4 ) = 1 2 ( ) = mol kg (10 bodů) Napište reakci, která probíhá na elektrodě Ag 2 SO 4 /Ag/SO 2.

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "4 ) = 1 2 (12 0.002 + 2 2 0.001) = 0.003 mol kg 1. 2. (10 bodů) Napište reakci, která probíhá na elektrodě Ag 2 SO 4 /Ag/SO 2."

Břetislav Tichý
před 9 lety
Počet zobrazení:

1 VERZE S ŘEŠENÍM Zkouškový test z fyzikální chemie II 0. června 006 VZOR/1 body obtížnost 1. (10 bodů) Vypočtěte iontovou sílu roztoku, který vznikne rozpuštěním mol H SO 1 v kilogramu vody. Předpokládejte úplnou disociaci do druhého stupně. Řešení: I = 1 z i m i = 1 (1 m H + + m SO ) = 1 ( ) = 0.00 mol kg 1. (10 bodů) Napište reakci, která probíhá na elektrodě Ag SO /Ag/SO, je-li v galvanickém článku zapojena jako katoda (5 b.). Řešení: Ag SO (s) + e Ag(s) + SO (aq) Dále uveďte, na koncentraci jakých iontů je elektroda citlivá (5 b.): a Ag + 0 b SO a Ag + 5 c SO d H +. (10 bodů) Který z uvedených plynů má největší konstantu b Redlichovy-Kwongovy rovnice? Zdůvodněte! a methan b ethan 10 c propan d vodík Řešení: b je úměrné velikosti molekuly, propan je největší. Podobně a je mírou přitažlivýmch sil opět propan má největší a (10 bodů) Jaké vztahy platí v kritickém bodě látky, která se řídí stavovou rovnicí p = p(v, T )? a ( ) p ( = 0 T ) V b p = 0 V T c ( ) p ( = 0 T ) V d p = 0 V T Řešení: Na křivce p(v ) je inflexní bod. 5. (10 bodů) Hydroxid olovnatý je málo rozpustný ve vodě. Rozpouští ve dvou stupních, Pb(OH) (s) Pb(OH) + + OH (součin rozpustnosti K s ) (1) Pb(OH) + Pb + + OH (disociační konstanta K ) () Napište podmínky rovnováhy v libovolné formě vhodné k numerickému řešení [např. jako soustavu dvou rovnic o neznámých ξ 1 = rozsah reakce (1) a ξ = rozsah reakce ()]. Zjednodušení: aktivitní koeficienty jsou jednotkové, koncentraci H + lze zanedbat. Rovnice neřešte. Řešení: Bilance: Pb(OH) + : přibyde koncentrace ξ 1 z reakce (1), ubyde ξ z reakce (), tedy c Pb(OH) + = ξ 1 ξ OH : přibyde oběma reakcemi, tedy c OH = ξ 1 + ξ Pb + : přibyde druhou reakcí, tedy c Pb + = ξ Podmínky rovnováhy (c st = 1): K s = c Pb(OH) +c OH, c OH c Pb +/c Pb(OH) + = K Po úpravě: (ξ 1 ξ )(ξ 1 + ξ ) = K s, (ξ 1 + ξ )ξ = (ξ 1 ξ )K

(10 bodů) Napište reakci, která probíhá na elektrodě Ag SO /Ag/SO, je-li v galvanickém článku zapojena jako katoda (5 b.). Řešení: Ag SO (s) + e Ag(s) + SO (aq) Dále uveďte, na koncentraci jakých iontů je elektroda citlivá (5 b.

