№ 1 (Вариант 4). Определены волновые числа основного тона <![if !vml]><![endif]>и первого обертона <![if !vml]><![endif]> для молекулы HI: <![if !vml]><![endif]> <![if !vml]><![endif]> Определите положение (в м-1) трех первых линий поглощения, колебательную энергию молекул на трех квантовых уровнях и их относительную заселенность при Т = 500 К.
Рассчитайте границу колебательного спектра (волновое число последней полосы).
Какому переходу она соответствует и в какой области спектра она наблюдалась бы?
Решение
Энергетическое расстояние между линиями поглощения в начале серии определяется из соотношения
<![if !vml]><![endif]>
Колебания ядер описывают с помощью модели гармонического осциллятора, в котором уровни энергии линейно зависят от колебательного квантового числа: <![if !vml]><![endif]>где <![if !vml]><![endif]>- частота колебаний (в см-1)
Для колебательных уровней gi=1, <![if !vml]><![endif]>
Молекулярные суммы по состояниям для отдельных видов движения можно использовать для расчета абсолютных и относительных заселенностей отдельных энергетических уровней по закону распределения Больцмана:
<![if !vml]><![endif]>
<![if !vml]><![endif]>
№ 2 (Вариант № 7).Определите долю молекул газообразного HF при 500К на 5 уровнях колебательной энергии.
Решение
Молекулярные суммы по состояниям для отдельных видов движения можно использовать для расчета абсолютных и относительных заселенностей отдельных энергетических уровней по закону распределения Больцмана:
<![if !vml]><![endif]>
Для колебательных уровней gi=1, <![if !vml]><![endif]>
В таком случае
<![if !vml]><![endif]>
№ 3 (Вариант № 7). Константа диссоциации муравьиной кислоты в водном растворе при 298 К равна 1,734×10-4 , а при 308 К равна 1,709×10-4. Рассчитайте значение рК при 291 К.
Решение
Величина pK определяется как отрицательный десятичный логарифм константы диссоциации:
<![if !vml]><![endif]>
Для нахождения константы диссоциации при требуемом условии необходимо воспользоваться дифференцированием и последующим интегрированием выражения
<![if !vml]><![endif]>
где R – универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/ (моль×К),
ΔН – тепловой эффект процесса, Дж/моль,
Т – температура, К.
Логарифмируя данное выражение, получим
<![if !vml]><![endif]>
Для двух заданных значений температуры и константы диссоциации
<![if !vml]><![endif]>
Решив данную систему, получаем
ΔН = - 1108, С = - 9,1, т.е.
<![if !vml]><![endif]>
Тогда для заданного значения температуры 291 К
<![if !vml]><![endif]>
№ 4 (Вариант № 7). С использованием моста Уитстона, схема которого приведена ниже измерено сопротивление двух водных растворов при 25°С.
<![if !vml]><![endif]>
Для раствора одноосновной кислоты с концентрацией 0,0156М минимальный сигнал на нуль-индикаторе (на схеме обозначен НИ) наблюдался при положении движка реохорда, когда ab = 346мм (длина реохорда ас = 1м) и сопротивлении R, равном 500 Ом. Для раствора KCl с концентрацией 0,01М минимальный сигнал на НИ наблюдался при ab = 647мм и сопротивлении R = 50 Ом. Определите молярную электропроводность раствора кислоты.
Решение
<![if !vml]><![endif]>
Из данных для раствора KCl получим k
<![if !vml]><![endif]>
№ 5 (Вариант № 7). Число переноса в водном растворе KNO3 при 25°С зависит от концентрации следующим образом:
|
С, М |
0,01 |
0,02 |
0,05 |
0,1 |
|
t |
0,4916 |
0,4913 |
0,4907 |
0,4897 |
Определите энергию переноса катиона в бесконечно разбавленном растворе.
Решение
На основании исходной таблицы построим зависимость числа переноса катионов (t+=1-t-) от концентрации.
|
C,M |
t- |
t+ |
|
0,01 |
0,4916 |
0,5084 |
|
0,02 |
0,4913 |
0,5087 |
|
0,05 |
0,4907 |
0,5093 |
|
0,1 |
0,4897 |
0,5103 |
Графически это можно представить следующим образом
<![if !vml]><![endif]>
В бесконечно разбавленном растворе энергия переноса катиона t+=0,5082.
№ 6 (Вариант № 7). При 298 К для водных растворов с высокой ионной силой средние ионные коэффициенты определяются по уравнению
<![if !vml]><![endif]>
где I – ионная сила раствора, d0 – средний эффективный диаметр иона. Пользуясь значениями <![if !vml]><![endif]>KCl в водном растворе при концентрации 0.5, 1.0, 2.0 и 3.0 определите d0.
Решение
Ионная сила раствора KCl определяется из соотношения
<![if !vml]><![endif]>
Тогда из предыдущей формулы
<![if !vml]><![endif]>
При заданных значениях концентрации и справочными данными о величине <![if !vml]><![endif]>, получаем
<![if !vml]><![endif]>
№ 7 (Вариант № 6). Для элемента Ag, AgCl / HCl(aq) (С1) / HCl(aq) (С2) / Ag, AgCl при 298К и концентрации С1=0,01 моль/л и С2=0,02 моль/л измеренная ЭДС оказалась равной 29 мВ. Определите числа переноса и подвижности ионов
Решение
В общем случае электродвижущая сила (ЭДС) элемента равна разности потенциалов правого и левого электродов и определяется по формуле:
<![if !vml]><![endif]>
где n – число электронов, участвующих в полуреакции;
R – универсальная газовая постоянная;
T – абсолютная температура;
F – постоянная Фарадея;
t- – число переноса аниона.
