Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Сборник примеров и задач по физической химии. Химическая термодинамика (часть II)

Голосов: 7

Сборник содержит фундаментальные положения и уравнения, необходимые для понимания и решения задач по химической термодинамике. В нем приведено большое количество примеров с подробным изложением хода решения задач. Даны наиболее типичные задачи и ответы на них по термохимии и термодинамическим потенциалам химических процессов (часть I), термодинамике растворов, фазовым и химическим равновесиям (часть II). Задания, включенные в настоящий сборник, апробированы на кафедре физической химии Воронежского государственного университета.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
                                                            21
                                                a1 0,583
                                         γ1 =     =      = 0,911;
                                                x1 0,64
                                                a2 0, 247
                                        γ2 =       =      = 0,686.
                                                x2   0,36


          П ример 3.11. Опред е л ит числ о ф аз и ко м по не нт в в сл е д у их
                                                  ь                                      о               ющ
сист м ах : 1) см е сь Н 2 и О2 при ко м нат й т м пе рат ре ; 2) см е сь Н 2 и О2 при
        е                                                     но     е        у
в ы ко й т м пе рат ре ; 3) не насы е нны в о д ны раст о р KCl; 4) насы е нны
     со         е           у                      щ         й          й      в                       щ          й
в о д ны раст о р KCl, в ко т ро м прису ст у тизбы о к т е рд о го х л о рид а кал ия.
           й       в                     о              т в е              т в
          Р ешен и е:
          1) П ри ко м нат й т м пе рат ре Н 2 и О2 не в заим о д е йст у д ру с д ру
                                но       е          у                                     в ют г                   -
го м . С м е сь газо в о бразу то д нуф азу т как о ни см е шив ают в о в се х о т ше -
                                      е               , ак                              ся               но
ниях . Ч исл о ко м по не нт в , не о бх о д им о е д л я приго т в л е ния см е си, рав но д в у –
                                     о                                      о                                  м
э о в о д о ро д и кисл о ро д .
  т
          2) С ист м а т ж е , как и в перв о м сл у , яв л яе т о д но ф азно й. В см е си
                      е       ак                                    чае          ся
в о д о ро д а и кисл о ро д а при в ы ко й т м пе рат ре им е е т по крайне й м е ре , че -
                                              со        е            у           ся,
т ре со рт част – Н 2, О2, Н 2О и Н , – но о ни св язаны д в у я у не ниям и
  ы              а         иц                                                                м рав
ре акций (2Н 2 + О2 = 2Н 2О и Н 2 = 2Н ), т чт числ о ко м по не нт в рав но д в у .
                                                               ак о                           о                  м
Есл и исх о д ны в е щ е ст о м бы чист й в о д яно й пар, т сист м а со ст итл ишь
                       м             в         л        ы                        о       е          о
из о д но го ко м по не нт т как прибав л яе т е ще о д но ст х ио м е т
                                 а, ак                           ся                е          риче ско е у - рав
не ние : су м а ко л иче ст ат м о в в о д о ро д а (2Н 2О + 2Н 2 + 2Н ), как и в о в зят й в о -
              м                    в о                                                                   о
д е , в се гд а в д в о е бо л ьше су м ы ко л иче ст ат м о в кисл о ро д а (Н 2О + 2О2). Ч исл о
                                          м                    в о
ко м по не нт в не изм е нит о тт го , чт м ы прим е м в о в ним ание прису ст ие
                 о                      ся       о          о                                            т в
не бо л ьших ко л иче ст ат м арно го кисл о ро д а: прибав л яе т о д ин ро д м о л е ку ,
                                 в о                                                 ся                          л
но т е и но в о е у не ние О2 = 2О.
       акж                   рав
          3) Ж ид кий не насы е нны раст о р сам по се бе о бразу то д ну ф азу но
                                        щ        й        в                                е                 ,
сист м а из т го раст о ра и пара над ним со ст итиз д в у ф аз. В раст о ре KCl
        е          ако             в                                   о             х               в
в в о д е прису ст у разны ио ны и м о л е ку ы наприм е р, К +, Cl–, Н 3О+, ОН –,
                     т в ют                 е                       л ,
Н 2О, (Н 2О)2 и д р. Т е м не м е не е , раст о р бу е тд в у ко м по не нт й сист м о й, т
                                                      в           д       х               но        е           ак
как в се э и ио ны и м о л е ку ы в л юбо й в о зм о ж но й ко м бинации м о ж но по л у ь
              т                          л                                                                  чит
из д в у ко м по не нт в – KCl и Н 2О.
          х                  о
          4) Есл и раст о р насы е н и прису ст у тизбы о к т е рд о го насы ающе -
                             в             щ                  т в е           т в                      щ
го в е щ е ст а, т сист м а со ст итиз т х ф аз. Ч исл о ко м по не нт в рав но д в у .
               в       о       е            о         ре                                  о                м


        П ример 3.12. П о ст йт крив ы рав но в е сий “л е д – в о д а” о т272,26 д о
                             ро е         е
273,16 К, “пар – в о д а” о т273,16 д о 277,66 К , “л е д – пар” о т272,26 д о 273,16 К
(д иаграм м у со ст яния в о д ы в бл изи т йно й т чки), испо л ьзу сл е д у ие
                     о                      ро          о                я       ющ
д анны : е
1) т йная т чка в о д ыТ ° = 273,16 К, Р° = 608 П а;
     ро          о
2) м о л ярная э ал ьпия пл ав л е ния л ьд а в бл изи т йно й т чки ∆H пл . = 6010
                   нт                                     ро       о
   Д ж /м о л ь;


                                                22
3) изм е не ние м о л ярно го о бъе м а при пл ав л е нии л ьд а ∆υпл . = –1,7⋅10–6 м 3/м о л ь;
4) т м пе рат ра зам е рзания в о д ы при ат о сф е рно м д ав л е нии (Рат .= 101325 П а)
    е           у                               м                             м
  Т з = 273,15 К;
5) т м пе рат ра кипе ния в о д ыпри ат о сф е рно м д ав л е нии Т к = 373,15 К;
    е           у                          м
6) м о л ярная э ал ьпия испаре ния в о д ы в бл изи т йно й т чки ∆H исп.. = 45050
                  нт                                        ро          о
  Д ж /м о л ь.

