Задачи - Физический факультет ННГУ

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Определить состав смеси CO2 и N H4 , если её масса M = 18г, а объём V = 12 л
± Нарисуйте график зависимости энергии Гиббса индивидуального вещества от температуры
в интервале от 0 до T > Tкип
+ Рекомбинация атомов H в частично диссоциированном водороде происходит в результате
реакции H + H + H2 → 2H2 , k = 1033 cm6 s−1 . Определить характеристическое время жизни
атомов H при давлении H2 равном 1 атм, комнатной температуре и степени диссоциации
H2 равной 1?.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Чему равна концентрация ионов OH − в воде при pH = 2
± Константа равновесия реакции CO(g) + 2H2 (g) = CH3 OH(g) при 500 K равна Kp = 6.09 · 10−3 .
Рассчитать общее давление, необходимое для получения метанола с 90% выходом. (CO и
H2 взяты в соотношении 1 : 2)
+ Начальная скорость превращения W0 = 1.18 · 105 M c−1 . За 700 сек концентрация вещества
уменьшилась в 2 раза и в 4 раза за 1690 сек. Определить константу скорости реакции.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ К 150 мл. 1М р-ра HCl добавили 10 г NaOH (кр.). Найти состав и pH системы?
± 8. Сосуд объемом 1 л, содержащий 0.341 моль P Cl5 и 0.233 моль N2 , нагрели до 250o C. Общее
давление в сосуде при равновесии оказалось равно 29.33 атм. Считая все газы идеальными,
рассчитать константу равновесия при 250o C для реакции P Cl5 (g) = P Cl3 (g) + Cl2 (g)
+ При взаимодействии веществ А и В образуется окрашенный продукт. Начальные скорости
роста оптической плотности были измерены для растворов:
1. [A]0 = 10−3 M, [B]0 = 10−1 M ;
2. [A]0 = 10−3 M, [B]0 = 5 · 10−2 M ;
3. [A]0 = 10−1 M, [B]0 = 5 · 10−3 M
и соотносятся как 2.8:1:0.32. Определить порядки реакции по реагентам.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ 1г металла при взаимодействии с HCl выделил 0.32л водорода. Что это за металл?
± Вычислите энергетический выход реакции
27
13 Al
1
+42 He =30
14 Si +1 H (MAl = 26, 981539 а. е. м.,
MSi = 29, 973763 а. е. м. , MHe = 4, 002603 а. е. м. MH = 1, 007825)
+ Разрыв С-С связи в полиэтилене характеризуется константой скорости
k = 1013 exp −
50kcal/mol
сек−1 .
RT
Если число разрывов не превышает 10−2 % от общего числа молекул, можно считать полиэтилен не потерявшим свои технические свойства. Оценить долговечность изделия из
полиэтилена с молекулярной массой 40000 и 400000 при 400К, если его плотность 1 г/см3 .
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Найти заряд одного моля электронов?
± Из смеси хлоридов натрия и калия массой 20.2 г осадили избытком нитрата серебра хлорид
серебра массой 34.5 г. Каковы массы хлоридов натрия и калия в смеси?
+ Разрыв С-С связи в полиэтилене характеризуется константой скорости
k = 1013 exp −
50kcal/mol
сек−1 .
RT
Пока число разрывов не превышает 10−2 % от общего числа молекул полиэтилен сохраняет технические свойства. Оценить долговечность полиэтиленовой упаковки, лежащей на
Волжском откосе (молекулярная масса 100000, T ∼
= 300 K, плотность 1г/см3 ).
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Сколько атомов водорода содержится в 3 л воды а) при 20 o C и 1 атм; б) при 150 o C и 1 атм?
± Начальная скорость превращения вещества А W0 = 1, 18 × 105 M c−1 . За 700 сек концентрация
уменьшилась вдвое и в 4 раза за 1400 сек. Определить константу скорости реакции.
+ Константа равновесия реакции CO(g) + H2 O(g) = CO 2 (g) + H2 (g) при 500;o C равна Kp = 5.5.
