Файл: Методические указания и задания к занятиям семинарского типа, контрольной и самостоятельной работе по дисциплине Неорганическая химия.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 1024
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Смещение химического равновесия
Задания для самостоятельной работы1. Что понимают под скоростью химической реакции? Какие факторы вызывают ее изменение?2. В первоначальный момент времени концентрация исходного вещества А была равна 2 моль/л. Определите его концентрацию через одну минуту, если скорость реакции равна 0,01 моль / (л × с).3. Сформулируйте ЗДМ, приведите его математическое выражение для указанных систем. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость каждой реакции при повышении давления в ней в 3 раза.а) C(к) + O2 (г) = 2 CO(г); в) 3 H2 (г) + N2 (г) = 2 NH3 (г);б) 2 CO(г) + O2 (г) = 2 CO2 (г); г) 4 P(к) + 5 O2 (г) = 2 P2O5 (г).4. Сформулируйте правило Вант-Гоффа и приведите его математическое выражение.5. Раскройте понятия: активные молекулы, энергия активации, температурный коэффициент.6. Как изменятся скорости химической реакции в некоторой системе при повышении температуры: а) с 30 до 80 оС, если g = 3;б) с 20 до 90 оС, если g = 2; в) при Δt = 40
оС и g = 4?7. Поясните сущность гомогенного и гетерогенного катализа. Приведите соответствующие примеры.8. Куда сместится равновесие в обратимых равновесных системах при повышении в них температуры, давления и концентрации исходных веществ:а) 2 Н2 (г) + О2 (г) 2 H2O(г), ΔН = - 483,68 кДж;б) C (к) + Н2О (г) CO (г) + H2 (г), ΔН = + 141,24 кДж;в) 2 SO2 (г) + O2 (г) 2 SO3 (г), ΔН = - 197,6 кДж?9. Какие факторы и как следует изменить, чтобы повысить выход хлора в приведенной обратимой системе:4 HCI (г) + O2 (г) 2 CI2 (г) + 2 H2O (г); ΔН = - 114,48 кДж?10. Равновесие реакции H2 + J2 2 HJ установилось при следующих концентрациях: [H2] = 0,3 моль/л, [J2] = 0,08 моль/л, [HJ] = 0,35 моль/л. Определите исходные концентрации йода и водорода.11. Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ в системе H2 (г) + SO3 (г) H2O (г) + SO2 (г), если константа равновесия составляет 1,36, а исходные концентрации H2 и SO3 соответственно равны 0,65 моль/л и 0,5 моль/л.
Тема 11. Химия растворов
Лабораторная работа 6. Приготовление растворов План занятия1. Понятие о растворах. Химическая теория растворов Д.И. Менделеева.2. Классификация растворов (по природе растворителя, по содержанию растворенного вещества).3. Понятие о концентрации растворов.4. Способы выражения концентрации растворов: массовая концентрация, массовая и объемная доля вещества, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалентов, моляльная концентрация, титр (расчетные формулы, единицы измерения).5. Приготовление растворов приблизительной и точной концентрации и правила их хранения.6. Понятие о плотности растворов, способы ее определения.7. Способы определения концентрации растворов.8. Химическая посуда, применяемая для приготовления растворов, ее виды и назначение.Растворы: H2O (дист.), HCI, H2SO4, HNO3, NaOH, KOH, Н2С2О4.Приборы и материалы: весы (технические, аналитические или электронные), бюксы, часовые стекла, набор ареометров; цилиндры вместимостью 20, 50, 100, 200–300 мл; стаканы вместимостью 50, 100, 200 мл; объемные пипетки – 5, 10, 20 мл; мерные колбы вместимостью 50, 100, 200 мл; воронки, стеклянные палочки, капельные пипетки, салфетки, миллиметровая бумага, шпатели; сухие соли: NaCI, KCI, NaNO3, KNO3, Na2SO4, CuSO4, AI(NO3)3, AI2(SO4)3, ZnCI2, ZnSO4, FeSO4, Cr2(SO4)3, CaCI2.Способы выражения концентрации растворовКонцентрация растворов показывает содержание растворенного вещества в определенной массе или объеме раствора или растворителя.Различают следующие способы выражения концентрации растворов.1. Массовая концентрация вещества В (символ - g (В), единица измерения – г/л) равна массе растворенного вещества В в определенном объеме раствора. Рассчитывается g (В) по формуле (1)где m (В) – масса растворенного вещества В, г;V – объем раствора, л.2. Массовая доля вещества В (символ - w (В), безразмерная величина) равна отношению массы растворенного вещества В к массе раствора. Выражается w (В) в долях единицы или в процентах и рассчитывается по формулам:
