Тематические планы лекций, практических занятий, экзаменационные вопросы, примеры тестов тематические планы лекций по общей химии на 1 семестр ( 2-х часовые) Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования

Решение:

При растворении безводной соли происходит её гидратация и последующее её растворение кристаллогидрата в воде. Эти процессы могут быть выражены с помощью треугольника Гесса и следующих термодинамических уравнений:

Na2SO4(к) + 10H3O(ж) = Na2SO4 . 10H3O(к); ∆H2 =?

Na2SO4 . 10H3O(к) + H3O(ж) = Na2SO4(р-р); ∆H3 = +78,6 кДж/моль;

Na2SO4(к) + H3O(ж) = Na2SO4(р-р); ∆H4 = -23 кДж/моль

Na2SO4 . 10H3O(к)

∆H2 ∆H3

Na2SO4(к) ∆H4 Na2SO4(р-р);

В соответствии с законом Гесса энтальпия процесса растворения безводной соли (∆H4) равна сумме энтальпии гидратации безводной соли до кристаллогидрата (∆H2) и энтальпии растворения кристаллогидрата (∆H3): ∆H4 = ∆H2 + ∆H3.

∆H2 = ∆H4 - ∆H3 = -2,3 – 78,6 = -80,9 кДж/моль.

Ответ: энтальпия гидратации сульфата натрия –80,9 кДж/моль.

При растворении 10 г хлорида аммония в 233 г воды температура понизилась на 2,80С. Определить тепловой эффект растворения соли, если удельная теплоемкость раствора 4,18 Дж/г град.

Решение:

∆H р-ния = +- Q/n, Cp=Q/m·∆Т

Где Q – количество теплоты, выделяющейся или поглощающейся при растворении соли;

n – количество растворяемого вещества.

Q = c  m(р-ра)  ∆t,

Где с – удельная теплоемкость, 4,18 Дж/г . град;

∆t – изменение температуры раствора при растворении соли.

n= m/M.

Так как температура раствора понизилась, ∆Н р-ния > 0;

∆H р-ния = + c  mр-ра  ∆t  M / mсоли =

= 4,18 Дж/г  град  243 г  2,8 град  53,5 г/моль /10 г = 15216 Дж/моль = 15,216 кДж/моль.

Ответ: при растворении соли поглотилось 15,216 кДж/моль теплоты.

Рассчитайте тепловой эффект реакции получения газообразного хлороформа при температуре 600К

СН4(г) + 3Сl2(г) = СНСl3(г) + 3НСl(г),

1 2 3 4

если известны стандартные теплоты образования и средние теплоёмкости участников реакции.

Участники реакции ………………….1 2 3 4

H0298, кДж/моль…………………...-75,9 0 -100,4 -92,3

Ср, Дж/(моль . К)…………………17,5 36,7 81,4 26,5

Решение:

∆Н298 х.р., =-100,4-3*(-92,3)-(-74,9)= - 306,4 кДж. моль= - 306,4*103 Дж/моль

∆Ср = 3*26,5 + 81,4 – (17,5 + 3 * 36,7) = 33,3Дж/моль·К

∆Нх.р.,600 = -306,4 * 103 + 33,3 * (600 - 298) = -20544 Дж/моль = -20,5кДж/моль

Рассчитать константу равновесия реакции окисления этанола в уксусный альдегид при 310 к.

Решение:

G0р-ции= - 2,303RTlnКравн;

G0р-ции= G0прод.ре-ции -  G0исх.в-в;

G0(С2Н5ОН)= -174 кДж/моль

G0(СН3СОН)= -139,5 кДж/моль

G0(Н2О)=- - 237 кДж/моль

С2Н5ОН(ж) +1/2О2  СН3СНО(р-р) +Н2О(ж) ;

G0р-ции=-139,5+(-237)--174= - 202,5 кДж/моль

lgKравн=G0р-ции/2,3RT; lgKравн = - 202,5103 Дж/моль/(-2,303  8,31 Дж/моль  310 К)=34,2  34

Ответ: Kравн=1034,так как Kравн103, реакция практически необратима

Определить направление протекания реакции:Н2(Г)+I2(г) 2НI(Г) при 298 К и С(Н2)=С(I2)=0,01 моль/л; с(НI)=1,0 моль/л. K равн=2

Решение:

G0р-ции=RTlnC2(HI)/(c(H3)c(I2))-ln Kравн)- уравнение изотермы Вант - Гоффа;

G0р-ции=8,31298(ln 12/(0,010,01)-ln 2)=21091 Дж/моль=21,091 кДж/моль.

Ответ: G0р-ции0, поэтому реакция в прямом направлении не может идти самопроизвольно.

