Химическая термодинамика

1. Молярная теплоемкость газообразного метана выражается уравнением С_р = 17,58 + 60,69×10^-3Т Дж/моль×К. Определите энтропию 10^{-3 м3} метана при 800 К и 1,013×10⁵ Па. Стандартная энтропия метана при 298 К равна 167,73 Дж/моль×К.

2. Вычислите изменение энтропии при нагревании 4 кг кислорода от 273 до 373 К при постоянном объеме.

3. Теплоемкость при 1013 гПа для твердого магния в интервале температур от 298 до 920 К выражается уравнением С_р(Т) = 22,3 + 10,64×10^-3Т – 0,42×10⁵Т^-2 Дж/моль×К. Определите изменение энтропии 1 моль магния при увеличении температуры от 300 до 800 К при постоянном давлении 1013×10³ гПа.

4. Как изменяется энтропия при нагревании 1 моль хлорида натрия от 25 до 1000°С, если температура его плавления 800°С, удельная теплота плавления 56,7 Дж/г. Молярная теплоемкость С_р = 45,96 + 16,32×10^-3Т Дж/моль×К.

5. Вычислите изменение энтропии при охлаждении 12 г кислорода от 290 до 233 К и одновременном повышении давления от 1,01×10⁵ до 60,6×10⁵ Па, если С_р = 32,9 Дж/моль×К.

6. Рассчитайте изменение энтропии в процессе смешения 5 кг воды при Т₁ = 353 К с 10 кг воды при Т₂ = 290 К. Теплоемкость воды считать постоянной и равной 4,2 Дж/моль×К.

7. Найдите изменение энтропии при нагревании 1 моль ацетона от 25 до 100°С, если удельная теплота испарения ацетона равна 514,6 Дж/г, температура кипения равна 56°С, молярные теплоемкости жидкого ацетона 125 Дж/моль×К, паров ацетона С_р = 22,47 + 201,8×10^-3Т – 63,5×10^-6Т² Дж/моль×К.

8. Какая модификация серы ромбическая или моноклинная является более устойчивой при 25°С? Дайте приближенную оценку температуры перехода, при которой обе модификации серы находятся в равновесии, принимая для изменений энтропии и энтальпии значения при 25°С.

9. Атомная теплота сгорания графита при 290 К равна (-394,5) кДж/моль, а атомная теплота сгорания алмаза при той же температуре (-395,4) кДж/моль. Удельные теплоемкости этих веществ соответственно равны 0,710 и 0,505 Дж/г×К. Рассчитать тепловой эффект аллотропного перехода графита в алмаз при 0°С.

10. Вычислите тепловой эффект реакции CH₄ (г) + 2H₂O (г) = CO₂ (г) + 4H₂ (г) при 600°С, если он при стандартных условиях равен 165,0 кДж, а значения молярных теплоемкостей следующие: С_р (CH₄) = 17,45 + 60,46×10^-3Т + 1,12×10^-6Т^-2 Дж/моль×К; С_р (H₂O) = 30 + 10,71×10^-3Т + 0,33×10⁵Т^-2 Дж/моль×К; С_р (CO₂) = 44,14 + 9,04×10^-3Т + 8,53×10⁵Т^-2 Дж/моль×К; С_р (H₂) = 27,28 + 3,26×10^-3Т + 0,502×10⁵Т^-2 Дж/моль×К.

11. Разница в удельной теплоте растворения 1 г моноклинной и ромбической серы при 0°С равна (-10,04) Дж/г, а при 95,4°С (-13,05) Дж/г, удельная теплоемкость ромбической серы в этом интервале температур 0,706 Дж/г×К. Определить удельную теплоемкость моноклинной серы.

12. Удельная теплота конденсации бензола при 50°С равна (-414,7) Дж/г и при 80°С (-397) Дж/г. Удельная теплоемкость жидкого бензола в этом интервале температур 1,745 Дж/г×К. Вычислите удельную теплоемкость паров бензола в этом интервале температур и рассчитайте расхождения между полученным и табличным значением 1,047 Дж/г×К.