;
(2)где m (В) - масса растворенного вещества В, г (мг, кг);mр-ра - масса раствора, г (мг, кг);mр-ля - масса растворителя, г (мг, кг);r - плотность раствора, г/мл (г/см3);V - объем раствора, мл.Примечание 1. Масса раствора, его плотность и объем связаны друг с другом соотношением mр-ра = r · Vр-ра.3. Молярная концентрация вещества В (символ – С (В), единица измерения – моль/л) равна количеству вещества В, содержащегося в одном литре раствора. Рассчитывается С (В) по формуле (3)где n (В) - количество растворенного вещества В, моль;m (В) - масса растворенного вещества В, г;М (В) - молярная масса вещества В, г/моль;V - объем раствора, л (мл).Примечание 2. Молярная масса вещества В равна сумме атомных масс входящих в его состав элементов с учетом их количества.Примечание 3. Молярная концентрация растворов, используемых в опытах данного лабораторного практикума, обозначается буквой М: 1М, 2М - одно-, двумолярный раствор; 0,1М - децимолярный; 0,01М - сантимолярный; 0,001 - миллимолярный.4. Молярная концентрация эквивалентов вещества В (символ – Сэк(В), единица измерения – моль/л) равна количеству эквивалентов вещества В, содержащегося в одном литре раствора. Сэк(В) рассчитывается по формуле (4)где nэк (В) – количество эквивалентов вещества В, моль;m (В) - масса растворенного вещества В, г;Мэк (В) - молярная масса эквивалентов вещества В, г/моль;V - объем раствора, л (мл).Примечание 4. Молярная масса эквивалентов вещества В равно отношение молярной массы вещества В к его эквивалентному числу в данной реакции: (5)где М (В) – молярная масса вещества В, г/моль;Z (В) – эквивалентное число.Значения Z(В) в обменных реакциях определяют по величине стехиометрических коэффициентов каждой конкретной реакции.Так, в реакции H2SO4 + 2 KOH = K2SO4 + 2 H2O эквивалентное число серной кислоты равно двум [Z (H2SO4) = 2], поскольку два иона H+ обмениваются на два иона K+.В окислительно-восстановительных реакциях Z
(В) определяется числом принятых или отданных электронов.Так, для КМnО4 в зависимости от рН раствора эквивалентное число может быть равно 1, 3, 5 [Z (КMnО4) = 1, 3, 5].При вычислении молярных масс эквивалентов кислот, оснований или солей, используемых для приготовления растворов этих веществ, их эквивалентные числа соответственно определяются:Z кислоты – числом ионов Н+: Z(H2SO4) = 2;Z основания – числом ионов ОН-: Z[Ba(OH)2] = 2;Z соли – суммарным зарядом всех катионов данной соли:Z[Al2(SO4)3] = 2 · 3 = 6.Примечание 5. Молярная концентрация эквивалентов растворов, используемых в опытах данного лабораторного практикума, обозначается буквой н: 1н, 2н - одно-, двунормальный; 0,1н - децинормальный; 0,01н - сантинормальный; 0,001 - миллинормальный.5. Моляльная концентрация вещества В (символ – Сm (В), единица измерения – моль/кг) равна количеству вещества в одном килограмме растворителя. Рассчитывается Сm (В) по формуле (6)где n (B) – количество вещества В, моль;m (B) – масса вещества В, г;mр-ля – масса растворителя, кг (г);М (В) – молярная масса вещества В, г/моль.6. Титр (символ – Т(В), единица измерения – г/мл) равен массе растворенного вещества в одном миллилитре раствора, рассчитывается по формуле (7)где m (В) - масса растворенного вещества В, г;V - объем раствора, мл.Примечание 6. Молярная концентрация и молярная концентрация эквивалентов растворов вычисляются с точностью до 0,0001 моль/л, а титр - с точностью до 0,0001 г/мл.Опыт 1. Приготовление раствора
приблизительной концентрацииПолучите у преподавателя задание (значение массы навески вещества и значение его массовой доли в растворе, который предстоит приготовить).Взвесьте на технических весах навеску указанного вещества с точностью до 0,1 г и перенесите в стакан вместимостью 100-200 мл.Зная массовую долю раствора, который предстоит приготовить, рассчитайте по формуле (2) массу раствора и затем массу воды, необходимую для приготовления данного раствора. Вычислите объем воды, приняв ее плотность при данной температуре за единицу.Отмерьте рассчитанное количество воды цилиндром, перелейте воду в стакан с веществом и тщательно размешайте стеклянной палочкой до полного растворения вещества.
