Проф. Ю.И. Долженко. Задания для заочников III семестр

Ю.И.
Лектор профессор Долженко Юрий Иванович
 Тел. раб. 70-76-683    70-76-827

Дисциплина «Физическая химия»

Двухсеместровый курс

  Контрольная работа по курсу “Физическая химия “ 

Контрольная работа за III семестр по теме

«Химическая термодинамика»

Контрольная работа состоит из трех заданий:

Внимание! Номера вариантов заданий контрольной работы указываются преподавателем!

 Задание 1 «Термодинамика химической реакции»

 Для реакции из таблицы 1 и заданных Т и Р, пользуясь справочными данными:

  1. Найти уравнение зависимости теплового эффекта реакции при Р= const от температуры и построить график зависимости ΔH=f(T) в интервале температур от (Т-200К) до (Т+200К) с шагом 100К. Вычислить значение теплового эффекта реакции при V=const (ΔU) и температуре Т. Сделать вывод о тепловом характере протекания реакции.
  2. Найти уравнение зависимости энтропии реакции от температуры и построить график зависимости ΔS= f(T) в интервале температур от (Т-200К) до (Т+200К) с шагом 100К. Сделать вывод о направлении самопроизвольного протекания реакции в изолированной системе.
  3. Вычислить значения ΔG для пяти температур в интервале температур от (Т-200К) до (Т+200К) с шагом 100К. Построить соответствующий график. Сделать вывод о направлении самопроизвольного протекания реакции в условиях P и T = const.
  4. Вычислить значения lnK0 для пяти температур в интервале температур от (Т-200К) до (Т+200К) с шагом 100К. Построить график lnK0 = f(1/T). Пользуясь графиком, найти среднее значение ΔH для этого температурного интервала и сравнить его с точным значением ΔH, найденным в п. 1.
  5. Считая, что реакция протекает без изменения теплоемкости (ΔCp = 0), вычислить приближенное значение K0 для температуры Т. Сравнить его с точным значением K0, найденным для этой температуры в п.4.
  6. Предполагая, что вещества вступают в реакцию в стехиометрических количествах, рассчитать состав равновесной смеси.
  7. Используя уравнение изобары химической реакции Вант-Гоффа и уравнение Планка, определить, как влияют температура и давление на состояние равновесия химической реакции.

 Задание 2 «Фазовые равновесия»

 Дана зависимость состава жидкой (х) и газообразной (у) фаз от температуры (Т) для бинарной жидкой системы А−В при постоянном давлении р . Составы х и у выражены в молярных процентах вещества А (таблица 2):

 1.Построить график зависимости состав − температура кипения.

2.Определить температуру  кипения системы, содержащей а% (молярных) компонента А; каков состав первого пузырька пара; при какой температуре исчезнет последняя капля жидкости и каков ее состав (таблица 3).

3.Определить состав пара, находящегося в равновесии с жидкой бинарной системой, кипящей при температуре Т1 (таблица 3).

 Задание 3 «Константа равновесия химической реакции»

 Газообразные вещества А и В реагируют по заданному уравнению реакции (таблица 3) с образованием газообразного вещества С.

1.Выразить Kp и Kc через равновесное количество вещества С, равное х,если исходные вещества А и В взяты в стехиометрических количествах, при равновесном давлении p, Па, и температуре Т, К.

2.Рассчитать величины Kp и Kc при Т = 500 К, если p =9 730 960 Па, а х=0,45.

 Требования к оформлению контрольной работы

 При выполнении заданий необходимо использовать литературу, которая приведена в списке используемых литературных источников, материал лекций или другие материалы.

Контрольная работа оформляется по правилам оформления контрольной работы (титульный лист, ответы на теоретические вопросы, расчеты, графики, список использованных материалов).