13. Теплота конденсации этанола при 15°С равна (-27,62) кДж/моль. Средние удельные теплоемкости жидкого спирта и его паров в пределах от 0 до 78°С соответственно равны 2,418 и 1,597 Дж/г×К. Определить количество теплоты, необходимой для испарения 500 г спирта при 60°С.

14. Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена С₂Н₂, если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды?

15. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксид азота (II). Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 44,8 л NO в пересчете на нормальные условия.

16. При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа.

17. Вычислите, какое количество теплоты выделится при восстановлении Fe₂O₃ металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа.

18. Вычислите теплоту образования гидроксида кальция исходя из следующих термохимических уравнений: Ca (к) + 0.5 O₂ (г) = CaO (к), ΔH = -635,6 кДж; Н₂ (г) + О₂ (г) = Н₂О (ж), ΔH = -285,84 кДж; СаО (к) + Н₂О (ж) = Са(ОН)₂ (к), ΔH = -65,06 кДж.

19. Термодинамическим расчетом определите, какой восстановитель (углерод или алюминий) следует использовать для получения хрома из его оксида (III).

20. На основании термодинамического расчета определите, какой восстановитель (углерод или магний) следует взять для получения титана при температуре 727°С из тетрахлорида титана.

21. Вычислите возможность протекания в организме реакции превращения глюкозы: А) С₆Н₁₂О₆ (к) = 2С₂Н₅ОН (ж) + 2СО₂ (г); Б) С₆Н₁₂О₆ (к) +6О₂ (г) = 6СО₂ (г) + 6Н₂О (ж). Какая из этих реакций поставляет организму больше энергии.

22. Оксид азота (I), используемый в медицине как наркотическое средство, получают разложением нитрата аммония, но разложение нитрата аммония возможно по двум схемам: А) NH₄NO₃ (к) = N₂O (г) + 2H₂O (г); Б) NH₄NO₃ (к) = N₂ (г) + 1/2O₂ (г) + 2H₂O (г). Какой процесс более вероятен? Как он зависит от условий?

23. Средняя удельная теплоемкость бензола в интервале температур от 0 до 80°С равна 1,745 Дж/г×К. Молярная теплоемкость ацетилена в том же интервале температур равна 43,93 Дж/г×К. Тепловой эффект реакции 3С₂Н₂ (г) = С₆Н₆ (к) при стандартных условиях (-630,8) кДж. Рассчитать тепловой эффект этой реакции при 75°С.

24. Один моль азота при 25°С смешали с 3 моль водорода. Определите энтропию получившейся смеси, предполагая: а) полное отсутствие химического взаимодействия между азотом и водородом; б) полное превращение указанных веществ по уравнению: N₂ (г) + 3H₂ (г) = 2NH₃ (г).

25. При низких температурах серная кислота устойчива, а при высоких она диссоциирует по уравнению: H₂SO₄ (г) ®H₂O (г) + SO₃ (г). Объясните это явление и рассчитайте температуру, при которой DG = 0.

26. Вычислите DG⁰ для реакции: С (графит) + 2Н₂ (г) =СН₄ (г). Определите DН⁰ из следующих термохимических уравнений: СН₄ (г) + 2О₂ (г) = СО₂ (г) +2Н₂О (ж); СО₂ (г) = С (графит) + О₂ (г); 2Н₂О (ж) = 2Н₂ (г) + О₂ (г).

27. При растворении 1,6 г безводного сульфата меди в 144,9 г воды выделяется 665 Дж, а при растворении 1,25 г медного купороса в 72 г воды поглощается 59,65 Дж. Вычислите энтальпию образования кристаллогидрата сульфата меди из безводной соли (твердой) и воды (жидкой).