| Номер про-бирки | Количество капель (лопаток) | Изменение в системе | ||||||
| FeCI3 0,0025 M | KNCS 0,0025 M | FeCI3 насы-щен-ный | KNCS насы-щен-ный | KCI кристалличес- кий | Усиление или ослабление окраски | Смещение равновесия вправо (®) или влево (¬) | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| 1 | 5 | 5 | 1 | | | | | |
| 2 | 5 | 5 | | 1 | | | | |
| 3 | 5 | 5 | | | 1 | | | |
| 4 | 5 | 5 | Контрольная пробирка | |||||
оС и g = 4?7. Поясните сущность гомогенного и гетерогенного катализа. Приведите соответствующие примеры.8. Куда сместится равновесие в обратимых равновесных системах при повышении в них температуры, давления и концентрации исходных веществ:а) 2 Н2 (г) + О2 (г) 2 H2O(г), ΔН = - 483,68 кДж;б) C (к) + Н2О (г) CO (г) + H2 (г), ΔН = + 141,24 кДж;в) 2 SO2 (г) + O2 (г) 2 SO3 (г), ΔН = - 197,6 кДж?9. Какие факторы и как следует изменить, чтобы повысить выход хлора в приведенной обратимой системе:4 HCI (г) + O2 (г) 2 CI2 (г) + 2 H2O (г); ΔН = - 114,48 кДж?10. Равновесие реакции H2 + J2 2 HJ установилось при следующих концентрациях: [H2] = 0,3 моль/л, [J2] = 0,08 моль/л, [HJ] = 0,35 моль/л. Определите исходные концентрации йода и водорода.11. Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ в системе H2 (г) + SO3 (г) H2O (г) + SO2 (г), если константа равновесия составляет 1,36, а исходные концентрации H2 и SO3 соответственно равны 0,65 моль/л и 0,5 моль/л.
Тема 11. Химия растворов
Лабораторная работа 6. Приготовление растворов План занятия1. Понятие о растворах. Химическая теория растворов Д.И. Менделеева.2. Классификация растворов (по природе растворителя, по содержанию растворенного вещества).3. Понятие о концентрации растворов.4. Способы выражения концентрации растворов: массовая концентрация, массовая и объемная доля вещества, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалентов, моляльная концентрация, титр (расчетные формулы, единицы измерения).5. Приготовление растворов приблизительной и точной концентрации и правила их хранения.6. Понятие о плотности растворов, способы ее определения.7. Способы определения концентрации растворов.8. Химическая посуда, применяемая для приготовления растворов, ее виды и назначение.Растворы: H2O (дист.), HCI, H2SO4, HNO3, NaOH, KOH, Н2С2О4.Приборы и материалы: весы (технические, аналитические или электронные), бюксы, часовые стекла, набор ареометров; цилиндры вместимостью 20, 50, 100, 200–300 мл; стаканы вместимостью 50, 100, 200 мл; объемные пипетки – 5, 10, 20 мл; мерные колбы вместимостью 50, 100, 200 мл; воронки, стеклянные палочки, капельные пипетки, салфетки, миллиметровая бумага, шпатели; сухие соли: NaCI, KCI, NaNO3, KNO3, Na2SO4, CuSO4, AI(NO3)3, AI2(SO4)3, ZnCI2, ZnSO4, FeSO4, Cr2(SO4)3, CaCI2.Способы выражения концентрации растворовКонцентрация растворов показывает содержание растворенного вещества в определенной массе или объеме раствора или растворителя.Различают следующие способы выражения концентрации растворов.1. Массовая концентрация вещества В (символ - g (В), единица измерения – г/л) равна массе растворенного вещества В в определенном объеме раствора. Рассчитывается g (В) по формуле (1)где m (В) – масса растворенного вещества В, г;V – объем раствора, л.2. Массовая доля вещества В (символ - w (В), безразмерная величина) равна отношению массы растворенного вещества В к массе раствора. Выражается w (В) в долях единицы или в процентах и рассчитывается по формулам:
;