Смесь, состоящая из 1 моль CO и 5 моль H2 O, нагрета до этой температуры. Рассчитать
мольную долю H2 O в равновесной смеси.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ могут ли 25 г N aOH нейтрализовать 25г HCl
± найти тепловой эффект реакции (п. 1)
+ Оценить температуру до которой нагреется система (п. 1) в адиабатической оболочке
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Вычислить объём газа (н.у.), образовавшегося при полном сгорании 1 т. угля
± Хватит ли 1 г. N a, брошенного в 100 мл воды, чтобы вода закипела? (Необходимые данные найти
в справочнике)
+ В растворе протекает реакция термического распада диазосоединения R − N = N − R *
)
R2 + N2 . Через 1 минуту после начала реакции из раствора выделилось 0.5 см3 азота, а при
полном протекании реакции - 1250 см3 . Определите величину константы скорости реакции
1-го порядка.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Хватит ли 2 кг кислорода, чтобы сжечь 1 кг этана?
± найти тепловой эффект реакции (п. 1)
+ Для реакции (1) EA = 40, а реакции (2) EA = 120 кДж/моль. При 350 К W1 = 100 ∗ W2 . При
какой температуре W1 = W2 , и при какой 100 ∗ W1 = W2 ?
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Приготовить водку (40 об %) из воды и спирта (96 об.%). Сколько взять компонентов для
приготовления цистерны 1000 м3
± Для урана-235 период полураспада равен 7, 13×108 лет. За сколько лет содержание урана-235
в образце уменьшится на 10−2 %??
+ Константа равновесия реакции N2 O4 (g) = 2N O2 (g) при 25o C равна Kp = 0.143. Рассчитать
давление, которое установится в сосуде объемом 1 л, в который поместили 1 г N2 O4 при
этой температуре.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Посчитать массу основных компонентов воздуха в аудитории
± Оценить масштаб ошибки определения константы скорости реакции, когда непостоянство
температуры опыта составляет ±1o C
+ Константа равновесия реакции CO(g) + H2 O(g) = CO2 (g) + H2 (g) при 500o C равна Kp = 5.5.
Смесь, состоящая из 1 моль CO и 5 моль H2 O, нагрета до этой температуры. Рассчитать
мольную долю H2 O в равновесной смеси.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Найти молярность раствора 30 г N aCl на 100 мл воды
± Зависимость скорости реакции [M · c−1 ] от времени описывается уравнением lg(W ) =?1, 68 −
0, 09t(c). Какова будет скорость реакции в момент времени полупревращения τ0.5 ?
+ Рассчитать общее давление, которое необходимо приложить к смеси 3 частей H2 и 1 ча-
сти N2 , чтобы получить равновесную смесь, содержащую 10 % N H3 по объему при 400 o C.
Константа равновесия для реакции N2 (g) + 3H2 (g) = 2N H3 (g) при 400 o C равна K = 1.60 · 10−4 .
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Какова формула соединения, имеющего состав H - 1.59 мас.%, N – 22.22 мас.%, O – 76.19
мас.%
± pH раствора, полученного добавлением 8 · 10−3 моля KOH к 1 л 0,01 М раствора слабой
кислоты HA, равен 7, T = 298 К. Рассчитать:
а) Ka кислоты HA;
б) осмотическое давление полученного раствора.
+ Рассчитайте стандартные энергии Гиббса и Гельмгольца Go и F o при 300o C для химической
реакции: CO(g) + 3H2 (g) = CH4 (g) + H2 O(g). Может ли эта реакция протекать самопроизвольно
при данной температуре? Теплоемкости веществ считать постоянными.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ В земной коре 4,7 мас.% F e и 3,38 мас.% Ca. Атомная доля какого элемента больше?
± Для урана-235 период полураспада равен 7.13 · 108 лет. За сколько лет содержание урана-235
в образце уменьшится на 10−2 ?
+ Оценить шансы космонавта, если в отсеке космического корабля V = 20 m3 взорвется лит-
ровая ампула с водородом P = 100 атм.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Сколько граммов железного купороса F eSO4 × 7H2 O и воды необходимо для приготовления
500 г раствора, в котором содержание безводной соли должно быть 7 мас. %?