28. Стандартные энтальпии образования FeO (т), CO (г), CO₂ (г) соответственно равны: -263,7, -110,5, 393,5 кДж/моль. Определить количество теплоты, которое выделится при восстановлении 100 кг оксида железа (II) оксидом углерода при 1200 К и постоянном давлении, если молярные теплоемкости реагентов равны: С_р (Fe) = 19,25 + 21×10^-3Т Дж/моль×К; С_р (CO₂) = 44,14 + 9,04×10^-3Т – 8,53×10⁵T^-2 Дж/моль×К; С_р (CO) = 28,41 + 4,1×10^-3Т – 0,46×10⁵T^-2 Дж/моль×К; С_р (FeO) = 52,8 + 6,24×10^-3Т – 3,19×10⁵T^-2 Дж/моль×К.

29. Определить тепловой эффект реакции: НСºСН (г) + СО (г) + Н₂О (ж) = СН₂=СН-СООН (ж), а также тепловой эффект реакции при постоянном объеме.

30. Рассчитайте тепловой эффект реакции при 340 К: SO₂ (г) + Cl₂ (г) = SO₂Cl₂ (ж).

31. Вычислите изменение изохорно-изотермического потенциала (энергию Гельмгольца) для реакции: С₄Н₁₀ (г) = С₄Н₆ (г) + 2Н₂ (г), протекающую в газовой фазе при 300 К, если ΔН = 237 кДж/моль, ΔS = 230 Дж/моль × К.

32. Вычислите изменение энергии Гиббса для реакции: ZnO (к) + CO (г) = Zn (к) + CO₂ (г) при 298 К и определите возможность протекания процесса в прямом направлении.

33. При стандартных условиях теплота сгорания водорода в кислороде равна 286,2 кДж, а теплота сгорания водорода в озоне равна 333,9 кДж. Чему равна теплота образования озона из кислорода при стандартных условиях?

34. Вычислить изменение энергии Гиббса для реакции: Fe₂O₃ (к) + 3H₂ (г) = 2Fe (к) + 3H₂O (г) и определить выше какой температуры возможен прямой процесс.

35. Можно ли оксид свинца (II) восстановить до свободного металла при 298 К алюминием, водородом?

36. Рассчитайте изменение внутренней энергии при испарении 2×10^{-2 кг этилового спирта при нормальной температуре кипения, если его удельная теплота испарения 837,38}×10³ Дж/кг, а удельный объем пара при этой температуре 0,607 м³/кг. Объемом жидкости пренебречь.

37. Рассчитайте разность ΔН⁰-ΔU⁰ при 1,0133×10⁵ Па в следующих процессах: а) H₂ (г) + 1/2 O₂ (г) = H₂O (ж), Т=298 К; б) СН₃СООС₂Н₅ (ж) + Н₂О (ж) = СН₃СООН (ж) + С₂Н₅ОН (ж), Т=298 К; в) 0,5 N₂ (г) + 1,5 H₂ (г) = NH₃ (г), T = 673 K; г) С (к) + 2Н₂ (г) = СН₄ (г), Т = 1073 К.

38. Определите работу изобарного обратимого расширения 3 моль идеального газа при его нагревании от 298 до 400 К.

39. Определите работу изотермического обратимого расширения 3 моль водяного пара от 0,5×10⁵ до 0,2×10⁵ Па при 330 К. Водяной пар при таких параметрах подчиняется закону идеального газового состояния.

40. Идеальная машина Карно, работающая в интервале температур от 200 до 300 К, превращает в работу теплоту, равную 83,8 Дж. Какое количество теплоты отдано резервуару при 200 К?

41. Вычислите изменение энергии Гиббса при сжатии 0,7×10^{-2 кг азота при 300 К и давлении от 5,05}×10⁴ до 3,031×10⁵ Па (считать азот идеальным газом).

42. Плотность твердого фенола 1072 кг/м³, жидкого 1056 кг/м³, теплота его плавления 1,044×10⁵ Дж/кг, температура замерзания 314,2 К. Вычислите температурный коэффициент - dp/dT.