      Опре д е л ит числ о и приро д у ф аз, а т е числ о ст пе не й св о бо д ы в
                   е                               акж             е
т чках 1) Т 1 = 275 К, Р1 = 900 П а; 2) Т 2 = 277,16 К, Р2 = 810 П а; 3) Т 3 = 273,16 К,
 о
Р3 = 608 П а.


      Р ешен и е:
      М ат м ат ски крив ы у
           е    иче         е казанны рав но в есий в ы ают у не ние м
                                       х               раж ся рав
Кл апе йро на-Кл ау са (2.33) в в ид е
                   зиу

                                           dP   ∆H
                                              =      ,                               (П –3.27)
                                           dT Т ⋅ ∆υ

гд е ∆H. – м о л ярная э ал ьпия ф азо в о го пе ре х о д а, Д ж /м о л ь; Т – т м пе рат ра
                             нт                                                      е     у
ф азо в о го пе ре х о д а, К; ∆υ – изм е не ние м о л ярно го о бъе м а при ф азо в о м
пе ре х о д е , м 3/м о л ь. Вы е д е м со о т е т в у ие у не ния, св язы ающие
                                   в              в ст ющ            рав                 в
д ав л е ние ф азо в о го пе ре х о д а с т м пе рат ро й, про инт гриро в ав (П –
                                           е        у             е               3.27).
1) Рав но в е сие “л е д – в о д а” . Разд е л им пе ре м е нны в (П –
                                                               е       3.27) и про инт гриру м
                                                                                       е    е
    в пре д е л ах о тт йно й т чки в о д ы д о про изв о л ьны д ав л е ния и т м пе рат ры
                         ро           о                             х               е      у
    пл ав л е ния

                                   Pпл .                 Tпл .
                                             ∆H пл .             dT
                                     ∫  dP =
                                             ∆υпл .
                                                     ⋅    ∫       T
                                                                    ;
                                      o
                                    P                    To


                                               ∆H пл .     T
                                  Pпл = Po +           ⋅ ln пл . .                   (П –3.28)
                                               ∆υпл .       Тo

Вы е ние (П –
    раж             3.28) – э о ура вн ен и е кри во й пл а вл ен и я
                               т                                     -кри ста л ли за ц и во ды
                                                                                       и
вбл и зи тро йн о й то чки . П о д ст л яя числ о в ы значе ния, по л у м :
                                     ав              е                  чае

 Pпл = 608 +
                 6010
               −1,7 ⋅10−6
                               T
                                                                 (          )
                          ⋅ ln пл . = 608 − 3,5 ⋅109 ⋅ ln 3,661 ⋅10−3 ⋅ Tпл . [П а]. (П –
                              273,16
                                                                                         3.28а)


                                                    23
2) Рав но в е сие “пар – в о д а” . П ре о бразу м у не ние (П –
                                                  е рав            3.27) с у т м т го , чт
                                                                            че о    о     о
                    R ⋅T
∆υисп. ≅ υпара =           (приним ае м , чт в о д яно й пар яв л яе т ид е ал ьны газо м ),
                                               о                      ся          м
                       P
разд е л им пе ре м е нны и про инт гриру м по л у нно е в ы е ние :
                         е             е         е      че         раж

                                              dР   ∆H исп.
                                                 =           ;
                                              dT Т исп. ⋅ RT
                                                           P
                                  Pисп.                    Tисп.
                                          dP ∆H исп.               dT
                                   ∫       P
                                             =
                                               R
                                                     ⋅       ∫     T2
                                                                      ;
                                   Po                       To


                   P  ∆Н исп.  1    1  ∆Н исп.  Tисп. − To 
               ln  исп  =    ⋅ o −       =    ⋅
                     o
                   Р      R   T    Tисп.   R    T ⋅ To    
                                                    исп.       

                                            ∆H
                                                  Т     −Тo 
                          Pисп. = Рo ⋅ exp  исп. ⋅ исп. o  .                      (П –3.29)
                                            R
                                                  Т исп. ⋅ Т 
                                                              

Вы е ние (П –
    раж             3.29) – э о ура вн ен и е кри во й и спа рен и я н ден са ц и во ды
                                 т                                   -ко          и
вбл и зи тро йн о й то чки . П о сл е по д ст в ки числ о в ы значе ний по л у м
                                             ано             х                чае

                45050 Т исп. − 273,16            19,837⋅ Т исп. − 5418675
                                                                         ,
Pисп. = 608⋅ exp      ⋅                = 608⋅ exp                         [П а]. (П –3.29а)
                 8,314 Т исп. ⋅273,16                      Т исп.        

