Общие закономерности протекания химических процессов

1. Энергетика химических превращений. Первый закон термодинамики. Теплота. Внутренняя энергия и ее изменение в ходе эндотермических и экзотермических реакций. Энтальпия. Тепловой эффект реакции.

2. Термохимические расчеты. Закон Гесса и следствия из него.

3. Химическая кинетика. Гомогенные и гетерогенные химические реакции. Скорость химической реакции: средняя, мгновенная (истинная). Кинетические кривые. Основные факторы, влияющие на скорость (концентрации, температура, катализатор и др.).

4. Влияние концентрации на скорость химической реакции - закон действующих масс (основной постулат химической кинетики). Константа скорости. Порядок реакции по данному веществу и общий (суммарный) порядок реакции. Закон действующих масс для газовых реакций. Скорость гетерогенных реакций.

5. Влияние температуры на скорость химической реакции. Уравнение Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Понятие об энергии активации, активных молекулах и активированном комплексе.

6. Деление химических реакций на простые и сложные. Молекулярность реакции. Понятие лимитирующей стадии. Схема реакции с лимитирующей стадией.

7. Катализ. Основные положения теории катализа. Гомогенный и гетерогенный катализ.

8. Обратимые и необратимые реакции. Скорость прямой и обратной реакций. Установление химического равновесия. Смещение химического равновесия, принцип Ле-Шателье (влияние концентрации, температуры, давления, степени измельчения твердого компонента, катализатора? на положение химического равновесия).

Примерные задачи к раздел

«Общие закономерности протекания химических процессов».

1. Изолированная система с окружающей ее средой..

а) обменивается энергией, но не обменивается веществом;

б) не обменивается ни веществом, ни энергией;

в) обменивается веществом, но не обменивается энергией4

г) обменивается и веществом, и энергией.

2. Тепловой эффект реакции не зависит от

а) агрегатного состояния продуктов реакции;

б) агрегатного состояния исходных веществ;

в) промежуточных стадий получения веществ;

г) природы исходных веществ;

3. Изменение энтальпии в химической реакции определяется выражением:

а) DН = DU +pDV

б) dG = dH – TdS

в) DU = Q – A

4. Изменение энергии Гиббса определяется выражением:

а) dG = dH – TdS

б) dG = dU – TdS

в) dG = dH + TdS

5. Энтропия это

а) теплосодержание системы

б) мера беспорядка в системе

в) величина обратная энтальпии

6. Мерой термодинамической вероятности протекания химической реакции является:

а) энтальпия реакции, б) энтропия реакции, в) энергия Гиббса, г) константа химического равновесия

7. Реакция, протекающая с поглощением тепла, называется

а) экзотермическая;

б) эндотермическая;

в) реакция разложения;

г) внутримолекулярной

8. Если DН° < 0 и DS°< 0, то, в каком из случаев реакция может протекать самопроизвольно:

а) ½DН°½>½TDS°½

б) ½DН°½<½TDS°½

9. В каком из следующих случаев реакция неосуществима при любых температурах:

а) D_rH < 0 и D_rS < 0,

б) D_rH > 0 и D_rS > 0,

в) D_rH > 0 и D_rS < 0

10. При сгорании 3,2 г метанола (CH₃OH)

10.CH₃OH + 1,5 O₂ = CO₂ + 2 H₂O (ж)

10.выделилось 73,6 кДж тепла. Какова энтальпия образования метанола, если энтальпии образования (D_fH⁰) CO₂ и H₂O (ж) равны -110,5 и -285,8 кДж/моль?

11. Определите энтальпию образования РН₃ , если энтальпия сгорания 17 г РН₃ по реакции

11.2 РН₃ + 4 О₂ = Р₂O₅ + 3 H₂O (ж)

11.равна -1170 кДж. Энтальпии образования Р₂O₅ иH₂O (ж) равны -1505 и -286 кДж/моль.

12. Какое количество энергии нужно затратить на разложение 5 кг Na₂CO₃, протекающего по реакции

12.Na₂CO₃ = Na₂O + CO₂

12.если энтальпии образования Na₂CO₃, Na₂O и CO₂ равны -1129, 415 и -394 кДж/моль ?