43. Определите температуру кипения хлорбензола при 266,6 Па, если его нормальная температура кипения 405,4 К, а при 5,332×10⁴ Па он кипит при 3882,2 К. Вычислите теплоту испарения, изменение энтропии, внутренней энергии при испарении 1 моль хлорбензола при нормальной температуре кипения.

44. Вычислите теплоту образования гидроксида кальция исходя из следующих термохимических уравнений: а) Ca (к) + ½ O₂ (г) = CaO (к) DH = -635,6 кДж; б) H₂ (г) + ½ O₂ (г) = H₂O (ж) DH = -285,84 кДж; в) CaO (к) + H₂O (ж) = Ca(OH)₂ (к) DH = -65,06 кДж.

Раздел 3

Равновесия

1. Константа равновесия реакции CO + H₂O = CO₂ + H₂ при 800 К равна 4,12. Смесь, содержащая 20% СО и 80% H₂O, нагрета до 800 К. Определите состав смеси (%) при достижении равновесия и выход водорода, если взят 1 кг водяного пара.

2. В водном растворе содержатся ионы лития, калия, бария, хлорид- и нитрат-ионы. Сколько составных частей и компонентов в системе. Определите вариантность системы.

3. Определите константу равновесия реакции SO₂ + 1/2O₂ = SO₃ при 770 К, если при 500 К К_р = 588,9, а тепловой эффект реакции в этом диапазоне температур равен (-99,48) кДж.

4. По характерным точкам на кривых охлаждения вычертить диаграмму плавкости системы медь-никель:

Ni, %
Tначала крист., К
Tконца крист., К

На диаграмме плавкости обозначьте точками: а) чистую твердую медь в равновесии с расплавом меди; б) жидкий расплав, содержащий 45% никеля в равновесии с твердым раствором; в) твердый раствор, содержащий 65% никеля в равновесии с жидким раствором; г) жидкий расплав, содержащий 50% никеля при температуре 1670К; Определите для системы, содержащей 30% никеля, температуру начала кристаллизации, состав первого кристалла твердого раствора, массу никеля в жидком и твердом состояниях при охлаждении 0,24 кг смеси, содержащей 30% никеля, до 1470 К; температуру кристаллизации последней капли жидкого расплава, состав последней капли жидкого расплава.

5. При синтезе аммиака в определенных условиях в равновесии находятся 1 моль водорода, 2 моль азота и 8 моль аммиака. Рассчитайте константу равновесия. Во сколько раз исходные количества азота и водорода больше равновесных их количеств?

6. Чему равна теплота испарения ртути при 330°С, если давление насыщенного пара ртути при этой температуре равно 61,3 кПа, а температура кипения ртути при 101,3 кПа равна 357°С?

7. При нагревании смеси СО и Н₂ в закрытом сосуде устанавливается равновесие СО₂ + Н₂ = СО + Н₂О. Константа равновесия при 850°С равна единице. Какая массовая доля (%) СО₂ подвергнется превращению в СО при 850°С, если смешать 1 моль СО₂ и 5 моль Н₂?

8. Теплота испарения воды при 100°С равна 40585 Дж/моль. При какой температуре будет кипеть вода, если давление увеличить в 2 раза?

9. Найти изменение энергии Гиббса для реакции: 4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂ при 252°С, если К_р = 4,84×10^-3. Парциальные давления как начальных, так и конечных веществ равны 101325 Па.

10. Исходные концентрации оксида углерода (II) и паров воды соответственно равны 0,08 моль/л. Вычислите равновесные концентрации СО, Н₂О и Н₂ в системе СО + Н₂О = СО₂ + Н₂, если равновесная концентрация СО₂ оказалась равной 0,05 моль/л. Рассчитайте константу равновесия реакции.

11. Пользуясь правилом фаз найти число степеней свободы, которым обладает система, состоящая из растворов хлорида калия и хлорида натрия в присутствии кристаллов KCl и паров воды.

12. Определите равновесную концентрацию водорода в реакции: 2НI = H₂ + I₂, если исходная концентрация НI составляла 0,55 моль/л, а константа равновесия К_с = 0,12.