(2)где m (В) - масса растворенного вещества В, г (мг, кг);mр-ра - масса раствора, г (мг, кг);mр-ля - масса растворителя, г (мг, кг);r - плотность раствора, г/мл (г/см3);V - объем раствора, мл.Примечание 1. Масса раствора, его плотность и объем связаны друг с другом соотношением mр-ра = r · Vр-ра.3. Молярная концентрация вещества В (символ – С (В), единица измерения – моль/л) равна количеству вещества В, содержащегося в одном литре раствора. Рассчитывается С (В) по формуле (3)где n (В) - количество растворенного вещества В, моль;m (В) - масса растворенного вещества В, г;М (В) - молярная масса вещества В, г/моль;V - объем раствора, л (мл).Примечание 2. Молярная масса вещества В равна сумме атомных масс входящих в его состав элементов с учетом их количества.Примечание 3. Молярная концентрация растворов, используемых в опытах данного лабораторного практикума, обозначается буквой М: 1М, 2М - одно-, двумолярный раствор; 0,1М - децимолярный; 0,01М - сантимолярный; 0,001 - миллимолярный.4. Молярная концентрация эквивалентов вещества В (символ – Сэк(В), единица измерения – моль/л) равна количеству эквивалентов вещества В, содержащегося в одном литре раствора. Сэк(В) рассчитывается по формуле (4)где nэк (В) – количество эквивалентов вещества В, моль;m (В) - масса растворенного вещества В, г;Мэк (В) - молярная масса эквивалентов вещества В, г/моль;V - объем раствора, л (мл).Примечание 4. Молярная масса эквивалентов вещества В равно отношение молярной массы вещества В к его эквивалентному числу в данной реакции: (5)где М (В) – молярная масса вещества В, г/моль;Z (В) – эквивалентное число.Значения Z(В) в обменных реакциях определяют по величине стехиометрических коэффициентов каждой конкретной реакции.Так, в реакции H2SO4 + 2 KOH = K2SO4 + 2 H2O эквивалентное число серной кислоты равно двум [Z (H2SO4) = 2], поскольку два иона H+ обмениваются на два иона K+.В окислительно-восстановительных реакциях Z
(В) определяется числом принятых или отданных электронов.Так, для КМnО4 в зависимости от рН раствора эквивалентное число может быть равно 1, 3, 5 [Z (КMnО4) = 1, 3, 5].При вычислении молярных масс эквивалентов кислот, оснований или солей, используемых для приготовления растворов этих веществ, их эквивалентные числа соответственно определяются:Z кислоты – числом ионов Н+: Z(H2SO4) = 2;Z основания – числом ионов ОН-: Z[Ba(OH)2] = 2;Z соли – суммарным зарядом всех катионов данной соли:Z[Al2(SO4)3] = 2 · 3 = 6.Примечание 5. Молярная концентрация эквивалентов растворов, используемых в опытах данного лабораторного практикума, обозначается буквой н: 1н, 2н - одно-, двунормальный; 0,1н - децинормальный; 0,01н - сантинормальный; 0,001 - миллинормальный.5. Моляльная концентрация вещества В (символ – Сm (В), единица измерения – моль/кг) равна количеству вещества в одном килограмме растворителя. Рассчитывается Сm (В) по формуле (6)где n (B) – количество вещества В, моль;m (B) – масса вещества В, г;mр-ля – масса растворителя, кг (г);М (В) – молярная масса вещества В, г/моль.6. Титр (символ – Т(В), единица измерения – г/мл) равен массе растворенного вещества в одном миллилитре раствора, рассчитывается по формуле (7)где m (В) - масса растворенного вещества В, г;V - объем раствора, мл.Примечание 6. Молярная концентрация и молярная концентрация эквивалентов растворов вычисляются с точностью до 0,0001 моль/л, а титр - с точностью до 0,0001 г/мл.Опыт 1. Приготовление раствора
приблизительной концентрацииПолучите у преподавателя задание (значение массы навески вещества и значение его массовой доли в растворе, который предстоит приготовить).Взвесьте на технических весах навеску указанного вещества с точностью до 0,1 г и перенесите в стакан вместимостью 100-200 мл.Зная массовую долю раствора, который предстоит приготовить, рассчитайте по формуле (2) массу раствора и затем массу воды, необходимую для приготовления данного раствора. Вычислите объем воды, приняв ее плотность при данной температуре за единицу.Отмерьте рассчитанное количество воды цилиндром, перелейте воду в стакан с веществом и тщательно размешайте стеклянной палочкой до полного растворения вещества.