3) Рав но в е сие “л е д – пар” . С у т м т го , чт в про це ссе су им ации
                                         че о     о         о                    бл
(в о зго нки) о бъе м о бразующе го ся пара нам но го бо л ьше о бъе м а т е рд о й ф азы и
                                                                          в              ,
приним ая, чт пар по д чиняе т у не нию М е нд е л е е в а-Кл апе йро на, м о ж но
                 о                  ся рав
записат   ь
                                                     R ⋅T
                                 ∆υсу . ≅ υпара =
                                      бл                  ;
                                                      P
                                     dP     ∆H су .
                                                 бл
                                         =            ;
                                     dT Т су . ⋅ RT
                                              бл    P

                                          dP ∆H су .
                               Pсу .
                                  бл                       Tсу .
                                                              бл
                                                  бл               dT
                                   ∫       P
                                             =
                                               R
                                                     ⋅       ∫     T2
                                                                      ;
                                  Po                         To

                                          o
                                            ∆H cу . Tсу . − T o 
                                                 бл     бл        
                          Pсу .
                             бл   = P ⋅ exp         ⋅             .               (П –3.30)
                                           
                                              R       Tсу . ⋅ T o 
                                                          бл       

П о л у нно е в ы е ние – э о ура вн ен и е кри во й субли ма ц и -десубли ма ц и .
       че           раж        т                                и              и
Вх о д ящ у в не го м о л ярну т пл о т су им ации найд е м , по л ьзу зако но м
           ю                  ю е      у бл                           ясь
Ге сса. Я сно , что


                                                          24
                                         ∆H су . = ∆H пл ав . + ∆H исп. ;
                                              бл
                                                Д ж               Д ж               Д ж
                      ∆H су . = 6010 м о л ь + 45050 м о л ь = 51060 м о л ь .
                           бл


Т аким о бразо м , д л я рав но в е сия “л е д – пар” д ав л е ние зав исито тт м пе рат ры
                                                                               е        у
по у не нию
    рав

                    51060 Tсу . − 273,16
                                бл                     22,483⋅ Т су . − 6141448
                                                                     бл       , 
Pсу . = 608⋅ exp
    бл                      ⋅                 = 608⋅ exp                         . (П – 3.30а)
                     8,314 Tсу . ⋅ 273,16 
                                 бл                    
                                                                   Т су .
                                                                         бл        
                                                                                   
         Д л я по ст е ния д иаграм м ы со ст яния со ст им т ицы значе ний
                      ро                              о            ав        абл
д ав л е ния ф азо в о го пе ре х о д а, рассчит анны по у не ниям (П –
                                                       х     рав               3.28а), (П –3.29а)
и (П –   3.30а) д л я т х рав но в е сий:
                       ре

1) “Л е д – в о д а”
  Т , К 272,26 272,46 272,56 272,66 272,76 272,86 272,96 273,06 273,16
 Р, кП а 11668 9072    7774   6478   5181   3885   2590   1295 0,608

2) “П ар – в о д а”
  Т , К 273,16 273,66 274,16 274,66 275,16 275,66 276,16 276,66 277,66
 Р, П а     608     630 654   678    702    728    754    781    839

3) “Л е д –пар”
  Т , К 273,16 273,66 274,16 274,66 275,16 275,66 276,16 276,66 277,66
 Р, П а    564  569    574    579    583    588    593    598    608

Н а о сно в ании д анны т иц ст ит д иаграм м а со ст яния в о д ы (рис. 3).
                         х абл        ро ся                      о
От е т , чт крив ая пл ав л е ния-крист л изации (в бл изи т йно й т чки!)
   м им        о                             ал                          ро         о
практ ски в е рт
      иче           икал ьна. Э т о бъясняе т в е сьм а м ал о й в е л ичино й изм е нения
                                 о           ся
                      1050         Р, П а


                                                          L
                       900                                        1

                                                                                    2
                       750
                                     S

                       600
                                                      3                   G
                                                                                        Т,К
                       450
                             271         272   273        274   275     276   277         278

                                     Рис. 3. Т е о ре т ская д иаграм м а со -
                                                       иче
                                     ст яния в о д ы в бл изи т йно й т чки.
                                       о                       ро      о


                                                25
м о л ярно го о бъе м а, ст ящ е го в знам е нат л е в у не нии (П –
                               о                    е            рав              3.28). Т ак как
о бъе м в о д ы при пл ав л е нии у е ньшае т т накл о н э о й л инии о т
                                      м         ся, о              т              рицат л ьны
                                                                                         е      й.
Крив ы рав но в е сий “в о д а – пар” и “л е д – пар” им е ютпо л о ж ит л ьны накл о н,
         е                                                                     е       й
т как при испаре нии и в о зго нке э ро пия и о бъе м у е л ичив ают
  ак                                       нт                      в            ся.
        В т чке 1 им е е т о д на (ж ид кая) ф аза, по э о м у по прав ил у ф аз
              о                 ся                                   т
Гиббса (3.30) им е е м f = К + 2 – n = 1 + 2 – 1 = 2 ст пе ни св о бо д ы Э т о значае т
                                                              е                  . о               ,
чт д ав л е ние и т м пе рат рум о ж но м е нят не зав исим о д ру о тд ру при э о м
    о                 е          у                  ь                    г         га,         т
числ о ф аз не изм е нит С ист м а в т чке 1 яв л яе т ди ва ри а н тн о й. Т о чка 2
                              ся.        е      о                 ся
нах о д ит на крив о й рав но в е сия д в у (ж ид ко й и газо о бразно й) ф аз, по э о м уf =
            ся                               х                                           т
1 + 2 – 2 = 1. С л е д о в ат л ьно , д ав л е ние пара над в о д о й в э о й т чке и е го
                                   е                                          т      о
т м пе рат ра не м о гу бы ь про изв о л ьно в ы
  е          у               т т                          браны т е ст о ни не яв л яют
                                                                 , о       ь                    ся
не зав исим ы и парам е т и. Д л я т го , чт бы сист м а о ст ал сь д в у ф азно й,
                 м              рам         о         о          е        ав           х
не о бх о д им о по д д е рж ив ат Р и Т , о пре д е л яе м ы у не ние м Кл апе йро на-
                                    ь                           е рав
Кл ау са, чт у е ньшае т числ о ст не й св о бо д ы на е д иницу С ист м а с
       зиу          о м                        епе                                 .         е
о д но й ст пе нью св о бо д ы назы ае т мо н о ва ри а н тн о й. Н ако не ц, в т чке 3
             е                          в  ся                                              о
им е е тся т х ф азно е (л е д , в о д а, пар) рав но в е сие : f = 1 + 2 – 3 = 0. Э т
                 ре                                                                              о
т йная т чка в о д ы ко т рая о пред е л яе т л ишь о пре д е л е нно й со в о ку ст
  ро           о           ,     о                 ся                                   пно ью
т м пе рат ры и д ав л е ния. И зм е не ние л юбо го парам е т
  е          у                                                               ра прив о д ит к
у е ньше нию числ а ф аз. С ист м а в т йно й т чке яв л яе т н о н ва ри а н тн о й.
  м                                   е     ро          о             ся