13. Закрытый водный раствор содержит в своем составе хлориды магния, кальция, стронция. Какое максимальное число фаз может иметь данная система?

14. При взаимодействии водорода с йодом устанавливается равновесие: H₂ + I₂ = 2НI. Константа равновесия выражается уравнением: К_с = С²(HI)/C(H₂)×C(I₂). Покажите, что это соотношение не противоречит правилу фаз.

15. Определите состав смеси к моменту равновесия для реакции СО + Н₂О = СО₂ + Н₂, если известно, что при температуре 930,5 К константа равновесия реакции равна К_с=1 и до реакции в смеси было по 1 моль СО и Н2О.

16. При 823 К и 1 атм из 1 моль СО и 1 моль Cl₂ к моменту достижения равновесия образуется 0,2 моль СОCl₂. Определить К_р и К_с реакции СО + Cl₂ = СОCl₂.

17. Определите число степеней свободы для следующей неоднородной системы: раствор сульфата натрия, кристаллы сульфата натрия, кристаллы Na₂SO₄ × 10H₂O, пары воды.

18. В состоянии равновесия системы СО₂ + Н₂ = СО + Н₂О реакционная смесь имела объемный состав: 22% СО₂, 41% Н₂, 17% СО, 20% Н₂О. Вычислите К_р и К_с для этой реакции при 1900 К и давлении 98501 Па.

19. Определите состав смеси в момент равновесия для реакции, проходящей в доменной печи FeO + CO = Fe + CO₂, если при Т=1273 К константа равновесия равна 2,5.

20. Рассчитайте К_р и К_с для реакции PCl₅ = Cl₂ + PCl₃ при 500 К, если к моменту равновесия продиссоциировало 54% PCl₅, а исходная концентрация PCl₅, была равна 1 моль/л.

21. Какое максимальное число степеней свободы может иметь система, состоящая из углеводородов пропана, бутана, этана?

22. Определите вариативность системы, состоящей из растворов сульфата калия и натрия в воде, в присутствии паров воды и кристаллов обеих солей.

23. При смешении 1 моль уксусной кислоты и 1 моль этилового спирта реакция протекает по уравнению: CH₃COOH + C₂H₅OH = CH₃COOC₂H₅ + H₂O. При достижении равновесия в реакционной смеси находится 1/3 моль кислоты, 1/3 моль спирта, 2/3 моль эфира и 2/3 моль воды. Вычислите количество моль эфира, которое будет в реакционной смеси при достижении равновесия, при следующих условиях: а) 1 моль кислоты, 2 моль спирта; б) 1 моль кислоты, 1 моль спирта, 1 моль воды; в) 1 моль эфира и з моль воды; г) 1 моль кислоты, 1 моль эфира, 1 моль спирта, 1 моль воды.

24. Найти изменение энергии Гиббса для реакции: 4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂ при 252°С, если К_р = 4,84×10^-3. Парциальные давления как начальных, так и конечных веществ равны 101325 Па.

25. Константа равновесия реакции H₂ + I₂ = 2HI при 717 К равна 46,7. Определите количество разложившегося йодоводорода при нагревании 1 моль НI до 717 К.

26. Константа равновесия реакции H₂ + I₂ = 2HI при 693 К равна 50,25. Вычислите массу образующегося НI, если в сосуд вместимостью 10^{-3 м3} введено 0,846×10^{-3 кг йода и 0,0212}×10^{-3 кг водорода.}

Раздел 4

Растворы

1. Рассчитайте электрическую проводимость 1 М раствора AgNO₃ при 291 К, если расстояние между электродами 5 см, площадь каждого электрода 2 см². Эквивалентная электропроводность этого раствора 94,3 Ом^-1×г-экв^-1×см².

2. Молярная электрическая проводимость 0,5 М раствора сульфата калия при 298 К равна 162,7 Ом^-1×моль^-1×см². Определите удельную и эквивалентную электропроводность при этой температуре.

