Задания для контрольных работ

Данная контрольная работа заключается в выполнении заданий по основным вопросам дисциплины. Студентам предлагается 5 вариантов заданий.

Номер варианта соответствует порядковому номеру экзаменационной ведомости:

1 вариант – 1, 6, 11, 16, 21;

2 вариант – 2, 7, 12, 17, 22;

3 вариант – 3, 8, 13, 18, 23;

4 вариант – 4, 9, 14, 19, 24;

5 вариант – 5, 10, 15, 20, 25.

Структура контрольной работы включает 7 практических и 2 теоретических задания по разным темам курса общей, физической и коллоидной химии. Для выполнения практических заданий рекомендуется воспользоваться «Сборником задач и упражнений по физической и коллоидной химии» Гамеевой О.С. – стр. 4, 8, 15, 42, 59 - 65, 77, 122

По результатам проверки контрольная работа может быть зачтена или не зачтена. В последнем случае работа должна быть доработана студентом с учетом всех замечаний преподавателя и представлена на повторную проверку.

Итоговой формой контроля по дисциплине является экзамен.

I вариант

1. При 17^оС давление газа в баллоне составляло 1,255 * 10⁷ Па. На сколько понизилась температура газа, если установившееся давление стало на 35% ниже первоначального?

2. Определить массу паров свинца в камере объёмом 12 м³ при 164⁰С. Давление паров свинца при этой температуре 8941 Па.

3. Вычислить давление 1 кмоль водорода, занимающего при 0^оС объём 448 л. Использовать для расчётов уравнения состояния идеального и реального газов. Сравнить полученные результаты в том и другом случае с опытной величиной давления 5,228 * 10⁶ Па. Константы уравнения Ван-дер-Ваальса:

а = 0,0284 Дж*м³/кмоль, b = 0,0219 м³/кмоль

4. Вычислить стандартную теплоту реакции дегидрирования этана

2С₂Н₆ = 2СН₄ + С₂Н₂ + Н₂

проводимой в газовой фазе. Теплоты сгорания этана, метана, ацетилена и водорода (кДж/моль) соответственно равны 1560; 890,2; 1299,0; 285,9.

5. Вычислить изобарно-изотермический потенциал ∆G⁰ реакций и дать заключение о возможности их протекания при стандартных условиях:

3С₂Н₂ = С₆Н₆ + ∆G₁⁰

CO₂ + 2NH₃ = NH₂-CO-NH₂ + H₂O + ∆G₂⁰

CH₃-CH₂-CH₂OH = CH₃-CH=CH₂ + H₂O + ∆G₃⁰

Значения ∆G⁰ реагирующих веществ взять из таблицы:

Вещество	кДж/моль	Вещество	кДж/моль
С2Н2	+209,7	NH3	- 16,55
С6Н6	+123,48	NH2-CO-NH2	- 198,0
СО2	- 394,89	C3H7OH	- 171,4
Н2О	- 237, 5	C3H6	+ 61,70

6. Вычислить молярность раствора поваренной соли, если массовая доля NaCl 0,005 (0,5%). Плотность раствора 1 г/см³.

7. В какую сторону сместятся равновесия реакций:

СО + 2Н₂ = СН₃ОН + 113,13 кДж

N₂O₄ = 2NO – 56,98 кДж

N₂ + 3H₂ = 2NH₃ + 92,18 кДж

N₂+ O₂ = 2NO – 181,0 кДж

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

8. Назовите следующие соединения:

а) СН₃ – СН₂ – СН – СН₃

|

СН₂–СН₃

б) СН₃–СН–СН₂–СН–СН₂–СН₂– СН₃

| |

СН₃ СН₂–СН₂–СН₂– СН₃

СН₃ СН₃

| |

в) СН₃ – СН₂ – С – СН₂ – С – СН₂ – СН₃

| |

СН₃ СН₃

г) СН₃ – СН – СН₂ – СН₂ – СН – СН₃

| |

СН₃ СН₃

СН₃–СН₂ СН₃ СН₃

| | |

д) СН₃ –СН₂–С–СН₂–С–СН₂–СН–СН₃

| |

СН₃ СН₂–СН₃

9. Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) 2,5-диметилгексан

б) 4-пропил-3,5-диэтилгептан

в) 2,3,4-триметилпентан

г) 5-бутил-2-метил-3-этилдекан

10. Понятие скорости химической реакции. Факторы, влияющие на скорость реакции.