Вычислить константу равновесия образования метилового спирта СО(Г)+2Н2(Г)СН3ОН(Г), при стандартных условиях (с.у.) сделать заключение о практической обратимости реакции.

Решение:

Н0обр(СО) = -110 кДж/моль;

Н0обр(СН3ОН)= -239 кДж/моль;

Н0обр(Н2)= 0 кДж/моль;

S0обр(СО)=+198 Дж/мольК;

S0обр(СН3ОН)= +127 Дж/мольК;

S0обр(Н2)=+131 Дж/мольК;

Нр-ции=Н0обр(СН3ОН)- Н0обр(СО)+2Н0обр(Н2)= -239-(-110+0)=

= -129000 Дж/моль;

S0 р-ции= S0обр(СН3ОН)- S0обр(СО)+2 S0обр(Н2)=+127-198+2*131=

= -333 Дж/мольК.

G0р-ции=Н0-TS0= -129000-298(-333)= -29766 Дж/моль

ln Кравн= -G/RT= 29766/(8,31298)=12

Кравн= e12 = 1,65105

Ответ: Кравн= 1,65105, так как К103,то реакция при с.у. практически необратима

Во сколько раз изменится скорость прямой реакции 2CO(г) + O2(г) 2СО2(г) а)при повышении концентрации СО в 3 раза?

б) если уменьшить объем системы в 3 раза?

в) если увеличить давление в 2 раза?

а) v1= KC2(CO)C(O2) ;

v2= K(3C)2(CO)C(O2) ;

v2/v1=9.

Ответ: увеличится в 9 раз.

б)v1= KC2 (CO)C (O2) ;

v2= K(3C)2(CO)3C(O2) = 27КС2(СО)С(О2) ;

v2/v1=27.

Ответ: увеличится в 27 раз.

в) v1= KC2(CO)C(O2) ;

v2= K(2C)2(CO)2C(O2) = 8КС2(СО)С(О2) ;

v2/v1=8.

Ответ: увеличится в 8 раз.

Во сколько раз следует увеличить давление в системе 2SO2 + O2 2SO3, чтобы скорость прямого процесса возросла в 27 раз?

Решение:

v

=

2Kx2C2(SO2)xC(O2)

v1 KC2(SO2)C(O2)

v2 / v1 = x3;

x3 = 27 ;

x = 3.

Ответ: следует увеличить давление в 3 раза.

Константа скорости распада пенициллина при 360С равна 610-6 сек -1, а при 410С она равна 1,210-5 сек -1. Вычислить температурный коэффициент реакции ().

Решение:

К2 = К1(t1-t2)/10 

(41-36)/10 = K2/K1 = (1,210-5)/(0,610-6) = 2;

1/2 = 2   = 4.

Ответ:  = 4.

Температурный коэффициент скорости реакции равен 2,8. Во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 20 до 750С?

t = 75 - 20 = 550C ;

v2/v1 = t / 10 = 2,8  55/10 = 2,8  5,5  287,98,

т.к. lg(v2/v1) = lg 2,8  5,5 = 5,5 lg 2,8 = 5,50,447 = 2,458,

откуда v2/v1 = 287,98, т.е. скорость возрастет в 288 раз.

Ответ: скорость возрастет в 288 раз.

Константа скорости реакции (СН3СО)2О + Н2О 2 СН3СООН при температуре 150С равна 0,0454 мин-1. Исходная концентрация (СН3СО)2О равна 0,5 мольл-1. Чему будет равна скорость реакции в тот момент, когда концентрация СН3СООН станет равной 0,1 мольл-1?

Решение:

v = KC((CH4CO)2O) ;

из уравнения реакции n((CH4CO)2O) : n(CH4COOH) = 1 : 2, следовательно,

если С(СН3СООН) = 0,1 мольл-1, то С (CH4CO)2O) = 0,05 мольл-1.

А т.к. Сисх((CH4CO)2O) = 0,5 мольл-1

С (CH4CO)2O) = 0,5 - 0,05 = 0,45 мольл-1.

v = KС (CH4CO)2O) = 0,04540,45 = 0,0204 мольл-1мин-1.

Ответ: в этот момент скорость реакции равна 0,0204 мольл-1мин-1.

Во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей при 298 К, если энергию активации Еа уменьшить на 4 кДж/моль?

Решение:

1)Используя уравнение Аррениуса находим отношение констант скоростей реакции . == еЕа1–Еа2

2)Логарифмируем полученное выражение:

3) ln= ; ln= =1,61

Находим отношение констант: =5,03

Ответ: скорость реакции увеличится в 5 раз.