3. Для 0,01 н хлорида калия удельное сопротивление ρ=709,22 Ом^-1∙см. Вычислите удельную и эквивалентную электропроводность.

4. Абсолютные скорости движения ионов Sr²⁺ и Cl^- в разбавленном растворе при 291 К равны соответственно 5,2×10^-4 и 6,8×10^-4 см²/(с×В). Определите эквивалентные электропроводности и числа переноса ионов в растворе SrCl₂.

5. Эквивалентная электропроводность KСlO₄ при бесконечном разбавлении при 291 К равна 122,8 Ом^-1∙см²∙г-экв^-1. Число переноса иона СlO₄^- 0,481. Определите подвижности ионов К⁺ и СlO₄^-.

6. Рассчитайте эквивалентную электропроводность 0,001 н раствора LiCl и сравните с опытной величиной 96,6 Ом^-1×г-экв^-1×см². Эквивалентные электропроводности 0,001 н растворов LiNO₃, NaNO₃, NaCl при 291 К равны соответственно 92,9, 102,9, 106,5 Ом^-1×г-экв^-1×см².

7. Рассчитайте эквивалентную электропроводность при 298 К и бесконечном разбавлении для монохлоруксусной кислоты, если константа диссоциации равна 1,55×10^-3 моль/л, а эквивалентная электропроводность при разведении 32 л/моль равна 77,2 Ом^-1×г-экв^-1×см².

8. Эквивалентная электропроводность 1,59×10^{-4 М уксусной кислоты при 298 К равна 109,78 Ом-1}×г-экв^-1×см². Вычислите константу диссоциации и рН раствора. Подвижности ионов l⁰(Н⁺) = 315, l⁰(СН₃СОО^-) = 35.

9. Определите молярность раствора соляной кислоты, если при кондуктометрическом титровании 100 мл раствора HCl 8 н раствором NaOH получены следующие результаты:

V(NaOH), мл	0,32	0,60	0,92	1,56	2,00	2,34
c×102, Ом-1×см-1	3,20	2,56	1,86	1,64	2,38	2,96

10. При 291 К удельная электропроводность насыщенного раствора AgCl равна 1,374 Ом^-1∙см^-1, удельная электропроводность воды, определенная при тех же условиях 4∙10^-8 Ом^-1∙см^-1. Вычислите молярную концентрацию АgCl в насыщенном растворе, если λ₊ = 53,5 Ом^-1∙см²∙г-экв^-1, λ_- = 66,0 Ом^-1∙см²∙г-экв^-1.

11. Вычислите активность Na₂SO₄, HCl, Pb(NO₃)₂ в растворах с концентрацией данного электролита 1 моль/1000 г по данным о среднем коэффициенте активности g_±(Na₂SO₄) = 0,201, g_±(HCl) = 0,809, g_±(Pb(NO₃)₂) = 0,11.

12. Выразите константу полной диссоциации угольной кислоты через степень диссоциации (a) и общую концентрацию электролита (С).

13. Раствор слабой кислоты НА при 298 К и разведении 32 л/моль имеет эквивалентную электропроводность 9,2 Ом^-1∙см²∙г-экв^-1, а при бесконечном разведении она равна 389 Ом^-1∙см²∙г-экв^-1. Рассчитать концентрацию ионов водорода и константу диссоциации кислоты.

14. Рассчитайте среднюю ионную моляльность водного раствора LaBr₃,если моляльность соли в воде 0,2 моль/1000 г.

15. Определите ионную силу раствора, содержащего 0,001 моль H₂SO₄ и 0,002 моль MgSO₄ на 1000 г воды при 298 К.

16. Вычислите эквивалентную электрическую проводимость уксусной кислоты, при бесконечном разведении, при 298 К, если электрические проводимости НСl, CH₃COONa, NaCl равны 0,0426, 0,0091, 0,0126 Ом^-1∙м²∙г-экв^-1 соответственно.