11. Явление осмоса

12. Анализ атмосферы Венеры показал, что в 50 мл венерианского «воздуха» содержится 48,5 мл углекислого газа и 1,5 мл азота. Рассчитайте объемные доли газов в атмосфере планеты.

13. В пищевой отрасли промышленности можно использовать лимонную кислоту, содержащую не более 1% посторонних примесей. В аналитической лаборатории установлено, что в 2,345 г продукта содержится 2,312 г кислоты. Можно ли использовать продукт в пищевых целях?

II вариант

1. За 1с. при 400^оС и некотором давлении через дымовую трубу проходит 300 м³ дымовых газов. Определить их объём за это время при нормальной температуре и постоянном давлении.

2. Сколько килограммов паров эфира (С₂Н₅)₂О содержится в 1 м³ воздуха, насыщенного парами эфира при 20^оС? Давление паров эфира при данной температуре 58950 Па.

3. Вычислить давление 1моль сероводорода при 127^оС, находящегося в сосуде вместимостью 500 см³, используя для этих целей уравнения Ван-дер-Ваальса и Менделеева - Клапейрона. Константы уравнения Ван-дер-Ваальса:

а = 0,545 Дж*м³/кмоль, b = 0,0520 м³/кмоль

4. Вычислить теплоту образования бензола 6С + 3Н₂ = С₆Н₆, если теплоты сгорания водорода, углерода и бензола соответственно равны (кДж/моль) 285,0; 394,0; 3282,4.

5. Вычислить стандартное изменение изобарного потенциала ∆G⁰ для реакции хлорирования метана:

СН₄ + Cl₂ = СН₃Сl (г)+ НСl + ∆G⁰

Воспользоваться табличными значениями ∆Н⁰₂₉₈ и S⁰₂₉₈.

Вещество	∆Н0298, кДж/моль	S0298, Дж/моль*К
СН4	- 74,85	186,27
Cl2		222,98
СН3Сl	- 86,31	234,47
НСl	- 92,31	186,79

6. Определите молярность раствора серной кислоты концентрации 91%. Плотность раствора 1,825 г/см³.

7. Как повлияет повышение давления на равновесия реакций

PCl₅ = PCl₃ + Cl₂

4HCl + O₂ = 2H₂O (пар) + 2Cl₂

C₃H₈ = C₂H₄ + CH₄

CO + H₂O (пар) = CO₂ + H₂

MgCO₃ = MgO + CO₂

8. Назовите следующие соединения:

СН₃

|

а) СН₃ – СН₂ – СН – СН – СН₂ – СН₃

|

СН₂ – СН₂ – СН₃

СН₃ СН₃

| |

б) СН₃ – СН – СН– СН –СН₃

|

СН₃

СН₃ СН₃

| |

в) СН₃ – СН₂ – СН – СН – СН – СН₃

|

СН₂ – СН₃

г) СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН – СН₂ – СН₂ – СН₃

|

СН – СН₂ – СН₂ – СН₃

|

СН₂ – СН₃

д) СН₂ – СН₃

|

СН₃ –СН₂ –СН–СН–СН₂–СН₂–СН₃

|

СН₂–СН₂ – СН₃

9. Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) 2,3,3,4,5-пентаметилгексан

б) 3-метил-4-этилоктан

в) 2,5-диметил-4-пропил-3-этилгептан

г) 3-этилпентан

10. Обратимость химических реакций. Факторы, влияющие на смещение равновесия.

11. Растворение как физико-химический процесс.

12. Анализ атмосферы Венеры показал, что в 50 мл венерианского «воздуха» содержится 48,5 мл углекислого газа и 1,5 мл азота. Рассчитайте объемные доли газов в атмосфере планеты.

13. В пищевой отрасли промышленности можно использовать лимонную кислоту, содержащую не более 1% посторонних примесей. В аналитической лаборатории установлено, что в 2,345 г продукта содержится 2,312 г кислоты. Можно ли использовать продукт в пищевых целях?

III вариант

1. При н.у. плотность ацетилена 1,16 кг/м³. Определить плотность этого же газа под давлением 1,251 кг/м³ и 0⁰С.