                                          3.7. За чи
                                                 да

141. П л о т ст 10%-но го раст о ра NaCl рав на 1,071 г/см 3. Вы
              но ь                    в                                          разит со ст
                                                                                        ь      ав
     раст о ра: 1) в м о л ях со л и на 1000 г в о д ы 2) в м о л ях со л и на 1 л раст о ра.
            в                                          ;                                  в
       О твет: 1,899 м о л ь/кг; 1,83 м о л ь/л .
142. Раст о р х л о рист го кал ия со д е рж ит250 г KCl в 1000 г H2O. П л о т ст
            в               о                                                               но ь
                                     3
     раст о ра рав на 1,133 г/см . Вы
            в                                разит со ст раст о ра: 1) в м о л ях со л и на
                                                    ь      ав      в
     1 л раст о ра; 2) в м о л ях со л и на 1000 г в о д ы 3) в про це нт ; 4) в м о л ярны
                в                                          ;                ах                  х
     д о л ях .
       О твет: 1) 3,0395 м о л ь/л ; 2) 3,353 м о л ь/кг; 3) 20%; 4) 0,057.
143. Опре д ел ит м о л ял ьно ст и м о л ярну д о л ю H2SO4 в 10%-но м раст о ре
                    ь              ь                ю                                        в
     се рно й кисл о т .ы
       О твет: 1,134 м о л ь/кг; 0,02.
144. П л о т ст раст о ра су ьф ат м е д и, со д е рж ащ е го 4,462% CuSO4, рав на
              но ь        в       л       а
                  3
     1,045 г/см . Опре д е л ит м о л ярно ст и м о л ял ьно ст раст о ра.
                                ь               ь                 ь      в
       О твет: 0,292 м о л ь/л ; 0,293 м о л ь/кг.
145. П л о т ст 20%-но го в о д но го раст о ра м е т о в о го спирт рав на 0,9681
              но ь                                в          ил                а
     г/см . Вы
            3
                  разит со ст раст о ра: 1) в м о л ях спирт на 1 л раст о ра; 2) в
                        ь     ав        в                            а                в
     м о л ях спирт на 1000 г в о д ы 3) в м о л ярны д о л ях .
                      а                 ;                х
       О твет: 6,05 м о л ь/л ; 7,8 м о л ь/кг; 0,123.
146. Раст о р Na2CO3 по л у н пу е м раст о рения 22,5 г Na2CO3⋅10H2O и
            в                    че        т          в
     по сл е д у е го прибав л е ния в о д ы д о 200 см 3. П л о т ст раст о ра рав на
                ющ                                                     но ь         в


