Физическая химия

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
ВАРИАНТ 1
Тема 1. Химическая термодинамика
Задание 1.
Для обратимой химической реакции (табл.1):
1. Определите тепловой эффект прямой реакции при Т=298К:
а) при Р=const;
б) при V=const.
Эндотермическим или экзотермическим является процесс?
2. Не производя расчетов, укажите, как изменяется энтропия (увеличивается или уменьшается), если протекает прямая реакция.
Прогноз подтвердите расчетом стандартной энтропии химической реакции.
3. Определите, в каком направлении возможно протекание реакций (прямом или обратном) при температуре t, если все ее участники находятся в стандартном состоянии.
4. Если есть температура, при которой устанавливается равновесие в системе, где протекает данная реакция, рассчитайте ее. Зависимостью ∆H_T^0 и ∆S_T^0 от температуры пренебречь.

Тема 2. Химическая кинетика. Химическое равновесие
Задание 2. Для обратимой химической реакции (табл.2):
1. Запишите кинетическое уравнение для прямой и обратной реакций. Укажите общий кинетический порядок прямой и обратной реакций, считая их элементарными.
2. Во сколько раз изменятся скорости прямой и обратной реакции при повышении давления в системе в  N раз при постоянной температуре?
3. Напишите выражение константы равновесия К с для данной системы в общем виде. Как надо изменить а) температуру; б) давление; в) концентрации исходных веществ, чтобы увеличить выход продуктов прямой реакции?

Тема 3. Растворы электролитов
Задание 3. Для слабого электролита (табл.3):
1. Рассчитайте концентрацию раствора электролита: а) массовую долю для растворенного вещества в процентах; б) молярную; в) моляльную; г) мольную долю растворителя и растворенного вещества. Плотность раствора принять равной 1,1 г/см3 .
2. Напишите уравнения всех ступеней (если их несколько) диссоциации электролита.  Рассчитайте степень диссоциации и рН раствора электролита для его первой ступени диссоциации.
3. Найдите температуры кипения и замерзания раствора электролита (для воды КЭ =0,52; К К =1,86).

Тема 4. Окислительно-восстановительные реакции
Задача 4. Для окислительно-восстановительной реакции (табл. 4):
1. Укажите восстановитель и окислитель. Напишите полуреакции для окислителя и восстановителя.
2. Расставьте коэффициенты, пользуясь методом электронного баланса.
3. По табличным данным окислительно-восстановительных потенциалов определите возможность самопроизвольного протекания процесса при стандартных условиях.

Тема 5. Электродные потенциалы. Гальванические элементы
Задание 5. Для двух полуэлементов окислительно-восстановительной системы (табл.5):
1. Определите анод и катод. Составьте схему гальванического элемента.
2. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, ионное и молекулярное уравнения токообразующей реакции.
3. Рассчитайте э.д.с. гальванического элемента при указанных концентрациях растворов соответствующих солей. Чему равно ∆G?

Тема 6. Коррозия и защита металлов
Задание 6. Для пары контактирующих металлов в стандартных условиях во влажном воздухе при указанном рН (табл. 6):
1. Определите, какой из металлов будет подвергаться коррозии?
2. Напишите уравнения анодного, катодного и суммарного процессов. Укажите продукты коррозии.
3. Предложите для данной пары катодное и анодное покрытие.

Тема 7. Химические свойства металлов
Задание 7. Для металла (табл. 7) с учетом зависимости его активности от рН среды напишите уравнения протекающих в первый момент реакций (укажите возможность пассивации):
1. Взаимодействия металла с водой.
2. Взаимодействия с раствором NaOH.
3. Взаимодействия с растворами кислот:
а) HCl;
б) разбавленной H2SO4;
в) концентрированной H2 SO4;
г) разбавленной HNO3;
д) концентрированной HNO3