2 6. (10 bodů) Látka A reaguje na látku B mechanismem A k 1 A k k B kde k k 1 a k k. Odvoďte kinetickou rovnici pro koncentraci látky B. V rovnici se nesmí vyskytovat koncentrace nestálého meziproduktu c A. Řešení: Předrovnováha: c A c A = k 1 k dc Kin. rovnice pro c B : B = k dτ c A dc Po dosazení za c A : B = k k 1 c dτ A (= dc A, protože dτ A je malé stacionární množství) k 7. (10 bodů) Nejvyšší molární tepelnou kapacitu v plynném stavu (za běžných laboratorních teplot) má 10 a methan b oxid uhelnatý c chlorovodík d argon Zdůvodněte! Řešení: Podle ekvipartičního principu je C V m = f R, kde f je počet mechanických stupňů volnosti molekuly. Pro argon je f = (jen translace), malé lineární molekuly mají f = 5 (navíc rotace) a methan (nelineární molekula) má f = (10 bodů) Při škrcení plynu (snižování tlaku plynu průchodem přes kapiláru, fritu aj.) platí: a děj probíhá za konstantní entalpie b děj se jmenuje Jouleův-Thomsonův c děj je adiabatický -1 d děj probíhá za konstantní entropie B 9. (10 bodů) Nakreslete schematicky možný fázový diagram za konstantní teploty a tlaku, jestliže látky A a B jsou úplně mísitelné, látky B a C jsou omezeně mísitelné a látky C a A jsou také omezeně mísitelné. Dále víte, že v systému není ani jeden kritický bod. 10. (10 bodů) Teplota je mírou 1 10 a kinetické energie molekul -1 b vibrační a rotační energie molekul -1 c potenciální energie molekul 0 d celkové (kinetické a potenciální) energie molekul 11. (10 bodů) Při jaké teplotě začne mrznout vodný roztok CaCl o koncentraci 0.1 mol dm? Kryoskopická konstanta vody je K K = 1.86 K kg mol 1. Řešení: t = K K m ionty = = 0.56 C (z CaCl vzniknou ionty) 1. 1 (10 bodů) Teplota varu bromu je.6 K, výparná entalpie je 0.17 kj mol 1. Vypočtěte výparnou entropii. C A

rovnice pro c B : B = k dτ c A dc Po dosazení za c A : B = k k 1 c dτ A (= dc A, protože dτ A je malé stacionární množství) k 7.

3 Řešení: výp S = výp H/T var = 90.7 J mol 1 K 1 1. (10 bodů) Součin rozpustnosti Cu(OH) je Vypočtěte koncentraci nasyceného roztoku. Aktivitní koeficienty považujte za jednotkové. Řešení: K s = c OH c Cu + = (c) c c = (K s /) 1/ = 0.5 mmol dm 1. (10 bodů) Oxid uhličitý má kritickou teplotu 0. K, kritický tlak 7. MPa, teplotu trojného bodu 16.6 K a tlak trojného bodu 50 kpa. Označte správná tvrzení: a Za teploty 5 C je možné oxid uhličitý tlakem zkapalnit 0 b Za dostatečně nízké teploty může zbýt v použité sifonové bombičce několik kapek kapalného CO c Tuhý CO za normálního tlaku nebude tát, ale bude sublimovat d Tuhý CO má za normálního tlaku teplotu nižší než 16.6 K Řešení: Řešení vychází z p T čisté látky. Normální tlak je pod tlakem trojného bodu (T), tedy na křivce oddělující (s) a (g), CO sublimuje a nemůže být kapalný. Teplota 5 C je pod kritickou (kritický bod = C), tedy při zvyšování tlaku se dostaneme do oblasti (l). 15. (10 bodů) Roztok kyseliny chlorovodíkové měl ph=. Po rozpuštění 0.1 mol NaCl v litru takového roztoku bude ph 10 a.08-1 b c d.00 Uveďte úvahu nebo výpočet! Řešení: Vzroste iontová síla klesne γ H + klesne a H + = γ H +c H + stoupne ph 16. (10 bodů) Nechť v systému probíhá jedna chemická reakce. Gibbsovu energii systému označme G, reakční Gibbsovu energii (za daného složení) označme r G a rozsah reakce ξ. V rovnováze platí G 5 a = 0 b G = 0 5 c r G = 0 d rg = 0 Řešení: G(ξ) nabývá minima, tedy G právě vztahem r G = G. = 0. Reakční Gibbsova energie je ovšem definována 17. (10 bodů) Jaká je povrchová energie hladiny rybníka Rožmberk? Povrchové napětí vody znečištěné organickými látkami je 60 mn m 1. Plocha rybníka je 90 ha. Řešení: E = γa = N m m = 9 kj