13. Не производя вычислений, указать, для каких из перечисленных процессов изменение энтропии положительно:

а) С_(тв.) + СО_2(г) ® 2СО_(г),

б) СН₃СООН_(ж) ® СН₃СОО^-_(ж) + Н⁺_(ж),

в) 4НСl_(г) + О_2(г) ® 2Сl_2(г) + 2Н₂О_(г)

14. Укажите, для каких процессов DS > 0:

а) 2А_(г) + В_(тв) ® А₂В_(г),

б) 2А_(тв) + В_(г) ® А₂В_(г),

в) А_(тв) + В_(тв) ® АВ_(г)

15. Из уравнений реакций без изменения энтропии происходят:

а) 2С₂Н_2(Г) + 5О₂ = 4СО_2(Г) + 2Н₂О_(Г),

б) 2С₂Н_4(Г) + 6О₂ = 4СО_2(Г) + 4Н₂О_(Г),

в) 2С₂Н_6(Г) + 7О₂ = 4СО_2(Г) + 6Н₂О_(Г).

16. Не производя вычислений, установить знак DS° следующих процессов:

а) 2NH_3(г) = N_2(г) + 3H_2(г)

б) СО_2(тв) = СО_2(г)

в) 2H₂S_(г) + 3O_2(г) = 2H₂O_(ж) + 2SO_2(г)

17. Укажите, для каких процессов DS < 0:

а) 2А_(г) + В_(тв) ® А₂В_(г),

б) 2А_(тв) + В_(г) ® А₂В_(г),

в) А_(тв) + В_(тв) ® АВ_(г)

18. Максимальной энтропией при одинаковых внешних условиях обладает:

а) H₂O_(тв.) б) H₂O_(жидк.) в) H₂O_(газ)

19. Окисление оксида азота(II) в оксид азота(IV) кислородом воздуха

1. сопровождается увеличением энтропии

2. сопровождается уменьшением энтропии

3. не приводит к изменению энтропии

4. по уравнению реакции невозможно сделать вывод о характере ее изменения

20. Закон, выражающий зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ, называется законом

а) постоянства состава; б) действующих масс;

в) кратных отношений; г)Вант_Гоффа.

21. Состояние химического равновесия характеризуется

а) полным прекращением реакции;

б) равенством скоростей прямой и обратной реакций;

в) поочередным протеканием прямой и обратной реакций;

г) равенством числа молекул, участвующих в реакции

22. На скорость химической реакции не оказывает влияние

а) концентрация вещества в растворе или концентрация газа;

б) площадь поверхности твердого вещества;

в) условия хранения реактивов;

г) температура протекания реакции

23. Скорость химической реакции характеризует:

а) движение молекул или ионов реагирующих веществ относительно друг друга;

б) время, за которое заканчивается химическая реакция,

в) число структурных единиц вещества, вступивших в химическую реакцию;

г) изменение количеств веществ за единицу времени в единице объема или единицы площади

24. Скорость гомогенной химической реакции пропорциональна изменению

а) концентрации вещества в единицу времени

б) количества вещества в единице объема

в) массы вещества в единице объема

г) объема вещества в ходе реакции

25. Уравнение для скорости прямой химической реакции В_(тв) + 3О_2(г) = 2В₂О_3(тв) запишется следующим образом:

а) n = k×[В]×[3О₂] в) v = k×[О₂]³

б) v = k×3×[О₂] г) v = k×[B₂O₃]².

26. Температурный коэффициент реакции g = 4. Для увеличения скорости реакции в 64 раза необходимо увеличить температуру протекания реакции:

а) на 16 градусов б) на 30 градусов в) на 40 градусов г) на 20 градусов.

27. При повышении температуры на 30⁰С скорость химической реакции возрастает в 64 раза. Температурный коэффициент реакции равен:

а) 2 б) 3 в) 4 г) 5.

28. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 20⁰С, если температурный коэффициент равен 4?

а) в 90раз б) в 9 раз в) в 16 раз г) в 3 раза.

29. Уравнение для скорости прямой химической реакции 2СО_(г) + О₂ = 2СО_2(г) запишется следующим образом:

а) V = k[2СО]*[О₂]² б) V = k[СО]*[О₂] в) V = k[СО]²*[О₂]

30. Во сколько раз увеличится скорость предыдущей реакции при увеличении давления в 3 раза?

а) 12 б) 27 в) 6 г) 3

31. Скорость прямой реакции N₂ + 3H₂ = 2NH₃ возрастает при

а) увеличении концентрации азота;

б) уменьшении концентрации азота;

в) увеличении концентрации аммиака;

г) уменьшении концентрации аммиака.

32. В каком случае понижение температуры и повышение давления в системе приводит к повышению выхода продукта реакции?