2. Какое количество гелия потребуется для наполнения оболочки стратостата вместимостью 1 м³ при 27⁰С и нормальном давлении. Как изменится объем этого газа на высоте, когда давление станет 13320 Па, а температура понизится до -50⁰С?

3. По уравнению Ван-дер-Ваальса вычислить температуру, при которой объем 1 кмоль сероводорода под давлением 6,66*10⁶ Па станет равным 500 л.

4. Вычислить тепловые эффекты следующих реакций:

С₂Н₄ + 2Н₂О(ж) = 2СО + 4Н₂

Fe₃O₄ + H₂ = 3FeO + H₂O (ж),

используя величины ∆Н⁰₂₉₈ (С₂Н₄) = 52,3 кДж/моль, ∆Н⁰₂₉₈(Н₂О(ж))= - 285,83 кДж/моль, ∆Н⁰₂₉₈ (СО) = -11,53 кДж/моль, ∆Н⁰₂₉₈ (Н₂) = 0, ∆Н⁰₂₉₈ (Fe₃O₄) = - 1117,13 кДж/моль, ∆Н⁰₂₉₈ (FeO) = - 264,85 кДж/моль

5. Вычислить стандартное изменение изобарного потенциала ∆G⁰ для реакции С₂Н₄ + Н₂О = С₂Н₅ОН(ж)

Вещество	∆Н0298, кДж/моль	S0298, Дж/моль*К
С2Н5ОН(ж)	-276,98	160,67
С2Н4	52,30	219,45
Н2О (ж)	- 285,83	69,95

6. Раствор хлорида калия содержит 245,7 г соли на 1000 г воды. Плотность раствора 1,131 г/мл. Вычислите молярность и процентную концентрацию раствора.

7. Как повлияет повышение давления и температуры на равновесия реакций

N₂ + 3H₂= 2NH3

N₂ + O₂ =2NO

СаСО₃= СаО+СО₂

CO₂ + H₂= CO + H₂O

C₄H₁₀ = C₄H₈ + H₂

8. Назовите следующие соединения:

а) СН₂ – СН₃

|

СН₃ –СН₂ –СН–СН₂–СН₂–СН₂–СН₃

СН₃ СН₃

| |

б) СН₃– С – СН₂ – С – СН₃

| |

СН₃ СН₃

СН₃–СН₂ СН₃

| |

в) СН₃ –СН₂–С–СН₂–СН₂–СН₂–СН–СН₃

|

СН₃

г) СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН – СН₂ – СН₃

|

СН – СН₂ – СН₃

|

СН₂ – СН₃

д) СН₂ – СН₃

|

СН₃ –СН–СН–СН–СН₂–СН₂–СН₃

| |

СН₃ СН₂ –СН₂ – СН₃

9. Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) 2-метилгексан

б) 3,3-диметил-4-пропилгептан

в) 2,3,4-триметилпентан

г) 5-бутил-4-этилдекан.

10. Электрохимические цепи, стандартные электродные потенциалы, расчеты ЭДС на основе электродных потенциалов.

11. Характеристики агрегатных состояний вещества.

12. Анализ атмосферы Венеры показал, что в 50 мл венерианского «воздуха» содержится 48,5 мл углекислого газа и 1,5 мл азота. Рассчитайте объемные доли газов в атмосфере планеты.

13. В пищевой отрасли промышленности можно использовать лимонную кислоту, содержащую не более 1% посторонних примесей. В аналитической лаборатории установлено, что в 2,345 г продукта содержится 2,312 г кислоты. Можно ли использовать продукт в пищевых целях?

IV вариант

1. Сжатый воздух в баллоне имеет температуру 15^оС. Во время пожара температура воздух в баллоне поднялась до 450^оС. Взорвётся ли баллон, если при этой температуре он может выдержать давление не более 9,8 *10⁶ Па? Начальное давление 4,8*10⁶ Па.

2. При 17^оС и 104000 Па масса 624 см³ газа составляет 1,560 г. Определить молекулярную массу газа.

3. По уравнению Ван-дер-Ваальса вычислить температуру, при которой объем 1 кмоль метана станет равным 2 м³ под давлением 2,0265*10⁶ Па.