                                                    26
     1,040 г/см 3. Вы      разит со ст раст о ра: 1) в м о л ях бе зв о д но й со л и на 1 л
                                   ь         ав        в
     раст о ра; 2) в м о л ярны д о л ях .
           в                          х
       О твет: 1) 0,3932 м о л ь/л ; 2) 0,007.
147. Вы   разит ко нце нт
                 ь              рацию 4%-но го раст о ра сах аро зы С 12Н 22О11 в в о д е в
                                                                 в
     м о л ях на 1 л раст о ра, приняв , чт при о бразо в ании раст о ра о бъе м не
                                в                          о                              в
     изм е няе т ся. У д е л ьны о бъе м т е рд о й сах аро зы рав е н 0,615 см 3/г;
                                      й                  в
                                                     3
     у е л ьны о бъе м в о д ы рав е н 1 см /г.
       д         й
       О твет: 0,1188 м о л ь/л .
148. М о л ял ьно ст насы нно го раст о ра х л о рид а кал ия при 293 К рав на 4,652
                       ь        ще                  в
     м о л ь/кг, а при 323 К – 5,738 м о л ь/кг. Опре д е л ит ско л ько х л о рид а кал ия
                                                                              ь,
     м о ж но раст о рит при 323 К в 1 кг раст о ра, насы
                     в       ь                                  в             щенно го при 293 К .
       О твет: 60,12 г.
149. П л о т ст 5,18%-но го раст о ра ф е но л а в в о д е рав на 1,0042 г/см 3.
             но ь                               в
     П л о т ст в о д ы рав на 0,9991 г/см 3. Вы
             но ь                                                     разит со ст раст о ра в м о л ях
                                                                           ь      ав        в
     ф е но л а на 1 м о л ь в о д ы и в м о л ях в о д ы на 1 м о л ь раст о ра. Ч е м у рав е н
                                                                                        в
     у е л ьны о бъе м ф е но л а в раст о ре , е сл и счит ь, чт у е л ьны о бъе м
       д         й                                   в                       ат       о д            й
     в о д ы не изм е няе т при о бразо в ании раст о ра?
                              ся                                     в
       О твет: 0,0104 м о л ь/1 м о л ь H2O; 0,5501 м о л ь/л ; 0,9028 см 3/г.
150. П ри 289 К пл о т ст анил ина рав на 1,025 г/см 3, пл о т ст спирт рав на
                            но ь                                                      но ь            а
     0,8081 г/см и пл о т ст х %-но го раст о ра анил ина в спирт рав на 0,9763
                     3
                                 но ь                          в                           е
     г/см . Опре д е л ит х , счит чт раст о ра о бразу т бе з изм е не ния
           3
                              ь               ая,      о             в             е ся
     о бъе м а.
       О твет: 81,37%.
151. П л о т ст CS2 при 293 К рав на 1,264 г/см 3, пл о т ст C2H5OH рав на
             но ь                                                                 но ь
                      3
     0,8040 г/см . Ч е м у рав на пл о т ст см е си, со д е рж ащей 80% CS2, е сл и
                                                   но ь
     у е л ьны о бъе м см е си яв л яе т ад д ит но й ф у
       д         й                              ся            ив          нкцие й е е со ст а?
                                                                                             ав
       О твет: 1,134 г/см 3.
152. Како в у е л ьны о бъе м KOH в раст о ре , м о л ял ьно ст ко т ро го
                   д         й                                          в                     ь          о
                                                                                        3
     m = 1 м о л ь/кг, е сл и пл о т ст раст о ра рав на 1,052 г/см , пл о т ст в о д ы
                                          но ь             в                                    но ь
                        3
     рав на 1 г/см , и е сл и у е л ьны о бъе м в о д ы при о бразо в ании раст о ра не
                                       д          й                                                   в
     изм е няе т ся?
       О твет: 0,0696 см 3/г.
153. С ко л ько в е сит1 м о л ь раст о ра, по л у нно го пу е м см е ше ния 1 м о л ь CCl4
                                            в                че             т
     с 3 м о л ь SnCl4?
       О твет: 234 г.
154. П л о т ст 60%-но го в о д но го раст о ра м е т о в о го спирт рав на при 293 К
             но ь                                      в               ил               а
                     3
     0,8946 г/см . П арциал ьны м о л ярны о бъе м в о д ы в э о м раст о ре рав е н
                                           й                 й                        т          в
               3
     16,8 см /м о л ь. Опре д е л ит парциал ьны м о л ярны о бъе м спирт
                                          ь                    й             й                  а.
                            3
       О твет: 39,7 см /м о л ь.
155. В 20%-но м раст о ре м е т о в о го спирт парциал ьны м о л ярны о бъе м ы
                            в             ил                      а                 е              е
     в о д ы и спирт со о т е т в е нно рав ны 18 и 37,8 см 3/м о л ь. Опре д е л ит
                          а        в ст                                                                     ь
     м о л ярны о бъе м раст о ра.
                 й                  в
       О твет: 20,44 см /м о л ь.
                              3

156. П арциал ьны м о л ярны о бъе м ы аце т на и х л о ро ф о рм а в раст о ре ,
                       е                е                          о                                      в
     со д е рж ащем м о л ярну д о л ю х л о ро ф о рм а, рав ну 0,4693, со ст л яют
                                      ю                                          ю                     ав


                                               27
     со о т е т в е нно 74,166 и 80,235 см 3/м о л ь. К ако в о бъе м раст о ра м ассо й
            в ст                                                                 в
     1 кг? Како в о бъе м не см е шанны ко м по не нт в , е сл и их м о л ярны о бъе м ы
                                             х              о                      е
     рав нысо о т е т в е нно 73,993 и 80,665 см /м о л ь?
                    в ст                               3

       О твет: 886,77 см 3; 888,03 см 3.
157. Рассчит ь изм е не ние парциал ьно й м о л ярно й э ал ьпии у сно й
                ат                                                     нт            ксу
     кисл о т , е сл и при см е ше нии 79,4 г у сно й кисл о т и 20,6 г в о д ы
               ы                                        ксу                 ы
     в ы е л яе т 805,00 Д ж т пл о т . Изм е нение парциал ьно й м о л ярно й
         д       ся                       е    ы
     э ал ьпии в о д ы в э о м раст о ре со ст л яе т–
       нт                    т           в          ав      133,9 Д ж /м о л ь.
       О твет: –    493,05 Д ж /м о л ь.
158. П ри см е ше нии 125,4 г в исм у а с 9,73 г м агния в ы е л яе т 16200 Д ж
                                            т                           д       ся
     т пл о т . Опре д е л ит парциал ьну м о л ярну э ал ьпию раст о ре ния
       е       ы                ь                  ю          ю нт                   в
     в исм у а, е сл и парциал ьная м о л ярная э ал ьпия раст о ре ния м агния в
              т                                        нт               в
     э о м раст о ре рав на –
       т          в              1435 Д ж /м о л ь.
       О твет: –    26043 Д ж /м о л ь.
159. Объе м в о д но го раст о ра х л о рид а нат при 298 К бы изм е ре н в шкал е
                              в                      рия                  л
     м о л ял ьно ст й m. Б ы о найд е но , чт д анны м о ж но о писат в ы е ние м
                     е        л                  о        е                  ь раж
                                                    3
              V(см 3 ) = 1003 + 16,62 ⋅ m + 1,77 ⋅ m 2 + 0,12 ⋅ m 2 ([m] = м о л ь/кг),
    гд е V о бо значае то бъе м раст о ра, о бразо в анно го из 1 кг в о д ы И спо л ьзу
                                                в                                   .            я
    т чно е д иф ф е ре нциро в ание , найд ит парциал ьны м о л ярны о бъе м ы
      о                                               е               е               е
    ко м по нент в при m = 0,1 м о л ь/кг.
                   о
        О твет: 17,48 см 3/м о л ь; 18,05 см 3/м о л ь.
160. Во д ны раст о р су ьф ат м агния, о бразу
               й         в        л       а                   ющийся из 1 кг в о д ы им е е т
                                                                                           ,
     о бъе м , ко т ры при 291 К прибл изит л ьно д ае т ф о рм у о й
                    о й                               е           ся       л
                  V(см ) = 1001,21 + 34,69 ⋅ (m − 0,07 ) ([m] = м о л ь/кг),
                           3                                  2