 

  Список рекомендуемой литературы:

  1. В.М.Кошкин, Ю.И. Долженко, Физическая химия: что, где, зачем. Программа курса физической химии с аннотированным указателем литературы. Харьков, ХПИ, 2002.
  2. А.Г.Стромберг, Д.П.Семченко, Физическая химия, М.: ВШ, 2006 г.
  3. Краткий курс физической химии/ под ред. К.Н.Кондратьева, М.: ВШ, 1978 г.
  4. В.І.Лебедь, Фізична хімія, Харків, Вид. ХНУ ім.Каразіна, 2006 р.
  5. Е.В.Киселев, Сборник примеров и задач по физической химии, М.: ВШ, 2002 г.
  6. 6.Ю.І. Долженко, Б.А. Веретенченко, А.В. Дженюк, Практикум з курсу фізичної хімії. Частина І. Харків, НТУ «ХПІ», 2007 р.
  7. Б. А. Веретенченко, А.В.Дженюк, Ю.І. Долженко, «Гетерогенные равновесия в многокомпонентных системах с жидкой фазой», Харьков, НТУ «ХПИ», 2010 р.

 Таблицы с вариантами заданий

 Таблица 1

№№ Реакция А Т, К Р×10-5, Па
1 2NO2 = N2O4 500 2,026
2 COCl2 = CO + Cl2 640 1,013
3 H2O+C2H4 = C2H50H 600 5,065
4 СО2+Н2 = СО+Н2О 1060 1,013
5 N2O4 = 2NO2 600 1,013
6 С2Н6 = С2Н4 + Н2 820 1,013
7 СО+Н2О = НСООН 820 3,039
8 НСООН=СО+Н2О 820 1,013
9 С2Н5OН = Н2O+С2Н4 600 1,013
10 СН3СОСН3 = С2Н6 + CO 1050 1,013
11 PCl5 = Cl2+PCl3 500 5,065
12 Cl2+PCl3=PCl5 500 5,065
13 С2Н6 + CO = СН3СОСН3 1050 3,039
14 COCl2 = CO + Cl2 720 2,026
15 СО+Н2О = НСООН 800 1,013
16 С2Н4 + H2 = С2Н6 820 5,065
17 COCl2 = CO + Cl2 720 5,065
18 НСООН = СО+Н2О 850 1,013
19 СН3СОСН3 = С2Н6 + CO 1000 1,013
20 С2Н4 + H2 = С2Нб 820 1,013
21 2NO2 = N2O4 700 5,065
22 СН3СОСН3 = С2Н6 + CO 1050 2,026
23 СО2+Н2 = НСООН 820 1,013
24 SO2Cl2 = SO2 + Cl2  1050 2,026
25 SO2 + Cl2= SO2Cl2 1050 5,065

 

 

Таблица 2 и таблица 3 (по вариантам)

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
1 A – HNO3 0 0 373
  B – H2O 8,4 0,6 379,5
P =10,333·104 Па 12,3 1,8 385
  22,1 6,6 391,5
30,8 16,6 394,6
38,3 38,3 394,9
40,2 60,2 394
46,5 75,9 391
53,0 89,1 385
61,5 92,1 372
100,0 100,0 357
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
1 388 55

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему)  Т, К
x y  
2 A – HNO3 0 0 391,1
  B – С2 H2O2 10 3 395,1
P =10,333·104 Па 20 8 399,5
  33,3 34 401,6
40 47 400,3
50 82 393,3
60 96 378
100 100 358,3
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
2 394 60

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
3 A – HF 4,95 0,8 374,6
  B – H2O 9,2 1,8 375,8
P =10,333·104 Па 18,9 6,4 379,8
  22,8 10,6 381,4
27,9 17,8 383,3
33,8 30,5 384,7
34,4 32,1 385
35,8 35,8 385,4
39,7 47,5 384,4
44,4 63,3 381,7
50,3 81 374,7
52,2 86,2 371,9
56 92,2 369,9
58,2 95,8 359,6
61,7 98,9 352
79,8 98,2 318,1
87,9 99,5 306,5
100 100 292,4
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
3 383 65