4. Определить тепловой эффект реакции, выраженный через Q и ∆Н⁰

Fe₃O₄ + СО = 3FeO +СО_2,

используя величины ∆Н⁰₂₉₈(Fe₃O₄) = - 1117,13 кДж/моль, ∆Н⁰₂₉₈ (FeO) = - 264,85 кДж/моль.

5. Вычислить стандартное изменение изобарного потенциала ∆G⁰ для реакции 2СН₃ОН = СН₃- О- СН₃ +Н₂О(ж)

Вещество	∆Н0298, кДж/моль	S0298, Дж/моль*К
СН3-СО-СН3 (г)	-217,57	294,93
СН3ОН(ж)	- 238,57	126,78
Н2О (ж)	- 285,83	69,95

6. Какова процентная концентрация 7,2 н NaOH, плотность раствора 1, 175 г/мл.

7. Как повлияет повышение давления на равновесия реакций

C₄H₁₀ = C₂H₄ + C₂H₆

H₂ + I₂ =2HI

3Fe + 4 H₂O = Fe₃O₄ + 3H₂

СО + 3H₂ =СН₄ +H₂O(г)

СО₂+ H₂O = H₂CO₃

8. Назовите следующие соединения:

СН₃

|

а) СН₃ – СН₂ – СН – СН₂ – СН – СН₃

|

СН₂ – СН₃

б) СН₃ – СН – СН₃

|

СН₃ – СН₂ – С – СН₃

|

СН₃ – СН₂ – СН – СН₃

СН₃ СН₃ СН₃

| | |

в) СН₃ – С– СН₂ – С – СН₂ – СН

| | |

СН₃ СН₃ СН₃

СН₃ СН₃

| |

г) СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН – СН – СН₃

д) СН₃ – СН₂ – СН– СН₂– СН₂ – СН₃

|

СН₂ –СН₂

|

СН₃

9. Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) 3,3-диэтилпентан

б) 3-метил-4,5-диэтилоктан

в) 2,5-диметил-4-пропилгептан

г) 2,3,3,4,5-пентаметилгексан

10. Катализ. Современные представления о механизме гетерогенного катализа.

11. Классификация растворов.

12. Анализ атмосферы Венеры показал, что в 50 мл венерианского «воздуха» содержится 48,5 мл углекислого газа и 1,5 мл азота. Рассчитайте объемные доли газов в атмосфере планеты.

13. В пищевой отрасли промышленности можно использовать лимонную кислоту, содержащую не более 1% посторонних примесей. В аналитической лаборатории установлено, что в 2,345 г продукта содержится 2,312 г кислоты. Можно ли использовать продукт в пищевых целях?

V вариант

1.При н.у. плотность азота 1, 251 кг/м3. Какое давление необходимо приложить, чтобы плотность этого газа при 0⁰С стала 5 кг/м³.

2. При 15⁰С и 100500 Па объем воздуха равен 15 л. Вычислить объем этого количества воздуха при н.у. и его плотность при заданных температуре и давлении. Газовую постоянную воздуха принять равной 287 Дж/(кг*К).

3. Вычислить давление 1 кмоль диоксида серы при 100⁰С, заключённого в сосуд вместимостью 1 л, использовав для этого уравнения Ван-дер-Ваальса и состояния идеального газа. Сравнить оба этих результата. Константы уравнения Ван-дер-Ваальса:

а = 0,676 Дж*м³/кмоль, b = 0,0565 м³/кмоль

4. Определить теплоту образования сероуглерода С +2S = CS₂, используя следующие термохимические уравнения:

S + O₂ = SO₂ + 297,5 кДж/моль

CS₂ + 3O₂ = CO₂ + 2SO₂ +1109,9 кДж/моль

C + O₂ = 394,0 кДж/моль

5. Вычислить стандартное изменение изобарного потенциала ∆G⁰ для реакции горения ацетона: СН₃-СО-СН₃ (г)+ 4О₂ = 3СО₂ + 3Н₂О (ж) + ∆G⁰

Воспользоваться табличными значениями ∆Н⁰₂₉₈ и S⁰₂₉₈

Вещество	∆Н0298, кДж/моль	S0298, Дж/моль*К
СН3-СО-СН3 (г)	-217,57	294,93
О2		205,04
СО2	- 393,51	213,66
Н2О (ж)	- 285,83	69,95

6. Вычислить молярность раствора серной кислоты, если массовая доля Н₂SO₄ 0,48 (48%). Плотность раствора 1,380 г/см³.