± Для реакции F e3 O4 (cr) + 4H2 (g) = 3F e(cr) + 4H2 O(g) константа равновесия Kp = 16. Найти
равновесный состав реакционной смеси, если в предварительно вакуумированный сосуд
поместили:
а) 1 моль F e3 O4 и 3 моля H2 ;
б) 0.25 моля F e3 O4 и 3 моля H2
+ Вывести кинетическое выражение для скорости образования C2 H4 Br2 в результате процес-
сов:
* Br∗ + Br∗ ,
Br2 )
Br∗ + C2 H4 *
) C2 H4 Br∗ ,
C2 H4 Br∗ + Br2 *
) C2 H4 Br2 + Br∗ ,
C2 H4 Br∗ + C2 H4 Br∗ → обрыв цепи.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Сколько миллилитров одномолярного раствора можно приготовить, растворив в воде 11,2
г гидроксида калия?
± К литру 2 · 10−3 M раствора AgN O3 добавили литр 4 · 10−3 M раствора HCl. Определить осмо-
тическое давление, pH и концентрации ионов Ag + и Cl− в полученном растворе. ПР(AgCl) =
1.7 · 10−10 .
+ В газе Br2 при 700 К, P = 1 атм равновесная концентрация атомарного брома [Br]e = 1, 3 ·
1014 cm−3 , а при 300 К [Br]e ∼
= 103 cm−3 . За какое время [Br] достигнет значения 0.5[Br]e , если
температура газа скачком изменилась от 300 К до 700 К и P = 0.23 атм? Рекомбинация
атомов брома осуществляется в результате реакции Br + Br + Br2 *
) 2Br2 c константой
скорости k = 6, 3 · 109 M −2 c−1 .
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Определить, сколько массовых процентов аммиака будет содержаться в растворе, полу-
ченном при растворении 112 литров газообразного аммиака (н.у.) в 315 г воды.
± При 2000
o
C степень термической диссоциации воды 2%. Рассчитать состав равновесной
смеси
+ При 700 К для газовой молекулярной реакции 2HI → H2 + I2 с константой скорости k =
2 · 10−3 M −1 c−1 и константой равновесия K = 56. Представьте дифференциальное уравнение с
числовыми коэффициентами для образования HI, если [H2 ]0 = [I2 ]0 = [HI]0 = 10−2 M .
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Содержание азотной кислоты в растворе составляет 40 мас. %, плотность раствора равна
1250 кг/м3 . Сколько граммов азотной кислоты содержится в 400 мл этого раствора?
± Константа равновесия реакции увеличивается в ? раз при увеличе-нии температуры от 400
до 500 К. Определить температуру, при ко-торой константа равновесия реакции будет в exp
раз меньше, чем при 400 К. В расчетах принять, что ∆K G0p = 0.
+ Константа равновесия реакции N2 O4 (g) = 2N O2 (g) при 25o C равна Kp = 0.143. Рассчитать
давление, которое установится в сосуде объемом 1 л, в который поместили 2 г N2 O4 при
этой температуре.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Сколько граммов 3 мас.% раствора гидроксида калия надо прибавить к 20 г 9 мас.% рас-
твора, чтобы получить 5 мас.% раствор гидроксида калия?
± В реакции 2SO2 (g) + O2 (g) *
) 2SO3 (l) установилось химическое равновесие. Какое влияние на
равновесное состояние окажут:
1) увеличение давления (в 2 раза);
2) уменьшение концентрации оксида серы (VI)?
+ В сосудах со смесями 1 : 1 O2 с H2 и H2 с Cl2 (ну) пропустили искру. Детально описать
происходящие процессы, промежуточные и конечное состояние систем?
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Вычислите массу кислорода, содержащуюся в 15 г серной кислоты.
± Помогите Дэвиссону и Джермеру получить нобелевскую премию за открытие дифракции
электронов: Что и в каком количестве надо затратить (условия нормальные) для восстановления 125 мг N iO до металла?