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
4 A – H2O 0 0 435
  B – C5H4O2 2 10 431,8
P =10,333·104 Па 4 19 427,8
  6 36 419
8 68 395,5
10 81,1 382,5
20 89 373,6
30 90,5 371,7
50 90,8 370,9
90,8 90,8 370,9
96 91,8 370,9
98 92 371,1
99 94,5 371,6
100 100 373,0
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
4 372 50

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
5 A – H2O 3,9 26,7 384,5
  B – н-C4H10O 4,7 29,9 383,6
P =10,133·104 Па 5,5 32,3 382,6
  7 35,2 381,8
25,7 62,9 370,9
27,5 64,1 370,2
29,2 65,5 369,7
30,5 66,2 369,3
49,6 73,6 366,5
50,6 74 366,4
55,2 75 365,9
57,7 75 365,8
97,5 75,2 365,7
98 75,6 366
98,8 80,8 366,7
99,2 84,3 368,4
99,4 88,4 369,8
99,7 92,9 371,7
99,9 98,1 372,5
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
5 368 50

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
6 A – H2O 13,5 40,1 370,8
  B – изо-C4H10O 15 42 370,1
P =10,133·104 Па 15,9 43,7 369,6
  17,2 44,6 369
39,7 62,6 363,3
40,5 63,3 363,2
56,4 66 362,5
60,5 66,7 362,4
67 67 362,2
97,5 67,2 362,5
97,8 67,3 363,1
98,6 71,4 364,5
99,1 78,2 366,4
99,8 95,7 371,9
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
6 365 35

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
7 A – H2O 0 0 377,5
  B – C5H12O 18,9 42,7 367,8
(2-метил-3-бутил-2-ол) 34,2 55,3 365,3
P =10,246·104 Па 53,8 63,4 364,3
  66,7 65,7 364,1
75,7 66,9 364,2
82,4 67,5 364,25
87,5 68,1 364,3
91,6 69,1 364,4
94,9 70,3 364,8
    97,7 75,7 366,4
99,5 91 369
100 100 373,3
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
7 367 25

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, %(по объему) Т, К
x y  
8 A – CS2 0 0 329,2
  B – CH3COCH3 1,9 8,3 327
P =10,133·104 Па 4,8 18,5 324,4
  13,4 35,1 319,6
18,6 44,3 317
29,1 52,8 314,4
38 57,4 313,3
44,8 59,8 312,8
53,6 62,7 312,3
65,3 66,1 312,1
78,9 70,5 312,3
87,9 76 313,5
96,8 88,6 316,5
100 100 319,3
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
8 317 25

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
9 A – CH3OH 0 0 349,7
  B – CCl4 0,2 2 349,1
P =10,133·104 Па 0,4 12] 345,4
  1,3 24,2 340,6
1,7 26,4 339,9
3 38,3 335
5,1 44,5 332,4
10,7 49 330,2
12,4 50 330
24,8 52,2 329,3
40,1 53,7 328,8
45,3 54,1 328,8
55 55,2 327,7
56,6 55,2 328,7
72,5 59,1 329
76,4 60,3 329,4
81,3 63 329,8
83,8 64,9 330,1
88,3 69,6 331,2
91,8 75,3 332,5
94,8 82,3 333,9
97,9 91 335,8
99,3 96,7 337,1
100 100 337,7
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
9 333 25

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
10 A – CH3OH 0 0 351,6
  B – C6H6 2,4 17,5 341,2
P =9,670·104 Па 3,6 30,1 336,9
  4,7 43,5 333,3
4,7 48,7 331,8
5,9 51,1 330,7
6,3 51,1 330,5
6,3 53,4 330,3
9,2 54,6 329,8
24,9 59,9 329,4
64,5 64,5 329,4
78,5 66,6 329,9
84,7 71,3 330,6
90,2 77,1 331,3
94,1 84,4 332,6
98,3 93,6 334,9
100 100 336,1
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
10 331 80

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
11 A – CH3OH 0 0 363,2
  B – C6H6 2,8 31 342,4
P =10,133·104 Па 5 39,5 339,8
  5,7 42 338,7
9 48,5 334,4
10,8 56,5 332
27 57,5 331
44 58,5 330,8
58,6 61 330,7
69,5 62,5 330,6
81,7 65,5 331,1
88,3 70 331,9
90,2 73 332,9
94,5 82,2 332,2
96,8 90 335,2
98,8 94,2 336,4
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
11 335 10