7. В какую сторону сместятся равновесия реакций

NH₄Cl = NH₃ + HCl – Q

2H₂S = 2H₂ + S₂ (пар) – 41,9 кДж

2CO + 2H₂ = CH₄ + CO₂ + Q

MgCO₃ = MgO + CO₂ – Q

H₂ + I₂ (г) = 2HI – 51,8 кДж

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

8. Назовите следующие соединения:

СН₃

|

а) СН₃ – СН₂ – СН – СН – СН₂ – СН₃

|

СН₂ – СН₂ – СН₃

СН₃ СН₃

| |

б) СН₃ – СН – СН– СН –СН₃

|

СН₃

СН₃ СН₃

| |

в) СН₃ – СН₂ – СН – СН – СН – СН₃

|

СН₂ – СН₃

г) СН₃ – СН₂ – СН₂ – СН – СН₂ – СН₂ – СН₃

|

СН – СН₂ – СН₂ – СН₃

|

СН₂ – СН₃

д) СН₂ – СН₃

|

СН₃ –СН₂ –СН–СН–СН₂–СН₂–СН₃

|

СН₂–СН₂ – СН₃

9. Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) 2,3,3,4,5-пентаметилгексан

б) 3-метил-4-этилоктан

в) 2,5-диметил-4-пропил-3-этилгептан

г) 3-этилпентан

10. Цепная реакция, ее основные стадии.

11. Какие объекты изучает коллоидная химия?

12. Анализ атмосферы Венеры показал, что в 50 мл венерианского «воздуха» содержится 48,5 мл углекислого газа и 1,5 мл азота. Рассчитайте объемные доли газов в атмосфере планеты.

13. В пищевой отрасли промышленности можно использовать лимонную кислоту, содержащую не более 1% посторонних примесей. В аналитической лаборатории установлено, что в 2,345 г продукта содержится 2,312 г кислоты. Можно ли использовать продукт в пищевых целях?

Вопросы для подготовки к экзамену.

1. Дайте определение понятия «идеальный газ».

2. Сформулируйте законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля.

3. Сформулируйте закон Дальтона.

4. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Укажите причины отклонения свойств реальных газов от свойств идеального газа.

5. Перечислите основные свойства жидкости.

6. Каково соотношение изобарной и изохорной теплоемкости для идеального газа?

7. В каком соотношении находятся молярные энтропии веществ в трех агрегатных состояниях?

8. Сформулируйте закон действующих масс.

9. Каково общее термодинамическое условие фазового равновесия?

10. Дайте определение понятия «растворы»?

11. Сформулируйте закон Рауля для компонента идеального раствора.

12. Каков физический смысл изотонического коэффициента и как он связан со степенью диссоциации растворенного вещества?

13. Сформулируйте первый и второй закон Коновалова.

14. Можно ли разделить перегонкой азеотропные смеси?

15. Какое устройство называют электрохимической цепью?

16. Дайте определение стандартному электродному потенциалу.

17. Как рассчитывают ЭДС на основе электродных потенциалов?

18. Каковы правила записи реакций, протекающих на отдельных электродах?

19. Какие электрохимические цепи называют химическими? Какие концентрационными? Приведите примеры.

20. Каков физический смысл энергии активации?

21. Приведите пример цепной реакции, укажите ее основные стадии.

22. Дайте определение понятию «катализ». Можно ли, подбирая катализатор, изменить направление реакции?

23. Какие объекты изучает коллоидная химия?

24. Охарактеризуйте понятие «поверхностное натяжение». Каковы единицы его измерения?

25. Как рассчитать полную поверхностную энергию?

26. Опишите процесс адсорбции.

27. Опишите капиллярные явления.

28. Почему дисперсные системы рассеивают свет?

29. Какие оптические методы используются для определения частиц дисперсных систем?

30. Какие дисперсные системы называют лиофобными, какие лиофильными?

31. Чем обусловлена агрегативная неустойчивость лиофобных дисперсных систем? Какие процессы самопроизвольно протекают в таких системах?

32. Перечислите факторы агрегативной устойчивости дисперсных систем.

33. Охарактеризуйте мицеллообразование в растворах ПАВ.