+ В проточный реактор поступает газовая смесь CO (0.5 атм) и H2 O (1 атм). Для равновесия
CO +H2 O *
) CO2 +H2 при температуре реактора константа равновесия K = 10, константа скорости реакции k1 = 10−2 atm−1 c−1 . На сколько процентов от предельного, термодинамически
равновесного превращения произойдёт переход CO и H2 O в продукты за 100 сек нахождения
в реакторе?
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ В сплаве содержится 40 мас. % K и 60 мас. % N a. Найдите атомные доли компонентов.
± В состоянии покоя концентрация ионов калия внутри клетки в 30 раз больше, чем снаружи,
найти разность электрических потенциалов “потенциал покоя” на клеточной мембране
+ Сосуд, содержащий катализатор синтеза N H3 , был при 20
◦
C заполнен смесью состава
N2 : H2 = 1 : 2 до атмосферного давления, а затем при постоянном объеме нагрет до 313
◦
C. Константа равновесия реакции N2 + 3H2 *
) 2N H3 зависит от температуры как: ln (Kp ) =
11430
T
− 25.1 . Каким будет равновесное давление N H3 ?
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Какую массу N aCl можно получить из 350 г N a2 CO3 ?
± Построить кривые охлаждения по диаграмме состояний
+ Для реакции P Cl5 (g) = P Cl3 (g) + Cl2 (g) при 250o C ∆r Go = −2508 Дж. моль−1 . При каком общем
давлении степень превращения P Cl5 в P Cl3 и Cl2 при 250 o C составит 30%?
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Приготовить водку (40 об %) из воды и спирта (96 об.%). Сколько взять компонентов для
приготовления цистерны 1000 м3 .
± Какое количество тепла выделится, если к 1 литру 1М раствора HCl доба-вить 25 г N aOH?
+ Из первого контура охлаждения реактора АЭС 1 тонна N a (металлического) попала в пруд-
охладитель объемом 500 м3 . Пруд закипит или испарится? Оценить состав пруда и pH воды
в нем после аварии.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Сколько атомов водорода содержится в 3 л воды а) при 20 o C и 1 атм; б) при 150 o C и 1 атм?
± Цилиндрический сосуд А сечением 20 см2 помещен в цилиндрический сосуд В сечением 40
см2 . Дно сосуда А выполнено из материала, проницаемого для воды. В сосуд В начинают
лить 5 × 10−3 М раствор N aCl. Сколько раствора можно влить в систему, не переливая края
посуды, если высота сосудов составляет 50 см?
Влиянием концентрации на плотность раствора пренебречь.
+ В вакуумированный сосуд объемом 22,4 л поместили по 0.1 молю CaCO3 и BaCO3 и нагрели
до 1000 К. Определить равновесный состав системы, если известна температурная зависимость констант равновесия Kp в интервале 900-1000 К для процессов:
CaCO3 (sol) = CaO(sol) + CO2 (g):
ln KP = −20489/T + 17, 74
BaCO3 (sol) = BaO(sol) + CO2 (g):
ln KP = −34381/T + 23, 15
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Технолог ликеро-водочного производства по ошибке вместо водки приготовил 1 т 40 мас.
% раствора. Как исправить ошибку?
± Для процесса диссоциации идеального газа A2 *
) 2A выразить в явном виде зависимость
константы равновесия KP от степени диссоциации α, измеряемой в изобарном (а) и изохорном (б) процессах. При каком начальном давлении P0 (A2 ) будет достигаться α = 0.5 в
случаях (а) и (б), если KP = 1 бар?
+ Термодинамический потенциал для моля твердого раствора железо-кремний описывается
выражением G = xF e µoF e + xSi µoSi + RT (xF e ln xF e + xSi ln xSi ) − 167000xF e xSi . Найти выражение для
химических потенциалов отдельных компонентов.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Из 200 г 15 масс.% раствора сахарозы выпарили 50 г воды. Найти состав оставшегося рас-
твора.