Из этой формулы число переноса будет равно
<![if !vml]><![endif]>
Принимая во внимание взаимную зависимость <![if !vml]><![endif]>
<![if !vml]><![endif]>
Подвижность ионов определяется из соотношения
<![if !vml]><![endif]>
8. (Вариант № 6). В газофазной реакции <![if !vml]><![endif]>скорость образования NO равна 1,6×10-4моль/(л×с). Чему равна скорость реакции и скорость расходования NOBr?
Решение
Скоростьобразования NO равна
<![if !vml]><![endif]>
Скорость реакции равна
<![if !vml]><![endif]>
Скорость расходования NOBr равна
<![if !vml]><![endif]>
№ 9 (Вариант № 4). Реакция первого порядка <![if !vml]><![endif]>протекает в газовой фазе. Начальное давление равно р0 (В отсутствует). Определите зависимость общего давления от времени. Через какое время давление увеличится в 1,5 раза по сравнению с первоначальным? Сколько процентов от исходного вещества прореагирует к этому времени?
Решение
Зависимость давления вещества А от времени можно определить из соотношения
<![if !vml]><![endif]>
При этом общее давление в системе <![if !vml]><![endif]>, а с учетом характера реакции
<![if !vml]><![endif]>
Для нахождения времени, через которое давление увеличится в 1,5 раза по сравнению с первоначальным, воспользуемся полученной зависимостью
<![if !vml]><![endif]>
<![if !vml]><![endif]> - время, за которое давление увеличивается в 1,5 раза
При этом в системе прореагирует
То есть
<![if !vml]><![endif]>исходного вещества
№ 10 (Вариант № 4). В газофазной реакции <![if !vml]><![endif]>скорость измерялась при различных парциальных давлениях реагентов при 300К. Получили следующие данные:
|
№ опыта |
РА, мм рт. ст. |
РВ, мм рт. ст. |
W, моль/(л×с) |
|
1 |
4,0 |
15,0 |
2,59×10-7 |
|
2 |
9,0 |
12,0 |
1,05×10-6 |
|
3 |
13,0 |
9,0 |
1,64×10-6 |
Определите порядки реакции по веществам А и В.
Решение
Преобразуя исходные данные
|
№ опыта |
РА, мм рт. ст. |
РА, Па |
РВ, мм рт. ст. |
РВ, Па |
W, моль/(л×с) |
|
1 |
4,0 |
533,288 |
15,0 |
1999,83 |
2,59×10-7 |
|
2 |
9,0 |
1199,898 |
12,0 |
1599,864 |
1,05×10-6 |
|
3 |
13,0 |
1733,186 |
9,0 |
1199,898 |
1,64×10-6 |
Общий метод определения порядка реакции основан на законе действующих масс: <![if !vml]><![endif]>.Представим, что вещество B находится в большом избытке, и его концентрация мало меняется в ходе реакции. Тогда порядок реакции по веществу A можно определить, измерив скорость реакции при двух концентрациях A. Записывая уравнение для двух моментов времени в логарифмической форме и вычитая одно выражение из другого, найдем порядок x:
<![if !vml]><![endif]>
Тогда
<![if !vml]><![endif]>
Второй порядок по A, первый – по В.
№ 11 (Вариант № 3). Энергия активации некоторой реакции в 1,5 раза больше, чем энергия активации другой реакции. При нагревании от Т1 до Т2 константа скорости второй реакции увеличилась в а раз. Во сколько раз увеличилась константа скорости первой реакции при нагревании от Т1 до Т2?
Решение
На основании уравнения Аррениуса константа скорости равна
<![if !vml]><![endif]>
При этом известно, что <![if !vml]><![endif]>
Тогда
<![if !vml]><![endif]>
№ 12 (Вариант № 6). Дана кинетическая схема дегидрирования этана:
<![if !vml]><![endif]>
Используя приближение стационарных концентраций, получите выражение для скорости образования этилена.
Решение
Скорость образования этилена равна
<![if !vml]><![endif]>,
найдем концентрацию неустойчивого вещества <![if !vml]><![endif]>
<![if !vml]><![endif]>
№ 13 (Вариант № 7). Изомеризация диизопропилового эфира в аллилацетон в газовой фазе представляет реакцию первого порядка, константа скорости которой (в с-1) зависит от температуры следующим образом: <![if !vml]><![endif]>. Используя теорию активированного комплекса, рассчитайте энтальпию и энтропию активации при температуре 4000С.
Решение
Константа скорости реакции в теории активированного комплекса имеет вид:
<![if !vml]><![endif]>.
Тогда сравнив данное в условии уравнение константы скорости <![if !vml]><![endif]>получим, что
<![if !vml]><![endif]>
Откуда
<![if !vml]><![endif]>
<![if !vml]><![endif]>
%MCEPASTEBIN%