    и э а ф о рм у а прим е ним а д о 0,1 м о л ь/кг. Како в парциал ьны м о л ярны
           т             л                                                          й            й
    о бъе м : 1) со л и; 2) раст о рит л я при m = 0,05 м о л ь/кг?
                                    в        е
        О твет: 1) –    1,39 см /м о л ь; 2) 18,02 см 3/м о л ь.
                                  3

161. Опре д ел ит о т сит л ьно е по ниж е ние д ав л е ния пара д л я раст о ра,
                    ь        но     е                                                        в
     со д е рж ащего 0,01 м о л ь не л е т че го раст о ре нно го в е щ е ст а в 500 г в о д ы
                                                 у      в                    в                 .
        О твет: 0,036%.
162. С ко л ько про це нт в гл ице рина С 3Н 8О3 д о л ж но бы ь раст о ре но в в о д е,
                               о                                      т          в
     чт быд ав л е ние пара раст о ра бы о на 1% ниж е пара чист й в о д ы
         о                              в           л                          о         ?
        О твет: 4,91%.
163. Вы    числ ит д ав л е ние пара 5%-но го раст о ра сах аро зы С 12Н 22О11 в в о д е при
                   ь                                    в
     373,15 К и найт ско л ько про це нт в гл ице рина д о л ж но со д е рж ат в
                              и,                      о                                      ься
     в о д но м раст о ре , чт бы д ав л е ние пара э о го раст о ра бы о рав но
                         в            о                          т         в            л
     д ав л е нию пара 5%-но го раст о ра сах аро зы
                                               в            .
        О твет: 101045 П а; 1,4%.
164. С ко л ько о л о в а ну но раст о рит в 50 г рт т чт бы д ав л е ние пара рт т
                                ж          в       ь         у и, о                            уи
     по низил о сь о т94645 д о 93325 П а?
        О твет: 0,4185 г.
165. Во д ны раст о р кипитпри 374,15 К. Ч е м у рав но в не шне е д ав л е ние , е сл и
               й        в
     д ав л е ние пара в о д ы при 374,15 К рав но 104991 П а, и м о л ярная д о л я
     раст о ре нно го в е щест а рав на 0,043?
            в                        в


                                             28
      О твет: 100476 П а.
166. Раст о рим о ст кисл о ро д а в в о д е при д ав л е нии 40 кП а и т м перат ре 298 К
           в           ь                                                    е        у
     рав на 0,016 г/л . Опре д е л ит ко э ф ицие нтГе нри д л я кисл о ро д а.
                                     ь     ф
                           3
      О твет: 4,494⋅10 М П а.
167. П ри 291 0,001 м 3 в о д ы раст о ряе т0,001 м 3 CO2, е сл и д ав л е ние С О2 рав но
                                       в
     98066,5 П а. Опре д е л ит м о л ярно ст раст о ра, над ко т ры д ав л е ние С О2
                                  ь            ь        в               о м
     при 291 К рав но 29 кП а.
      О твет: 8,262 м м о л ь/л .
168. Како в а раст о рим о ст д ио ксид а у е ро д а в в о д е при 298 К, ко гд а е го
                     в         ь               гл
     парциал ьно е д ав л е ние рав но : 1) 10132,5 П а; 2) 101,325 кП а? Ко нст а        ант
     Ге нри д л я С О2 при 298 К рав на 167 М П а.
      О твет: 1) 3,37 м м о л ь/л ; 2) 0,0337 м о л ь/л .
169. М о л ярны д о л и азо т и кисл о ро д а в в о зд у е при т м пе рат ре 298 К
                 е              а                            х            е        у
     со ст л яют0,782 и 0,209. К ако в ы ко нце нт
           ав                                             рации (в м о л ял ьно ст ) в со су е
                                                                                  ях        д
     с в о д о й, о ст л е нно м о т т м на ат о сф е рно м в о зд у е при 298 К?
                       ав           кры ы              м                      х
     Ко нст ыГе нри k N 2 = 8,68 ⋅ 109 П а , k O2 = 4,4 ⋅ 109 П а .
              ант
      О твет: 0,51 м м о л ь/кг; 0,27 м м о л ь/кг.
170. П рибо р д л я газиро в ания в о д ы рабо т т в ы е л яя С О2 при д ав л е нии 10
                                                  ае , д
     М П а. Оце нит со ст газиро в анно й в о д ы в м о л ях С О2 на 1 кг Н 2О, ко т рая
                    е      ав                                                       о
     при э о м по л у т Ко нст а Ге нри k CO2 = 1,67 ⋅ 10 П а .
           т         чае ся.        ант                          8