а) 2Н₂О Û 2Н₂ + О₂, ΔΗ⁰ > 0

б) N₂ + 3H₂ Û 2NH₃, ΔΗ⁰ < 0

в) Н₂ + I₂ Û 2НI, ΔΗ⁰ > 0

г) C_(тв.) + O₂ = 2 CO_(г) D_rH < 0

33. При одновременном понижении температуры и давления равновесие сместится в сторону прямой реакции в случае

а) 4 Al_(тв.) + 3 O_2(г) = 2 Al₂O_3(тв.) D_rH < 0

б) BaCO_3(тв.) = BaO_(тв.) + CO₂ D_rH > 0

в) C_(тв.) + O₂ = 2 CO_(г) D_rH < 0

г) N₂ + О₂ Û 2NO, ΔΗ⁰ > 0

34. В равновесной системе 3 А + В Û 2 С + D концентрация [С]=1 моль/л, [А] =1,5 моль/л. Укажите исходную концентрацию вещества А.

35. При начальной концентрации фосгена [COCl₂] = 2,2 моль/л и равновесной концентрации оксида углерода(II) [CO] = 0,2 моль/л (исходные концентрации оксида углерода(II) и хлора равны нулю) константа равновесия К_равн (в моль/л) реакции

COCl₂ Û CO + Cl₂

равна

а) 50 б) 0,018 в) 0,02 г) 55.

36. Равновесие гомогенной системы 4НСl(г) + О₂(г) ® 2Н₂О(г) + 2Сl₂(г) установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [H₂O] = 0,14; [Cl₂] = 0,14; [НСl] = 0,20; [O₂ ] = 0,32. Вычислите константу равновесия данной реакции и исходные концентрации хлороводорода и кислорода.

37. При увеличении давления химическое равновесие не смещается в системе:

а) СО_(г) + Сl_2(г) = COCl_2(г) б) СО_2(г) + С_(тв) = 2 CO_(г)

в) 2 СО_(г) + О_2(г) = 2 CO_2(г) г) С_(тв) + О_2(г) = CO_2(г)

38. Химическое равновесие в системе

2NO_(г) + O_{2 (г)} 2NO_{2 (г)} + Q

смещается в сторону образования продукта реакции при

а) повышении давления; б) повышении температуры;

в) понижении давления; г) применении катализатора

39. Катализатор ускоряет химическую реакцию благодаря:

а) снижению энергии активации; б) повышению энергии активации;

в) уменьшению теплоты реакции; г) увеличению теплоты реакции.

40. В каком случае имеет место каталитическая реакция:

а) интенсивность горения угля возрастает после его измельчения;

б) скорость реакции горения фосфора повышается при внесении в атмосферу реакции чистого кислорода;

в) скорость реакции разложения пероксида водорода увеличивается при внесении в него оксида марганца(IV);

41. В реакционной системе в равновесии находятся:

2 СО_(г) + О_2(г) Û 2 СО_2(г), ∆Н⁰< 0

Чтобы сместить равновесие реакции вправо, необходимо:

а) увеличить концентрацию СО₂; б) увеличить давление в системе;

в) повысить температуру;

Растворы.

1. Понятие раствора. Газовые, жидкие и твердые растворы. Сольватация и гидратация. Концентрация раствора. Молярная концентрация, эквивалентная концентрация, моляльная концентрация, массовая доля растворенного вещества, титр.

2. Растворимость, факторы, влияющие на растворимость. Насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные растворы.

3. Равновесие в растворах. Теория электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Равновесие в растворах слабых электролитов. Степень диссоциации.

4. Константы диссоциации. Факторы, влияющие на степень диссоциации. Связь степени диссоциации и константы диссоциации, закон разбавления Оствальда.

5. Диссоциация воды. Водородный показатель (рН). Расчет рН в растворах сильных и слабых электролитов.

6. Гидролиз солей. Количественные характеристики гидролиза - степень гидролиза и константа гидролиза. Способы усиления и подавления гидролиза. Расчеты рН в растворах солей.

7. Обменные реакции в растворах, признаки необратимости реакций. Правила составления ионно-молекулярных уравнений.

8. Дисперсные системы их классификация. Коллоидные растворы, их свойства. Понятие о золях, гелях. Строение коллоидной частицы (мицеллы). Коагуляция, седиментация, пептизация, синерезис. Способы получения и разрушения золей.

Примерные задачи и вопросы к разделу «Растворы».

1. Для приготовления 500 г 10% раствора CuSO₄ необходимо взвесить …. г соли и взять …..мл воды.

2. В 80 г воды растворили 20 г вещества. Концентрация полученного раствора:

а) 20% б) 25% в) 0,25 М г) 0,25 н

3. Укажите массу серной кислоты, необходимую для нейтрализации 2 моль гидроксида калия: а) 49 г б) 98 г в) 56 г г) 112 г

4. Выражение «раствор с массовой долей 3%» означает:

а) в 100 г воды растворено 3 г соли; б) в 97 г воды растворено 3 г соли;

в) в 103 г раствора содержится 3 г соли; г) в 100 мл раствора содержится 3 г соли.