Вычислить температурный коэффициент (γ) константы скорости реакции разложения Н2О2 в температурном интервале 250С–550С при

Еа=75,4 кДж*моль-1.

Решение:

1) Используя уравнение Аррениуса находим отношение .

==

2)Логарифмируем полученное выражение:

ln=(1/Т1–Т2) или ln =

3) Находим логарифм

ln= =1,211

4) Находим отношение .

= 101,211=16,2

5)Используя закон Вант-Гоффа, находим γ.

; γ3=16,2; γ==2,53

Ответ: γ=2,53

При лечении онкологических заболеваний в опухоль вводят препарат, содержащий радионуклидиридий– 192. Рассчитайте, какая часть введённого радионуклида останется в опухоли через 10 суток, если период полупревращения равен 74,08 суток.

Решение:

1) Т.к. реакция 1–го порядка, то период полупревращения рассчитывается по формуле: 0,5=

2) Находим константу скорости К=ln2/0.5 = =9,3510-3сут.-1

3) По кинетическому уравнению первого порядка (логарифмическая форма) находим ln

lnС=lnC0–Кt  lnC–lnC0=-Кt  ln=-Кt 

ln= - 9,3510-3сут-110суток=-9,3510-2

4.Находим ==0,91, т.е. 91%

Ответ: 91% введённого радионуклида останется в опухоли через 10 суток.

Какая доля (%) новокаина разложиться за 10 суток его хранения при 293 К, если константа скорости гидролиза новокаина при 313К равна 1*10-5сут.-1, а энергия активации (Еа) реакции равна 55,2 кДж/моль.

Решение:

1) По уравнению Аррениуса находим отношение

а)

б) Логарифмируем полученное выражение

ln

в) Приводим к общему знаменателю для удобства расчётов

ln=

ln

2) Находим константу скорости реакции первого порядка К1

3) По кинетическому уравнению первого порядка находим отношение С/С0

С=С0 е-Kt ; е-Kt = е-2,3510-6сут  10сут =0,99998 – осталось препарата неразложившегося.

4) Находим долю новокаина, разложившегося за 10 суток

W== 1-1-0,99998= 2 10-5 или 2*10-3 %

Ответ:Новокаин практически не разлагается за 10 суток хранения при 293К.

Периоды полупревращения денатурации некоторого вируса равны: при 300С – 5 часов, а при 370С – 1,76 10-2часов. Денатурация описывается кинетическим уравнением первого порядка. Вычислите энергию активации процесса.

Решение:

1) Известно, что для реакций первого порядка значение константы К обратно пропорционально t0,5 , t0,5= ,поэтому уравнение Аррениуса для двух температур можно представить следующим образом:

ln τ1(0,5)/ τ2 (0,5) = (вывод см. задача №4)

2) Преобразуем это выражение относительно Еа.

Еа= Ln τ1 (0,5)/τ2 (0,5)

3) Подставив в это выражение известные по условию задачи величины, получим

Еа= 630 213 Дж  моль-1 =

=630,2кДж  моль-1

Ответ: Еа= 630,2кДж  моль-1

ВАриант I

  1. Ответить письменно на вопросы:

  1. Теплоемкость. Уравнение Кирхгофа.

  2. Химическая кинетика. Основные понятия. Закон действующих масс. Зависимость скорости реакции от температуры (закон Вант-Гоффа).

  3. Фазовые превращения: испарение, сублимация, плавление. Однокомпонентные системы. Диаграмма состояния воды.

2. Решить задачи:

Задача № 1. Теплота растворения NH5NO3 равна 26,78 кДж/моль. Рассчитать на сколько градусов понизится температура при растворении 20 г NH5NO3 в 180 г воды, если удельная теплоёмкость получившегося раствора равна 3,77 Дж/г ∙ К.

Задача №2. Определить направление протекания реакции: Н2 (г) + I2 (г)  2 НI (г) при 298 К и С(Н2)=С(I2)=0,01 моль/л. Кс=2.

Задача №3. Оцените, во сколько раз возрастёт скорость реакции разложения угольной кислоты при 310 К, если в присутствии катализатора карбогидразы энергия активации равна 49 кДж/моль, а без катализатора энергия активации равна 86 кДж/моль.

Задача №4. Какие из ниже перечисленных факторов приведут к смещению равновесия реакции влево?

2SO2 (г) + O2 (г) = 2SO3 (г), ∆Hр = -196,6 кДж

А)уменьшение реакционного объёма

Б) повышение температуры

В) увеличение реакционного объёма

Г) понижение температуры

Д) увеличение концентрации SO2

Е) увеличение концентрации О2

Вариант II

  1. Ответить письменно на вопросы:

  1. Энтальпия. Теплоты нейтрализации, растворения, гидратации.