       О твет: 0,333 м о л ь/кг.
171. Д ав л е ние пара 500 г бе нзо л а при 333,75 К рав но 53330 П а, но о но у о д о
                                                                                    пал
     51460 П а, ко гд а в бе нзо л е раст о рил и 19 г не л е т че го о рганиче ско го
                                                в                     у
     в е щ е ст а. Како в а м о л ярная м асса э о го в е щ е ст а?
               в                                  т             в
       О твет: 81,7 г/м о л ь.
172. Рассчит ь крио ско пиче ску и э л ио ско пиче ску ко нст ы д л я
                 ат                        ю          бу                ю         ант
     че т ре х х л о рст го у е ро д а на о сно в е сл е д у
          ы              о      гл                                ющих д анны : э ал ьпия
                                                                               х   нт
     пл ав л е ния 2,5 кД ж /м о л ь; т м перат ра пл ав л е ния 250,28 К; э ал ьпия
                                          е         у                              нт
     испаре ния 29,96 кД ж /м о л ь; т м пе рат ра кипе ния 349,9 К.
                                         е         у
       О твет: 32 (К⋅кг/м о л ь); 5,23 (К⋅кг/м о л ь).
173. Т е м пе рат ра кипе ния бе нзо л а рав на 353,25 К. Его м о л ярная э ал ьпия
                  у                                                                нт
     испаре ния при т м пе рат ре кипе ния рав на 30773 Д ж /м о л ь. Опре д е л ит
                           е         у                                                      ь
     т м пе рат рукипе ния раст о ра не ко т ро го нел е т че го в е ще ст а в бе нзо л е ,
       е          у                   в             о              у            в
     е сл и е го м о л ярная м асса рав на 0,02.
       О твет: 353,94 К.
174. Раст о р, со д е рж ащий 5 г не л е т че го раст о ре нно го в е щ ест а в 25 г CCl4,
            в                                 у              в               в
     кипит при 354,6 К . Опре д е л ит м о л ярну м ассураст о ре нно го в е ще ст а,
                                             ь             ю           в                  в
     е сл и изв е ст , чт CCl4 кипит при 349,9 К, и е го э л ио ско пиче ская
                      но     о                                            бу
     ко нст а рав на 5,23 (К⋅кг/м о л ь).
              ант
       О твет: 222,55 г/м о л ь.
175. Т е м пе рат ра кипе ния чист го се ро у е ро д а рав на 319,39 К. Раст о р,
                  у                      о             гл                               в
     со д е рж ащий 0,21 г се ры в 19,18 г се ро у е ро д а, кипит при 319,496 К.
                                                             гл
     Э бу ио ско пиче ская ко нст а се ро у е ро д а рав на 2,41 (К⋅кг/м о л ь).
           л                            ант             гл


                                                29
     С ко л ько ат м о в со д е рж ит
                        о                   ся в м о л е ку е се ры раст о ре нно й в
                                                                 л          ,       в
     се ро у е ро д е ?
              гл
       О твет: 8.
176. Раст о р, со д е рж ащий 0,5 г не л е т че го раст о ре нно го в е ще ст а с м о л ярно й
            в                                    у            в                   в
     м ассо й 182 г/м о л ь в 42 г бе нзо л а, кипит при 353,422 К . Т е м перат ра              у
     кипе ния чист го бе нзо л а рав на 353,25 К. Опре д е л ит м о л ярну э ал ьпию
                         о                                              ь           ю нт
     испаре ния бе нзо л а.
       О твет: 30,8 кД ж /м о л ь.
177. 68,4 г сах аро зы C12H22O11 раст о ре но в 1000 г в о д ы Ч е м у рав но д ав л е ние
                                             в                          .
     пара э о го раст о ра при 373,15 К? Ч е м у рав на е го т м пе рат ра кипе ния,
               т            в                                              е        у
     е сл и э ал ьпия испаре ния в о д ы при т м пе рат ре кипе ния рав на 40,6
                нт                                        е           у
     кД ж /м о л ь?
       О твет: 100961 П а; 373,253 К.
178. П ри раст о ре нии 0,6 г не ко т ро го в е щ е ст а в 25 г в о д ы т м пе рат ра
                   в                         о                   в                    е          у
     кипе ния по в ы т на 0,204 К . П ри раст о ре нии 0,3 г э о го ж е в е ще ст а
                           шае ся                           в                 т                   в
     в 20 г бе нзо л а т м пе рат ра кипе ния по в ы т на 0,654 К. Н айт
                                е        у                         шае ся                           и
     э л ио ско пиче ску ко нст убе нзо л а, е сл и э л ио ско пиче ская ко нст а
       бу                      ю        ант                        бу                           ант
     в о д ы рав на 0,513 (К⋅кг/м о л ь).
       О твет: 2,63 (К⋅кг/м о л ь).
179. Э нт ьпия испаре ния рт т при т м пе рат ре кипе ния (629,81 К) рав на 272
           ал                        уи           е       у
     Д ж /г. Опре д е л ит д ав л е ние паро в рт т при 629,81 К над раст о ро м ,
                              ь                        уи                                   в
     со д е рж ащим 10% о л о в а, и т м пе рат рукипе ния э о го раст о ра.
                                          е         у                 т       в
       О твет: 85306 П а; 641,16 К.
180. Х л о ро ф о рм кипит при 334,3 К. Д ав л е ние е го пара при 335,1 К рав но
     104117 П а. Опред е л ит а) д ав л е ние пара при 334,3 К раст о ра,
                                      ь:                                                      в
     со д е рж ащего 0,2 м о л ь не л е т че го раст о ре нно го в е щест а в 1000 г
                                            у           в                       в
     х л о ро ф о рм а;          б) т м перат ру кипе ния э о го
                                       е          у                       т     раст о ра; в )
                                                                                        в
     э л ио ско пиче ску ко нст у х л о ро ф о рм а; г) е го м о л ярну э ал ьпию
       бу                      ю         ант                                        ю нт
     испаре ния.
       О твет: а) 98962 П а; б) 335 К; в ) 3,506 (К⋅кг/м о л ь); г) 31636 Д ж /м о л ь.
181. С ко л ько гл ице рина С 3Н 8О3 ну но раст о рит в 1000 г в о д ы чт бы
                                                ж           в       ь                     ,     о
     по низит е е т м пе рат рузам е рзания на 0,1 К? Крио ско пиче ская ко нст а
                 ь        е        у                                                            ант
     в о д ы рав на 1,86 (К⋅кг/м о л ь).
       О твет: 4,9511 г.
182. Како в а т м пе рат ра зам е рзания ст
                   е          у                     акана в о д ы (250 см 3), по д сл ащенно й
     пят ку чкам и сах ара (7,5 г сах аро зы Крио ско пиче ская ко нст а
           ью       со                                         )?                               ант
     в о д ы 1,86 (К ⋅кг/м о л ь).
       О твет: 272,987 К.
183. П ро ба у сно й кисл о т зам е рзае тпри 289,62 К. Т е м пе рат ра зам е рзания
                 ксу                 ы                                          у
     у сно й кисл о т рав на 289,90 К, е е крио ско пиче ская ко нст а рав на
       ксу                    ы                                                       ант
     3,639 (К⋅кг/м о л ь). Опре д е л ит ско л ько м о л ь прим е се й прих о д ит на
                                              ь,                                              ся
     1000 г у сно й кисл о т .
                 ксу                ы
       О твет: 0,077 м о л ь.