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, %(по объему) Т, К
x y  
12 A – C2H6 0 0 342,8
  B – C6H6O 4 15,1 348,2
P =10,000·104 Па 15,9 35,3 342,5
  29,8 40,5 341,2
42,1 43,6 340,8
53,7 46,6 341
62.9 50,5 341,4
71,8 54,9 342
79,8 60,6 343,3
87,2 68,3 344,8
93,9 78,7 347,4
100 100 351,1
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
12 345 75

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
13 A – C3H6O 0 0 337,7
  B – CH3OH 4,8 14 335,9
P =10,133·104 Па 17,6 31,7 331,1
  28 42 331,3
40 51,6 330,2
60 65,6 329,1
80 80 328,6
95 94 328,6
98,2 97,6 329,1
100 100 329,5
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
13 329,25 60

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
14 A – C3H6O 0 0 332,9
  B – CHCl3 7,9 6 333,3
P =9,760·104 Па 14,3 11,6 334,2
  18,6 16 334,8
26,6 23,5 335,2
39,4 30,4 335,4
46,2 52 335
53,6 59,8 334,3
61,8 69,8 333,3
71,5 79,2 331,9
77 84,8 331,2
82,1 90,1 330,2
91,5 95,4 329
100 100 328,2
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
14 334,5 55

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
15 A – C2H6O 0 0 334,3
  B – CHCl3 18,6 10,3 336,0
P =10,000·104 Па 34 31,8 336,8
  46,8 51,5 336,4
57,8 65,2 335,2
67,3 75,7 334
75,7 83,2 332,9
82,7 89 331,8
89,2 93,6 330,8
94,9 97,3 330
100 100 329
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
15 336 55

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
16 A – C3H8O 0 0 373
  B –H2O 1 11 368
P =10,133·104 Па 2 21,6 365
  4 32 363,5
6 35,1 362,3
10 37,2 361,5
20 39,2 361,1
30 40,4 360,9
40 42,4 360,8
50 45,2 360,9
60 49,2 361,3
70 55,1 362
80 64,1 363,5
85 70,4 364,5
90 77,8 365,8
96 90 367
100 100 370,3
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
16 365 80

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
17 A – C4H10O 0 0 325,6
  B – C6H12O2 18 22,5 324,5
(бутилацетат) 28,2 32,2 324,1
P =0,668·104 Па 35,5 36,3 323,8
  37 37 323,7
43,5 41,6 323,8
59,1 50,4 324,2
76,5 64,5 325,3
86,8 75,2 326,5
92,1 83,3 327,7
100 100 329,1
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
17 325 65

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
18 A – C4H10O 0 0 353,6
  B – C6H12O2 16,1 21 351,2
(бутилацетат) 31,3 37,5 349,9
P =2,200·104 Па 47,4 47,9 349,4
  61,3 57,8 349,5
77,7 70,5 350,2
87,3 80,7 351,3
100 100 353,3
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
18 350,5 75

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
19 A – C4H10O 0 0 399
  B – C6H12O2 21,9 33,4 394,2
(бутилацетат) 37,2 48,2 391,9
P =10,133·104 Па 51,4 58 390,9
  66,4 69,2 390,1
77,2 74,1 389,9
77,9 78,6 389,8
84,7 84,4 390,
89,6 88 390,1
100 100 390,5
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
19 390,25 65

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
20 A – CHCl3 0 0 337,9
  B – CH3OH 2,9 8,3 337,1
P =10,000·104 Па 6,3 16,1 335,4
  10,3 24 333,7
15,2 32,3 332,1
21,2 41,2 330,5
28,7 48,8 328,9
38,5 54,2 327,5
51,8 58,9 326,7
70,7 67,8 326,7
84,7 82,3 330
100 100 334,4
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
20 330,5 25