5. Число молей КОН в 250 мл 0,2 М раствора равно:

а) 0,05; б) 0,25; в) 0,5; г) 0,1.

6. Масса NaOH, содержащаяся в 500 мл 0,6 М раствора равна:

а) 12 г; б) 24 г; в) 130 г; г) 48 г.

7. Чему равна молярная концентрация раствора, полученного разбавлением 250 мл 3 М раствора до 1 л: а) 3,0; б) 1,2; в) 0,75; г)1.5.

8. Степень диссоциации электролита не зависит от

а) природы растворителя; б) объема раствора;

г) природы электролита; г) концентрации растворенного вещества

9. Укажите формулу вещества, которое в водном растворе диссоциирует ступенчато: а) Н₂S; б) NH₄OH; в) NaKSO₄; г) Fe₂(SO₄)₃.

10. Сколько ионов образуется при диссоциации молекулы (NH₄)₂SO₄: а) 2; б) 4; в) 9; г) 3.

11. В водном растворе угольной кислоты наибольшей является концентрация: а) Н₂СО₃; б) Н⁺; в) СО₃^2-; г) НСО₃^-.

12. Отметьте формулу сильного электролита в водном растворе:

а) СН₃СООН; б) NH₄OH; в) К₂SO₄; г) НNO₂.

13. Укажите формулу слабого электролита в водном растворе:

а) NaCl; б) НNO₃; в) НСl; г) Аl(OH)₃.

14. Выберите формулу вещества, которое в водном растворе при диссоциации не образует хлорид-ионов:

а) КСl; б) КСlO₃; в) NH₄Cl; г) (СаОН)Сl.

15. Только сильные электролиты перечислены в ряду:

а) КОН, HNO₃, H₂SO₄;

б) H₂S, H₂SO₃, H₂SO₄;

в) MgCl₂, CH₃COOH, NaOH;

г) H₂S, CH₃COOH, H₂SO₃;

16. Если в растворе увеличивается концентрация ионов водорода, то:

а) численное значение рН раствора растет;

б) концентрация гидроксид-ионов растет;

в) численное значение рН раствора уменьшается.

17. Чему равна концентрация ОН^- в растворе, в котором концентрация ионов водорода равна 10^-1 моль/л:

а) 10^-1 моль/л; б) 10^-13 моль/л; в) 10^-6 моль/л; г) 10^-2 моль/л.

18. Чему равен рН 0,01 М раствора HNO₃:

а) 1; б) 2; в) 12; г) 0,01.

19. Чему равен рН 0,01 М раствора КОH:

а) 0,01; б) 2; в) 12; г) 9.

20. Малиновая окраска фенолфталеина в растворе:

а) Сa(OH)₂; б) HNO₃; в) Сl₂; г) NaCl

21. Наличие хлороводорода в растворе нельзя определить с помощью:

а) фенолфталеина; б) лакмуса; в) метилового оранжевого.

22. Степень диссоциации уксусной кислоты в 0,1 М растворе равна 1,34^.10^-2. Найти константу диссоциации кислоты. Составьте уравнение процесса электролитической диссоциации.

23. Найдите степень диссоциации хлорноватистой кислоты НОСl в 0,2 М растворе. Каким будет рН этого раствора? (К_дис.= 5,0^.10^-8).

24. Раствор синильной кислоты НСN имеет рН 6. Какова молярная концентрация этого раствора? (К_дис.= 7,9^.10^-10)

25. Имеется раствор слабого электролита НСN с концентрацией С = 0,1 моль/л. Напишите уравнение диссоциации, выражение константы диссоциации (К_дис.) и ее величину. Рассчитайте степень диссоциации, концентрацию [H⁺] в растворе и рН раствора. Назовите индикатор, который будет менять цвет в этом растворе и его окраску.

26. Какая соль в водном растворе подвергается гидролизу по аниону?

а) BaSO₄; б) CuCl₂; в) Zn(NO₃)₂; г) K₂S.

27. Щелочную среду имеет водный раствор соли:

а) хлорид аммония; б) карбонат калия; в) сульфат бария; г) нитрат магния.

28. Кислая реакция среды в растворе соли:

а) Na₃PO₄; б) KCl; в) Na₂CO₃; г) ZnSO₄

29. Гидролиз идет до конца при растворении в воде соли:

а) AlCl₃; б) Al₂(SO₄)₃; в) Al(NO₃)₃; г) Al₂S₃

30. Щелочную среду имеет раствор:

а) Pb(NO₃)₂; б) NaNO₃; в) NaCl; г) Na₂CO₃

31. Установите соответствие между названием соли и типом гидролиза ее в водном растворе.