  2. Теория активных бинарных столкновений. Понятие энергии активации. Уравнения Аррениуса.

  3. Фаза. Составляющие вещества. Компоненты. Число компонентов и число

степеней свободы.

  1. Решить задачи:

Задача № 1. При растворении 1 моль H3SO4 в 800 г воды температура повысилась на 22,4 К. Определить энтальпию растворения H3SO4, принимая удельную теплоемкость раствора равной 3,76 Дж/(г  К).

Задача №2. Константа равновесия для реакции Н2 + I2  2НI при температуре 444С равна приблизительно 0,02. Будет ли происходить образование иодоводорода в газовой смеси, состоящей из Н2, I2 и НI, если концентрации этих веществ имеют следующие значения: С (Н2) =2 моль/ л, С(I2 ) =5 моль/л и С(НI) = 10 моль/л.

Задача №3. Константа скорости гидролиза аспирина при 250С составляет: 0,001 ч-1 ( при рН 2,5), и 10 сут-1 (при рН = 11). Рассчитайте период полупревращения реакции гидролиза аспирина при этих рН.

Задача №4. Какие из ниже перечисленных факторов приведут к смещению равновесия реакции вправо?

N2 (г) + O2 (г)  2NO (г), ∆Hр = 180,7 кДж

а) уменьшение концентрации О2 и N2

б) увеличение концентрации N2 и O2

в) уменьшение концентрации NO

г) применение катализатора

д) повышение давления

е) понижение температуры

ж) повышение температуры

  1. Тематические планы лекций, практических занятий, экзаменационные вопросы, примеры тестов тематические планы лекций по общей химии на 1 семестр ( 2-х часовые) Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования (1)

    Экзаменационные вопросы
    1. Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования. Термодинамика. Химическая термодинамика как теоретическая основа биоэнергетики.
  2. Тематические планы лекций, практических занятий, экзаменационные вопросы, примеры тестов тематические планы лекций по общей химии на 1 семестр ( 2-х часовые) Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования (2)

    Экзаменационные вопросы
    Химический потенциал. Термодинамические условия равновесия. Критерии и направления самопроизвольных процессов. Термодинамики химического равновесия. Уравнение изотермы химической реакции.
  3. Тематические планы лекций, практических занятий, экзаменационные вопросы, примеры тестов тематические планы лекций по общей химии на 1 семестр ( 2-х часовые) Предмет и задачи химии. Химические дисциплины в системе медицинского образования (4)

    Экзаменационные вопросы
    Химический потенциал.Термодинамические условия равновесия. Критерии и направления самопроизвольных процессов. Термодинамики химического равновесия. Уравнение изотермы химической реакции.
  4. Задачи профессиональной деятельности выпускника 3 Компетенции выпускника, формируемые в результате освоения ооп впо 4 Документы, регламентирующие содержание и организацию образовательного процесса при реализации ооп впо

    Регламент
    1.2 Общая характеристика вузовской основной образовательной программы высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности).
  5. Рабочая программа по Клинической фармакологии и фармакотерапии для специальности 040500 фармация квалификация специалиста провизор (заочная форма обучения) (2)

    Рабочая программа
    Рабочая программа составлена на основании Программы по клинической фармакологии для студентов фармацевтических вузов и фармацевтических факультетов медицинских вузов Всероссийского учебно–научно-методического Центра по непрерывному
  6. Книга предназначена для студентов, магистрантов, докторантов, преподавателей, руководителей высшей школы, сотрудников научных организаций и работников народного образования

    Книга
    Основы кредитной системы обучения в Казахстане/С.Б. Абдыгаппарова, Г.К. Ахметова, С.Р. Ибатуллин, А.А. Кусаинов, Б.А. Мырзалиев, С.М. Омирбаев; Под общ.
  7. В. И. Ильинича Рекомендовано Министерством общего и профессионального

    Документ
    Материал учебника позволяет систематизировать и углубить знания по основам теории и методики физического воспитания, необходимые при изучении теоретической части программы учебной дисциплины «Физическая культура».
  8. Московский комитет образования (2)

    Документ
    Данный сборник, представляющий собой третий выпуск, подготов­лен коллективом лаборатории "Московская гимназия" при Московской городской педагогической гимназии-лаборатории № 1505.
  9. Учебно-методический комплекс дисциплины Бийск бпгу имени В. М. Шукшина (8)

    Учебно-методический комплекс
    Д Материаловедение и технология конструкционных материалов [Текст] : Учебно-методический комплекс дисциплины / Сост.:Н.Р.Файзуллина; Бийский пед. гос.

Другие похожие документы..