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
21 A – CCl4 0 0 350,9
  B – C2H6O 3,2 16,6 347,8
P =9,933·104 Па 7 26,5 345,4
  11,4 35,4 343,3
16,6 43,5 341,4
23 49,8 339,6
31 53,6 338,3
41,1 56,9 337,4
55,67 59,7 336,9
63 63,0 336,6
72,9 66,9 337,3
89 84 343
100 100 348,9
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
21 343 25

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
22 A – CCl4 0 0 347,1
  B – C4H8O2 0,5 0,8 347
P =9,140·104 Па 7,3 10 346,3
  15,9 20,2 345,8
28 32,4 345,2
35,2 38,9 344,9
42,9 45,9 344,7
51,3 52,8 344,6
57,2 57,7 344,6
58,8 58,7 344,6
61,3 61 344,6
69,3 67,5 344,8
79,2 76,5 345,1
89,4 87,1 345,6
100 100 346,4
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
22 345,4 25

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
23 A – C7CH8 0 0 381
  B – изо-C4H10O 6,6 13,1 378,2
P =10,133·104 Па 11,4 21,8 376,6
  15 26,7 375,8
21,1 33,4 374,9
33,3 42,1 374,2
35,5 44,2 374,1
44,1 48 373,8
55 53,6 373,5
58 54,4 373,6
63,8 57 373,9
68,2 59,8 374,4
76,2 64,1 374,9
80,3 67,4 375,5
84,4 71,2 376,3
87 73,6 376,8
89,7 77,3 377,7
96,5 87 380,2
100 100 383,4
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
23 377 80

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
24 A – транс-C2H5Cl2 0 0 337,6
  B – CH3OH 0,7 5,1 336,4
P =10,133·104 Па 2,1 13,8 339,9
  2,8 16,8 33,5
5,8 30,4 329,5
11,2 45,2 325,3
13,4 48,5 324,1
18,7 53,8 321,1
24,6 59,3 319
29,4 65,3 317,8
34,3 68 317,3
43,8 72,8 316
73,7 76 315
76,9 76,9 314,9
88,6 79 315,3
96,5 83 316,1
98,7 90,6 317,8
99,6 94,4 319
100 100 321,3
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
24 320 25

 

Таблица 2
Вари-ант Система Состав А, % (по объему) Т, К
x y  
25 A – цис-C2H2Cl2 0 0 337,6
  B – CH3OH 2,9 8,9 336,3
P =10,133·104 Па 4,8 13,7 334,8
  7 18,7 333,6
13,6 33,1 331
16,9 37,1 329
25,9 45,4 327,5
31,4 50,4 326,7
36,5 53,9 326,1
40 55,9 325,6
42,6 57,6 325,4
51,3 60,9 325
57,1 63,4 324,8
65,1 65,1 324,5
70,5 65,5 324,8
85 70,8 325,3
91,6 74 325,9
98,6 84 328,4
99,6 87,3 329,3
99,8 93,9 330,8
100 100 333,3
Таблица 3
Вари-ант Т1 а
25 339 25

 

Таблица 4

Вариант   Вариант  
1 А + В = 1/2С 16 1/2А + 1/2В = 3С
2 1/2А + В = 2С 17 А + 3В = 3С
3 3А + В = С 18 3А + В = С
4 2А + 3В = 3С 19 А + 2В = 2С
5 2А + 1/2В = 2С 20 А + 2В = 3С
6 3А + 1/2В = С 21 А + 2В = 2С
7 А + 2В = С 22 2А + 2В = С
8 А + В = 3С 23 2А + 2В = 3С
9 1/2А + В = 2С 24 3А + 3В = 2С
10 1/2А + В = 3С 25 1/2А + В = 1/2С
11 2А + 1/2В = 3С 26 1/2А + 1/2В = С
12 2А + 3В = 2С 27 А + В = 3/2С
13 3А + 1/2В = 3С 28 2А + 2В = 3/2С
14 3А + 1/2В = 2С 29 3/2А + 3/2В = С
15 1/2А + 1/2В = 2С 30 3/2А + В = 3/2С