофосфатов.
18. В плазме крови содержится 152 ммоль/л ионов натрия. Считая, что ионы натрия находятся
только в виде хлорида натрия, вычислите массовую долю хлорида натрия в плазме крови,
Плотность плазмы крови 1,03 г/мл.
19.Для раствора сахарозы с концентрацией 0,1 моль/л рассчитайте массовую долю сахарозы
( в %,мг%, мкг%), моляльность b , молярную долю χ. ρ (р-ра) = 1,04 г/мл.
20.Массовая доля железа в крови в расчёте на элемент составляет 50 мг%. Рассчитайте массу железа
в расчёте на элемент, содержащегося в 5,0 кг крови.
ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
Пример 1.Рассчитайте стандартную энтальпию реакции
2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г)
ΔHfo (кДж/моль) -297 0 -396
Решение: Δ Нор-ции = Σ ΔНопрод - Σ ΔНоисх = 2(-396) - [2(-297) + 1(0)] = -198 кДж
Пример 2. Рассчитайте стандартную энтальпию образования этанола, если стандартные энтальпии сгорания углерода, водорода и этанола соответственно равны (в кДж/моль): -393,5; -285,8; -1366,9.
Решение: Уравнение реакции, соответствующей энтальпии образования этанола-
2С + 3Н2 + 0,5О2 = С2Н5ОН
Δ Нор-ции = ΔHfo(С2Н5ОН) = Σ ΔНосг. исх - Σ ΔНосг.эт. = 2(-393,5) + 3(-285,8) - (-1366,9) =
-277,6 кДж/моль
Пример 4. Пользуясь значениями ΔGof отдельных соединений, вычислите ΔGo реакции
SO2(г) + NO2(г) = SO3(г) + NO(г) и определите её направление в стандартных условиях.
Решение: ΔGo р-ции = [ΔGof(SO3) + ΔGof(NO)] - [ΔGof(SO2) + ΔGof(NO2)] =
(-370,4 + 86,6) - (-300,4 + 51,8) = -35,2 кДж Величина ΔGo р-ции < О, значит реакция протекает в сторону образования SO3 и NO.
Пример 5. Константа равновесия системы H2(г) + I2(г) = 2HI(г) при некоторой температуре равна 40. Определите равновесные концентрации реагирующих веществ, если исходные концентрации этих веществ составляют (в моль/л): [I2] = 0,01; [H2] = 0,03.
Решение: Пусть уменьшение концентрации водорода и иода к моменту равновесия будет x. Тогда равновесные концентрации составят( в моль/л): [I2] =(0,01 - x); [H2] = (0,03 – x); [HI] = 2x.
Решение этого уравнения даёт два корня:x1= 0,0349 моль/л и x2= 0,0096моль/л
Так как исходная концентрация иода равна 0,01 моль/л, уменьшение концентрации не может превышать эту величину и, следовательно, решением задачи будет x2= 0,0096моль/л.Тогда равновесные концентрации реагирующих веществ будут равны(в моль/л):
[[H2]р = 0,01 – 0,0096 = 0,0004; [I2]р = 0,03 – 0,0096 = 0,0204; [HI]р = 2 0,0096 = 0,0192.
Пример 6.Химическое равновесие реакции СО2(г) + Н2(г) = СО(г)+Н2О(г)
Установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ(моль/л):
[CO2] = 7,0; [H2] = 5,0; [CO] = 10; [H2O] = 14. Равновесие системы было нарушено вследствие уменьшения концентрации Н2О до 11 моль/л Рассчитайте равновесные концентрации реагирующих веществ после сдвига равновесия.
Решение. Уменьшение концентрации Н2О показывает, что равновесие сместилось в сторону прямой реакции. Таким образом, концентрация СО2 и Н2 уменьшилась, а концентрация СО и Н2О увеличилась. Пусть изменение концентрации реагирующих веществ будет х моль/л.Тогда новые равновесные концентрации после смещения равновесия будут равны (в моль/л):
[CO2] = (7-x); [H2] = (5-x); [CO] = (10 + x); [H2O] = (11 + x).
Константа равновесия данной реакции равна:
Кс = [CO] [H2O] / [CO2][H2] = 10 · 14 / 7 · 5 = 4,0.
4 = (10 +x) (11 +x) / (7 – x)(5 – x) = (110 + 21x + x2) / (35 – 12x + x2).
x2 – 23x +10 = 0; x1 = 22,56; x2 = 0,44.
Реальное значение имеет второй корень. Следовательно, х = 0,44моль/л.
Новые равновесные концентрации:
[CO2] = 7,0 – 0,44 = 6,56 моль/л; [H2] = 5,0 – 0,44 = 4,56 моль/л;
[CO] = 10,0 + 0,44 = 10,44 моль/л; [H2O] = 11,0 + 0,44 = 11,44 моль/л.