17. Для бесконечно разбавленного раствора NH₄Cl при 298,2 К число переноса катиона 0,491. Вычислите электролитическую подвижность и абсолютную скорость аниона Cl^-, если λ_∞ = 0,0150 Ом^-1∙м²∙г-экв^-1.

18. Для 0,1 М раствора Cr₂(SO₄)₃ вычислите среднюю ионную моляльность, среднюю ионную активность, общую активность электролита и активности ионов SO₄^2- и Cr³⁺ при 298 К, если средний ионный коэффициент активности равен 0,0458.

19. Вычислите степень диссоциации и рН 1,6×10^{-4 М СН}₃СООН при 298 К. Константа диссоциации уксусной кислоты равна 1,75×10^-5.

20. Вычислите мольную долю метилового спирта в 60%-ном водном растворе, если взято 100 г раствора.

21. Вычислите активность и рациональный коэффициент активности ацетона в водном растворе, если мольная доля ацетона равна 0,318, Р_ац.= 152 мм.рт.ст., Р⁰_ац.=229 мм.рт.ст. Дайте заключение о характере отклонения раствора от идеальности.

22. Вычислите изменение химического потенциала при растворении ацетона в воде, если Р_ац.= 152 мм.рт.ст., Р⁰_ац.=229 мм.рт.ст.

23. Вычислите эбуллиоскопическую постоянную для воды. Теплота испарения ΔН_исп. равна 40,685 кДж/моль.

24. В 10^{-3 м3} раствора бромида натрия содержится 0,3219 кг NaBr. Плотность раствора при 293К равна 1238,2 кг/м³. Выразите концентрацию раствора в: а) моль соли в 10^{-3 м3} раствора; б) массовых долях; в) моль соли на 1 кг воды; г) моль воды на 1 моль бромида натрия.

25. Плотность 60%-ного раствора фосфорной кислоты при 293 К равна 1426 кг/м³. Определите количество молей Н₃РО₄ в 1 литре раствора. Чему равна мольная доля кислоты в растворе.

26. Давление водяного пара раствора, содержащего нелетучее растворенное вещество на 2% ниже давления пара чистой воды. Определите моляльность раствора.

27. Вычислите молекулярную массу вещества, если температура замерзания раствора, содержащего 100 г бензола и 0,2 г исследуемого вещества на 0,17 К ниже температуры замерзания бензола. Криоскопическая константа равна 5,16 К/моль.

28. Раствор, содержащий 0,8718 моль/л тростникового сахара при 291 К изоосмотичен с раствором хлорида натрия, содержащего 0,5 моль/л NaCl. Определите кажущуюся степень диссоциации и коэффициент Вант-Гоффа для NaCl.

29. Водный 0,02 М раствор пикриновой кислоты находится в равновесии с 0,07 М раствором пикриновой кислоты в бензоле. Вычислите коэффициент распределения пикриновой кислоты между бензолом и водой, если в бензольном растворе кислота имеет нормальную молекулярную массу, а в воде частично диссоциирована, a = 0,9.

30. Определите относительное понижение давления пара для раствора, содержащего 0,01 моль нелетучего растворенного вещества в 500 г воды.

31. Давление пара воды при 313 К равно 7375,4 Па. Вычислите при данной температуре давление пара раствора, содержащего 9,206 г глицерина в 360 г воды.

32. Вычислите давление пара эфира над 3%-ным раствором анилина в диэтиловом эфире при 293 К. Давление пара эфира при этой температуре равно 5,89 × 10⁴ Па.

33. Водный 7,5%-ный раствор хлорида кальция кипит при нормальном атмосферном давлении 1,0133×10⁵ Па и 374 К. Вычислите коэффициент Вант-Гоффа. Давление пара воды при 374 К равно 1,05×10⁵ Па.

34. Давление пара раствора, содержащего 2,21 г хлорида кальция и 100 г воды при 293 К, равно 2319,8 Па, а давление пара воды при той же температуре 2338,5 Па. Вычислите кажущуюся молекулярную массу и кажущуюся степень диссоциации CaCl₂.