                                            30
184. Во д ны раст о р со д е рж ит 0,5% м о че в ины (NH2)2CO и 1% гл юко зы
               й        в
     С 6Н 12О6. К ако в а е го т м пе рат ра зам е рзания, е сл и крио ско пиче ская
                                         е          у
     ко нст а в о д ырав на 1,86 (К ⋅кг/м о л ь)?
             ант
       О твет: 272,888 К.
185. Б е нзо л зам е рзае т при 278,68 К и кипит при 353,25 К. Его э ал ьпия       нт
     испаре ния при т м пе рат ре кипе ния рав на 394,5 Д ж /г. Раст о р,
                              е            у                                              в
     со д е рж ащий 12,8 г наф т ина в 1000 г бензо л а, зам е рзае тпри 277,867 К.
                                        ал
     Опре д ел ит а) при како й т м пе рат ре закипит э о т раст о р?; б) че м у
                   ь:                           е      у              т        в
     рав но д ав л е ние пара бе нзо л а над э им раст о ро м при 353,25 К?; в ) че м у
                                                      т        в
     рав на у е л ьная э ал ьпия пл ав л е ния бе нзо л а?
               д            нт
       О твет: а) 353,51 К; б)100541 П а; в ) 127,44 Д ж /г.
186. Ч ист й кад м ий зат е рд е в ае т при 594,15 К, 10%-ны раст о р в исм у а в
            ы                  в                                       й      в           т
     кад м ии – при 585,15 К. Опре д е л ит м о л ярну э ал ьпию пл ав л е ния
                                                         ь        ю нт
     кад м ия.
       О твет: 19,5 кД ж /м о л ь.
187. Д ав л е ние пара в о д ы при 293 К рав но 2,337 кП а; д ав л е ние пара раст о ра,в
     со д е рж ащего не л е т че е раст о ре нно е в е ще ст о , рав но 2,296 кП а.
                                 у                в               в
     Опре д ел ит о см о т ско е д ав л е ние раст о ра при 313 К, е сл и е го
                   ь          иче                             в
     пл о т ст при э о й т м пе рат ре рав на 1,01 г/см 3, и м о л ярная м асса
            но ь             т        е           у
     раст о ре нно го в е щест а рав на 60 г/м о л ь.
           в                       в
       О твет: 2,453 М П а.
188. Д ав л е ние пара раст о ра т ст
                                 в         ро нико в о го сах ара в 1 кг в о д ы со ст л яе т
                                                                                      ав
     98,88% д ав л е ния пара чист й в о д ы при т й ж е т м пе рат ре . Вы
                                            о              о        е       у        числ ить
     т м пе рат ру кипе ния и о см о т ско е д ав л е ние э о го раст о ра при 373 К;
       е         у                               иче              т         в
     пл о т ст раст о ра 1,0 г/см 3.
            но ь          в
       О твет: 1,605 М П а.
189. Како в а т чка зам е рзания 100 г в о д ы со д е рж ащей 2 г х л о рид а нат
                 о                                       ,                               рия?
     Крио ско пиче ская ко нст а в о д ырав на 1,86 (К⋅кг/м о л ь).
                                     ант
       О твет: 271,88 К.
190. Во д ны раст о р х л о рист го ам м о ния, м о л ял ьно ст ко т ро го 0,1 м о л ь/кг,
               й      в                  о                          ь     о
     зам е рзае тпри 272,806 К. Опре д е л ит е го т м пе рат ру кипе ния, е сл и д л я
                                                       ь      е       у
     в о д ы крио ско пиче ская               ко нст а рав на 1,86 (К⋅кг/м о л ь), а
                                                     ант
     э л ио ско пиче ская –0,513 (К⋅кг/м о л ь).
       бу
       О твет: 373,245 К.
191. Д ав л е ние пара в о д ынад раст о ро м , со д е рж ащим 6,41 г MgCl2 в 100 г в о д ы
                                              в                                             ,
     рав но 98140 П а при 373,15 к. Опре д е л ит т м пе рат ру кипе ния э о го
                                                              ь е        у                т
     раст о ра, е сл и Е = 0,513 (К⋅кг/м о л ь).
           в
       О твет: 374,057 К.
192. Во д ны раст о р х л о рист го кал ия, со д е рж ащ ий 14,92 г KCl в 1000 г в о д ы
               й      в                 о                                                   ,
     зам е рзае т при 272,47 К . Опре д е л ит изо т ниче ский ко э ф ицие нт е сл и
                                                       ь     о              ф         ,
     крио ско пиче ская ко нст а д л я в о д ыК = 1,86 (К⋅кг/м о л ь).
                                     ант
       О твет: 1,828.



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика