Липецкий государственный технический университет Кафедра химии Дисциплина "Физическая химия" Экзаменационный билет

Страница создана Василий Рыбаков
 
ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
           Экзаменационный билет № 1

      1. Уравнения состояния идеального и реальных газов. Уравнение Ван-
дер-Ваальса.
      2. Давление насыщенного пара жидких растворов. Закон Рауля и его
термодинамический вывод. Неидеальные растворы и их свойства. Метод ак-
тивностей. Коэффициенты активности и их определение по парциальным
давлениям компонент.
      3. Различные диаграммы состояния двухкомпонентных систем и их
анализ на основе правила фаз.
      4. Плотность 50% (по массе) раствора этанола в воде при 25°С равна
0.914 г∙см-3. Рассчитайте парциальный мольный объем этанола в этом рас-
творе, если парциальный мольный объем воды равен 17.4 см3∙моль-1.

    Зав. кафедрой химии                        С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
           Экзаменационный билет № 2
      1. Теплота и работы различного рода. Работа расширения для различ-
ных процессов.
      2. Изменение температуры затвердевания различных растворов. Крио-
скопия.
      3. Изотерма Вант-Гоффа. Изменение энергии Гиббса и энергии Гельм-
гольца при химической реакции.
      4. Диаграмма плавкости системы Sn-Zn показана на рис. Определить: 1)
сколько степеней свободы имеет система в точках a, b и c; 2) состав расплава,
начинающего затвердевать при 300° С; 3) сколько цинка выделится из 1 кг
60%-ного расплава, если его охладить до 300° С; 4) сколько эвтектики полу-
чится из 100 г 5%-, 30%- и 80%-ного расплавов.

     Зав. кафедрой химии                           С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
           Экзаменационный билет № 3
      1. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Энтальпия. За-
кон Гесса и его следствия. Стандартные состояния и стандартные теплоты
химических реакций. Теплота сгорания. Теплоты образования.
      2. Термодинамическая классификация растворов. Функции смешения
для идеальных и неидеальных растворов. Предельно разбавленные растворы,
регулярные, строго регулярные растворы и их свойства.
      3. Однокомпонентные системы. Фазовые переходы первого рода. Диа-
грамма состояния серы. Уравнение Клайперона–Клаузиуса и его применение
к различным фазовым переходам первого рода.
      4.При каком равновесном давлении должен находиться PCl5 при 250°С,
чтобы степень его превращения в PCl5 и Cl2 составила 30%? Для реакции
PCl5(газ) = PCl5(газ) + Cl2(газ) при 250° С K0=1,78.

    Зав. кафедрой химии                        С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
           Экзаменационный билет № 4
      1. Второй закон термодинамики и его различные формулировки. Эн-
тропия. Уравнение второго начала термодинамики для обратимых и необра-
тимых процессов. Некомпенсированная теплота Клаузиуса и работа, поте-
рянная в необратимом процессе. Обоснование второго начала термодинами-
ки. Теорема Карно-Клаузиуса.
      2. Осмотические явления. Уравнение Вант-Гоффа, его термодинамиче-
ский вывод и область применимости.
      3. Зависимость констант равновесия химической реакции от темпера-
туры. Уравнения изобары и изохоры реакции, их термодинамический вывод.
      4. По диаграмме плавкости системы As-Pb (рис.) начертить кривые
охлаждения для сплавов, содержащих 0, 30, 60, 98 и 100% Pb и описать про-
цесс охлаждения 60%-ного сплава. Найти на диаграмме точку, изображаю-
щую состояние системы, которая состоит из равных количеств твёрдого мы-
шьяка и жидкого сплава, содержащего 60% свинца. (1 балл)

    Зав. кафедрой химии                         С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
           Экзаменационный билет № 5
      1. Энтропия как функция состояния. Изменение энтропии при различ-
ных процессах. Изменение энтропии изолированных процессов и направле-
ние процесса.
      2. Равновесие жидкость–пар в двухкомпонентных системах. Законы
Гиббса-Коновалова.
      3. Гетерогенные системы. Понятие фазы, компонента, степени свободы.
Правило фаз Гиббса и его вывод.
      4. K0 реакции H2S(газ) + I2(тв) ⇔ 2HI(газ) + S(тв) равна 1,33⋅10-5 при
60° С. Чему равна молярная доля HI в газовой фазе при 60° С и p = 1 атм?

     Зав. кафедрой химии                          С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
           Экзаменационный билет № 6
      1. Фундаментальные уравнения Гиббса. Характеристические функции.
Энергия Гельмгольца, энергия Гиббса и их свойства.
      2. Парциальные мольные величины и их определение из опытных дан-
ных для бинарных систем. Уравнения Гиббса-Дюгема.
      3. Расчеты констант равновесия химических реакций с использованием
таблиц стандартных значений термодинамических функций.
      4. Диаграмма плавкости системы CuCl2–FeCl3 показана на рис.: 1)
начертить и объяснить кривые охлаждения сплавов, содержащих 20, 40 и
60% (мол.) FeCl3; 2) дано 100 г 20%-ного расплава. Сколько CuCl2 выделится
в твёрдом виде при его охлаждении до эвтектической температуры?

    Зав. кафедрой химии                          С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
           Экзаменационный билет № 7
      1. Уравнения Максвелла. Использование уравнений Максвелла для вы-
вода различных термодинамических соотношений.
      2. Разделение веществ путем перегонки. Азеотропные смеси и их свой-
ства. Правила Вревского.
      3. Явления адсорбции. Адсорбент. Адсорбат. Виды адсорбции. Моно-
молекулярная и полимолекулярная адсорбция. Изотермы и изобары адсорб-
ции.
      4. Рассчитайте энтальпию образования N2O5(г) при Т = 298 К на осно-
вании следующих данных:
                                 0
     2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г), ∆H 1 = –114,2 кДж⋅моль-1,
                                    0
     4NO2(г) + O2(г) = 2N2O5(г), ∆H 2 = –110,2 кДж⋅моль-1,
                                0
     N2(г) + O2(г) = 2NO(г), ∆H 3 = 182,6 кДж⋅моль-1.

    Зав. кафедрой химии                                 С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
           Экзаменационный билет № 8
     1. Условия равновесия и критерии самопроизвольного протекания про-
цессов, выраженные через характеристические функции.
     2. Растворимость твёрдых веществ. Вывод уравнения Шредера для иде-
альных и реальных условий.
     3. Капиллярные явления. Уравнение Лапласа-Юнга. Уравнение Томсо-
на-Кельвина.
     4. По диаграмме плавкости системы As-Pb (рис.) начертить кривые
охлаждения для сплавов, содержащих 0, 30, 60, 98 и 100% Pb и описать про-
цесс охлаждения 60%-ного сплава. Найти на диаграмме точку, изображаю-
щую состояние системы, которая состоит из равных количеств твёрдого мы-
шьяка и жидкого сплава, содержащего 60% свинца. (1 балл)

    Зав. кафедрой химии                         С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
           Экзаменационный билет № 9
      1. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Формула
Кирхгофа. Зависимость теплоемкости от температуры и расчеты тепловых
эффектов реакций.
      2. Уравнение Ленгмюра, его термодинамический вывод и условия при-
менимости.
      3. Химические потенциалы, их определение, вычисление и свойства.
Химический потенциал идеального и неидеального газов. Метод летучести
Льюиса.
      4. Рассчитайте растворимость нафталина в бензоле при 25°С, считая,
что образуется идеальный раствор. Энтальпия плавления нафталина при тем-
пературе его плавления (80.0°С) равна 19.29 кДж⋅моль-1.

    Зав. кафедрой химии                        С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
          Экзаменационный билет № 10
      1. Второй закон термодинамики и его различные формулировки. Эн-
тропия. Абсолютная температура.
      2. Неидеальные растворы и их свойства. Метод активностей. Коэффи-
циенты активности и их определение по парциальным давлениям компонент.
      3. Системы, образующие твердые растворы, и химические соединения с
конгруэнтной и неконгруэнтной точкой плавления. Эвтектическая и перитек-
тическая точки. Трехкомпонентные системы. Треугольник Гиббса. Диаграм-
мы плавкости трехкомпонентных систем.
      4. В объёме 0,001 м3 находятся 0,99 г фосгена при 873 К. Общее давле-
ние равно 1,377⋅105 Па. Определить степень диссоциации, константу равно-
весия Kc реакции COCl2 ⇔ CO + Cl2, и подсчитать, сколько граммов CO надо
ввести в данный объём, чтобы степень диссоциации фосгена понизилась до
10%.

    Зав. кафедрой химии                          С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
          Экзаменационный билет № 11
      1. Условия равновесия и критерии самопроизвольного протекания про-
цессов, выраженные через характеристические функции.
      2. Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клайперона-Клаузиуса
и его применение к различным фазовым переходам первого рода.
      3. Изотерма Вант-Гоффа. Расчеты выхода продуктов химических реак-
ций различных типов.
      4. Смешаны 2⋅10-3 м3 гелия и 2⋅10-3 м3 аргона при 300 К и 1,01⋅105 Па;
после изотермического смешения полученная газовая смесь нагрета до 600 К
при постоянном объёме. Вычислите общее возрастание энтропии, учитывая,
что CV=12,6 Дж/(моль⋅К) и не зависит от температуры.

     Зав. кафедрой химии                          С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
          Экзаменационный билет № 12
      1. Термодинамические переменные. Температура. Интенсивные и экс-
тенсивные величины. Обратимые и необратимые процессы. Теплоемкости и
их свойства. Уравнения состояния. Уравнение состояния идеального газа, га-
за Ван-дер-Ваальса.
      2. Химический потенциал идеального и неидеального газов. Метод ле-
тучести Льюиса. Различные методы вычисления летучести из опытных дан-
ных.
      3. Зависимость констант равновесия от температуры. Уравнения изоба-
ры и изохоры реакции, их термодинамический вывод.
      4. На основании характерных точек кривых охлаждения вычертить
диаграмму состав – температура плавления для системы медь – никель:

     Ni, вес, %     0       20       40      60      80      100
     Т начала кри- 1373     1467     1554    1627    1683    1728
     сталлизации, К
     Т конца кри- 1373      1406     1467    1543    1629    1728
     сталлизации, К

      На диаграмме обозначить точками: а – чистую твердую .медь в равно-
весии с расплавом меди; б – жидкий плав, содержащий 45% Ni в равновесии
с твердым раствором; в – твердый раствор, содержащий 65% Ni в равновесии
с жидким плавом; г – жидкий плав, содержащий 50% Ni при температуре
1670 К. Определить для системы, содержащей 30% Ni: 1) температуру начала
кристаллизации; 2) состав первого кристалла твердого раствора; 3) количе-
ство Ni в жидком и твердом состоянии при охлаждении 0,24 кг этой системы
до 1470 К; 4) температуру затвердевания последней капли жидкости; 5) со-
став последней капли жидкости.

    Зав. кафедрой химии                          С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
          Экзаменационный билет № 13
      1. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнения изо-
бары и изохоры реакции, их термодинамический вывод.
      2. Мольные и парциальные мольные величины. Уравнение Гиббса –
Дюгема.
      3. Однокомпонентные системы. Диаграммы состояния воды, серы,
фосфора и углерода.
      4. По диаграмме плавкости системы Be-Si (рис.) определить: 1) какая
часть 20%-ного расплава останется в жидком состоянии при охлаждении его
до 1150° С; 2) сколько жидкости образуется при нагревании 40 г 90% –ного
сплава до 1200° С. (1 балл)

    Зав. кафедрой химии                         С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
          Экзаменационный билет № 14
      1. Уравнение Гиббса – Гельмгольца и его роль в химии. Работа и теп-
лота химического процесса. Химические потенциалы, их определение, вы-
числение и свойства. Равновесие в поле внешних сил. Полные потенциалы.
      2. Поверхностное натяжение. Правило Юнга.
      3. Различные виды констант равновесия и связь между ними. Химиче-
ская переменная. Химическое равновесие в идеальных и неидеальных систе-
мах. Термодинамический вывод закона действия масс.
      4. Упругость диссоциации закиси железа при 1000 K равна 1,9⋅10-18
                        0
мм.рт.ст. Определить ∆G1000 для реакции 2Fe + O2 ⇔ 2FeO и ∆G1000 для той же
реакции при условии, что окисление происходит на воздухе.

    Зав. кафедрой химии                          С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
          Экзаменационный билет № 15
      1. Теплота сгорания. Теплоты образования. Зависимость теплового эф-
фекта реакции от температуры (уравнение Кирхгоффа). Зависимость тепло-
емкости от температуры и расчеты тепловых эффектов реакций.
      2. Изменение температуры затвердевания различных растворов. Крио-
скопический метод. Эбуллиоскопия.
      3. Равновесие жидкость – пар в двухкомпонентных системах. Различ-
ные виды диаграмм состояния. Законы Гиббса – Коновалова.
      4. 500 г 80%-ного расплава (рис.) охлаждены до 1200° С. Как изменится
состояние сплава, если к нему добавить: 50, 100 и 200 г алюминия? Опреде-
лить вес и состав фаз, на которые распадается система после каждой добавки.
(1 балл)

    Зав. кафедрой химии                          С.Н. Салтыков
Липецкий государственный технический университет
                 Кафедра химии
        Дисциплина «Физическая химия»
          Экзаменационный билет № 16
      1. Энергия Гельмгольца, энергия Гиббса и их свойства. Уравнения
Максвелла. Использование уравнений Максвелла для вывода различных тер-
модинамических соотношений.
      2. Парциальные мольные величины и их определение из опытных дан-
ных для бинарных систем. Уравнения Гиббса-Дюгема.
      3. Фазовые диаграммы двухкомпонентной системы.
      4. Упругость диссоциации PbO при 600 K равна 9,4⋅10-31 атм, а при 800
K 2,3⋅10-21 атм. Определить температуру, при которой оксид свинца будет
разлагаться на воздухе.

    Зав. кафедрой химии                          С.Н. Салтыков
Вы также можете почитать