35. Температура кипения чистого сероуглерода 319,2 К. Раствор, содержащий 0,217 г серы в 19,18 г CS₂, кипит при 319,304 К. Эбуллиоскопическая константа CS₂ равна 2,37 К/моль. Определите число атомов, которое содержится в молекуле серы, растворенной в сероуглероде, если атомная масса серы 32.

36. Определите концентрацию водного раствора глюкозы, если этот раствор при 291 К изоосмотичен с раствором, содержащим 0,5 моль/л хлорида кальция, причем кажущаяся степень диссоциации последнего при указанной температуре составляет 65,4%.

37. Определите кажущуюся степень диссоциации HIO₃ в растворе, содержащем 0,506 г HIO₃ в 22,48×10^{-3 кг этилового спирта. Раствор кипит при 351,624 К, чистый этиловый спирт кипит при 351,46 К. Эбуллиоскопическая постоянная спирта 1,19 К/моль.}

38. При изучении равновесия системы хлороформ-диэтиловый эфир при 298 К были изучены следующие давления насыщенного пара:

N (C2H5OC2H5)		0,2	0,4	0,6	0,8	1,0
P ((C2H5)2O) 10-4 Па		0,460	1,287	2,666	4,093	5,333
P (CHCl3) 10-4 Па	1,933	1,480	0,920	0,460	0,165

Постройте графики зависимости парциальных и общего давления насыщенного пара от состава раствора. Сделайте заключение относительно характера отклонения от закона Рауля, о коэффициентах активности компонентов раствора при всех концентрациях и о тепловом эффекте смешения.

39. Раствор, содержащий 1,632 г трихлоруксусной кислоты в 100 г бензола, кристаллизуется при температуре на 0,350 К ниже, чем чистый бензол. Определите, происходит ли диссоциация или ассоциация трихлоруксусной кислоты в бензольном растворе. Криоскопическая постоянная бензола равна 5,16 К/моль.

40. Проанализируйте фазовое состояние системы CS₂ – (CH₃)₂O на основании диаграммы кипения и процесса нагревания системы с мольной долей (CH₃)₂O 80%.

Раздел 5

Электрохимия

1. Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах и в цепи в целом для следующих элементов:

а) –Cu, Zn|ZnSO₄||CuSO₄|Cu+;

б) –Cu|Ag, AgCl (т)|CuCl₂|Cu+;

в) –Pt, H₂|H₂SO₄|Hg₂SO₄ (т), Hg|Pt+;

г) –Cu, Cu(OH)₂ (т)|H₂O|H₂|Pt+;

д) –Mg|MgSO₄||NiSO₄|Ni+;

е) –Zn|ZnCl₂||KCl (насыщ.)|Hg₂Cl₂, Hg+;

ж) –Pt, H₂|HCl|Cl₂+;

з) –Cd|CdSO₄||Hg₂SO₄|Hg+;

и) –Pt|Sn²⁺, Sn⁴⁺||Cr³⁺, Cr₂O₇^2-, H⁺|Pt+;

к) –Pt|Fe²⁺, Fe³⁺||Mn²⁺, MnO₄^-, H⁺|Pt+.

2. Составьте цепи, в которых идут следующие реакции:

а) Н₂ + Сl₂ = 2HCl;

б) Zn + 2Fe³⁺ = Zn²⁺ +2Fe²⁺

в) CoSO₄ + Zn = ZnSO₄ + Co;

г) Cu + Hg₂Cl₂ = 2Hg + CuCl₂;

д) H₂ + ½ O₂ = H₂O;

е) 2AgNO₃ + H₂ = 2HNO₃ + 2Ag¯.

3. При помощи электролиза воды требуется получить 0,6 л гремучего газа при 293 К и 740 мм.рт.ст. Сколько для этого потребуется времени, если сила тока 2 А?

4. Через раствор сульфата меди проходит ток силой 1,5 А. Определите теоретический выход меди в течение 1 часа.

Раздел 6