± В безветренную погоду при температуре 17 ◦ С наблюдался туман, плотность которого на
высоте 2 м была в два раза меньше, чем у поверхности земли. Оцените диаметр капелек
воды, образовавших туман.
+ Замечено, что в диапазоне температур от 10◦ С до 25◦ С давление насыщенных паров воды
приблизительно следует правилу: “сколько градусов - столько мм рт. ст.”. Оцените теплоту
испарения воды и температуру кипения воды при атмосферном давлении.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Чему равна концентрация [мг/литр] ионов H + в воде при pH = 12?
± В яблоко воткнута медная и стальная проволока, какую разность потенциалов между эти-
ми проволоками покажет вольтметр?
+ «Во время полета давление было десять фунтов; теперь капитан Хэтти спустила его до трех, то есть до
нормального давления на Ганимеде. Ясно, что трех фунтов кислорода вполне достаточно для жизни; на Земле
его, кстати, не больше - остальные двенадцать фунтов приходятся на долю азота. Но когда давление падает
так внезапно, вы начинаете судорожно хватать ртом воздух ...» [Роберт Хайнлайн «Фермер в небе»].
Ганимед — спутник Юпитера, сила тяжести
1/3 земной.
Удастся ли колонистам планеты Ганимед сварить куриное яйцо? Если нет, предложите
свой способ, используя подручные средства. Температура денатурации белка 62 ◦ С.
o
o
o
∆f H298
,кДж/моль S298
, Дж/моль·К Cp,298
, Дж/моль·К
H2 O (ж)
-285,83
69,95
75,3
H2 O (г)
-241,82
188,84
33,6
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Задача №
Общая и физическая химия
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Определить состав смеси CO2 и N H4 , если её масса M = 18г, а объём V = 120 л
± Для урана-235 период полураспада равен 7.13 · 108 лет. За сколько лет содержание урана-235
в образце уменьшится на 10−3 %?
+ В химических циклах переработки плутония используется перевод этого элемента в газо-
образное соединение по реакции с молекулярным фтором при 300 ◦ C:
P uF4 (sol) + F2 (g) = P uF6 (g)
Каков равновесный состав (мол. %) газа после прохождения такой реакции, если общее
давление газа 1 бар, а значение Kp = 26, 6 · 10−4 ? Сколько молей F2 необходимо ввести в
реактор для получения 1 г P uF6 в этих условиях? Атомная масса P u - 244, F - 19.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Растворимость N aCl в воде 34 г на 100 г воды (при н.у.). Рассчитать молярность концен-
трированного раствора соли
± Во сколько раз отличаются концентрации ионов K + по разные стороны клеточной мембра-
ны, если напряжение на мембране равно 80 мВ
+ В межзвездном пространстве летит тело, нагретое до температуры 3000 К. Через 103 сек его
температура составила 300 К. За какое время температура уменьшится еще на порядок?
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Какой объём (при н.у.) хлора можно получить из 1 кг поваренной соли?
± Константа равновесия реакции N2 O4 (g) = 2N O2 (g) при 25o C равна KP = 0.143. Какое давление
установится в сосуде объемом 1 л, в который поместили 10 г N2 O4 при этой температуре
+ В гальваническом элементе при 25o C протекает реакция CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu. Для этой
реакции ∆r Go = −212.72 кДж.
а) Написать полуреакции, протекающие на электродах;
б) Найти ЭДС элемента при концентрациях CCuSO4 = 0, 1 моль/л и CZnSO4 = 0.01 моль/л.
НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Общая и физическая химия
Задача №
2 семестр 2009-10 гг.
∓ Хватит ли 2 кг кислорода, чтобы сжечь 1 кг Li?
± При 1273 К и общем давлении 30 атм. в равновесной смеси CO2 (g) + C(sol) = 2CO(g) содер-
жится 17 об.%CO2 . Сколько процентов CO2 будет содержаться в газе при общем давлении
20 атм? При каком давлении в газе содержится 25% CO2 ?
+ Оценить температуру замерзания водки