Označte správná tvrzení: a Za teploty 5 C je možné oxid uhličitý tlakem zkapalnit 0 b Za dostatečně nízké teploty může zbýt v použité sifonové bombičce několik kapek kapalného CO c Tuhý CO za

4 18. (10 bodů) Rovnovážná konstanta reakce C 6 H 5 NH + H O C 6 H 5 NH + + OH (disociační konstanta) ve vodném roztoku je K d = Vypočítejte konstantu kyselosti iontu anilinia C 6 H 5 NH +. Řešení: Od rovnice disociace vody odečteme rovnici disociace anilinu H O H + + OH (K v = ) C 6 H 5 NH + H O C 6 H 5 NH + + OH (K d = ) a dostaneme rovnici pro odštěpění protonu definující konstantu kyselosti C 6 H 5 NH + C 6 H 5 NH + H + (K a = K v /K d = ) 19. (10 bodů) Která křivka vyjadřuje závislost měrné vodivosti κ roztoku slabé kyseliny na koncentraci c? (Zakrouž- kujte číslo křivky.) 1 κ κ voda 0 0 c Křivka 1: κ = κ voda + λ c kationty nebo anionty = κ voda + λ cα. λ je (téměř) konstanta, avšak stupeň disociace α klesá s rostoucí koncentrací (přibližně jako α = K/c), a proto klesá počet iontů a počáteční strmý nárůst se zpomalí. (Obrázek je skutečný průběh pro γ = 1 jistě byste uměli spočítat a nakreslit graf.) 0. (10 bodů) Pro teplotní závislost dodatkové Gibbsovy energie ekvimolární směsi kapalného xenonu a methylfluoridu za normálního tlaku v okolí teploty varu platí G E = at + b kde a = 1.07 J mol 1 K 1 a b = 867 J mol 1. Určete dodatkovou entalpii za stejných podmínek. Řešení: dg = S dt [p] S = ( ) G = a T p Dále H = G + T S = at + b at = b = 867 J mol 1 1. (10 bodů) Parciální tlak dusíku ve směsi plynů je 00 kpa, jeho fugacitní koeficient je Vypočtěte aktivitu dusíku v této směsi vzhledem ke standardnímu tlaku p st = 100 kpa. Řešení: a i = p i ϕ p st i = =. 100 isopropanol. (10 bodů) Vyznačte v diagramu a popište změny (počty T=1 K fází a kvalitativně jejich složení), ke kterým dojde, jestliže ke p=8 MPa směsi o složení 0. mol isopropanolu a 0.7 mol H O budu postupně přidávat čistý CO. Složení je vyjádřeno molárními zlomky, konody jsou tenkou čárou, kolečka jsou kritické body. Oxid uhličitý je nad kritickou teplotou.

8 10 10 ) a dostaneme rovnici pro odštěpění protonu definující konstantu kyselosti C 6 H 5 NH + C 6 H 5 NH + H + (K a = K v /K d =.6 10 5 ) 19.

5 Řešení: Pohybujeme se z bodu S do bodu CO. Žádný nebo málo CO : jedna fáze (hnědá čára) při cca 0.07 přidaného CO se objeví další fáze bohatší na vodu (krátká červená) při cca 0.08 přidaného CO se objeví třetí fáze bohatá na CO (modrá čára protínající oranžovou oblast) fáze bohatší na isopropanol při dalším přidávání CO zmizí a máme opět dvě fáze (zelená) nakonec zmizí i fáze bohatá na H O a máme jen CO s trochou par (či rozpuštěných) kapalin (fialová) (Celkem 0 bodů, obtížnost = 6/ ) (Ve skutečném testu je 10 otázek po 10 bodech)

08 přidaného CO se objeví třetí fáze bohatá na CO (modrá čára protínající oranžovou oblast) fáze bohatší na isopropanol při dalším

Podobné dokumenty

Základní chemické pojmy a zákony

Základní chemické pojmy a zákony LRR/ZCHV Základy chemických výpočtů Jiří Pospíšil Relativní atomová (molekulová) hmotnost A r (M r ) M r číslo udávající, kolikrát je hmotnost daného atomu (molekuly) větší