НАЗВАНИЕ СОЛИ ТИП ГИДРОЛИЗА

1) сульфид алюминия а) по катиону

2) сульфид натрия б) по аниону

3) нитрат магния в) по катиону и аниону

4) сульфит калия

32. Нейтральный раствор соли получают при растворении в воде:

а) KNO₂; б) MnCl₂; в) Ba(NO₃)₂; г) NH₄Cl.

33. Из приведенных ниже солей по катиону гидролизуется:

а) СН₃СООК; б) ZnCl₂; в) Сa(NO₃)₂; г) Rb₂S.

34. Из приведенных ниже солей и по катиону и по аниону гидролизуется:

а) NH₄Cl; б) СН₃СООNH₄; в) СН₃СООNa; г) NaCl.

35. Имеется раствор соли FeCl₃ напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза и выражение константы гидролиза по I ступени (К_г1). Укажите среду в растворе соли. Рассчитайте рН в 0,01 М растворе соли. Чтобы подавить гидролиз соли, в раствор соли надо добавить: (приведите примеры не менее двух веществ, относящихся к различным классам).

36. Гидролизу хлорида алюминия по первой ступени соответствует запись

а) AlCl₃ « Al³⁺ + 3 Cl^-

б) Cl^- +HOH « HCl + OH^-

в) Al³⁺ + HOH « AlOH²⁺ + H⁺

г) AlOHCl₂ + HOH« Al(OH)₂Cl + HCl

37. Ионным уравнением S^2- + HOH Û HS^- + OH^- описывается гидролиз соли:

а) сульфида калия; б) гидросульфида калия;

в) сульфида аммония; г) гидросульфида бария.

38. В результате гидролиза по первой ступени карбоната натрия образуется

а) сильная кислота и рН < 7; б) сильное основание и рН > 7;

в) сильная кислота и рН > 7; г) сильное основание и рН < 7.

39. Константы диссоциации сернистой кислоты Н₂SO₃ по ступеням равны: К₁=1,7^.10^-2 и К₂=6,2^.10^-8. Значение рН 0,1 М раствора сульфита натрия (Na₂SO₃) равно

а) 9,2 б) 10,1 в) 6,4 г) 5,8.

40. Добавление каких из перечисленных ниже веществ к раствору соли из предыдущего задания подавит ее гидролиз: а) HCl; б) NaOH, в) K₃PO₄, г) (NH₄)₂SO₄?

41. Константы диссоциации гидроксида алюминия Al(OH)₃ по ступеням равны: К₁=7^.10^-9, К₂=2^.10^-9 и К₃=10^-9. Значение рН 0,5 М раствора нитрата алюминия (Al(NO₃)₃) равно

а) 3,35 б) 2,65 в) 4,15 г) 5,72.

42. Добавление каких из перечисленных ниже веществ к раствору соли из предыдущего задания усилит ее гидролиз: а) HCl; б) NaOH, в) CuCl₂, г) Na₂S?

43. Какая из перечисленных ниже смесей является раствором:

а) порошок мела и вода; б) капли воды и воздух;

в) сплав золота и серебра; г)

44. Какой раствор может находиться в контакте с кристаллами растворенного вещества?

а) ненасыщенный; б) насыщенный; в) пересыщенный; г) коллоидный.

45. Процесс объединения коллоидных частиц в более крупные называется

а) синерезис; б) седиментация; в) коагуляция; г) пептизация.

46. Майонез относится к дисперсным системам типа: а) суспензия; б) аэрозоль; в) коллоид; г) эмульсия

47. Молоко относится к дисперсным системам типа: а) суспензия; б) аэрозоль; в) коллоид; г) эмульсия

48. Туман относится к дисперсным системам типа: а) суспензия; б) аэрозоль; в) коллоид; г) эмульсия

49. Мармелад относится к дисперсным системам типа: а) суспензия; б) гель; в) коллоид; г) эмульсия

50. Мицелла состоит из а) ядра и потенциалопределяющих ионов; б) ядра и противоионов; в) ядра и адсорбционного слоя; г) гранулы и диффузного слоя

51. Составьте формулу мицеллы, полученной при сливании раствора Na₂SO₄ с избытком BaCl₂.

52. Составьте формулу мицеллы, полученной при сливании раствора KCl с избытком Pb(NO₃)₂.

53. Составьте формулу мицеллы, полученной при сливании раствора NaOH с избытком NiCl₂.

54. Составьте формулу мицеллы, полученной при сливании раствора CuCl₂ с избытком Na₂S.