В сосуде находилось 7 моль
АВТОРСКАЯ РАЗРАБОТКА
Тема «Химическая термодинамика и кинетика»,
предполагающая изучение условий, влияющих на
скорость химической реакции, встречается в
школьном курсе химии дважды – в 9-м и в 11-м
классах. Однако именно эта тема является одной из
наиболее трудных и достаточно сложной не только
для понимания «средним» учеником, но даже для
изложения некоторыми учителями, особенно
неспециалистами, работающими в сельской
местности, для которых химия является
дополнительным предметом, с учетом часов
которого у педагога набирается ставка, а значит,
и надежда на более-менее приличную зарплату.
В условиях резкого уменьшения числа учащихся в
сельских школах, в силу хорошо известных причин,
учитель вынужден быть универсалом. Посетив 2–3
курса, он начинает преподавание предметов,
зачастую очень далеких от его основной
специальности.
Данная разработка ориентирована в первую
очередь на начинающих учителей и предметников,
вынужденных преподавать химию в условиях
рыночной экономики. Материал содержит задачи на
нахождение скоростей гетерогенных и гомогенных
реакций и увеличения скорости реакции при
повышении температуры. Несмотря на то, что данные
задачи базируются на школьном, хотя и сложном для
усвоения «средним» учеником материале,
целесообразно прорешать несколько из них на
уроке химии в
11-м классе, а остальные предложить на кружковом
или факультативном занятии учащимся, которые
планируют свою дальнейшую судьбу связать с
химией.
Помимо подробно разобранных и снабженных
ответами задач данная разработка содержит
теоретический материал, который поможет учителю
химии, в первую очередь неспециалисту, понять
суть этой сложной темы курса общей химии.
С опорой на предлагаемый материал можно создать
свой вариант урока-лекции, в зависимости от
способностей учащихся в классе, причем
использовать предложенную теоретическую часть
можно при изучении этой темы как в 9-м, так и в 11-м
классе.
Наконец, материал, содержащийся в данной
разработке, будет нелишним разобрать
самостоятельно выпускнику, готовящемуся к
поступлению в вуз, в том числе и в тот, в котором
химия является профилирующим предметом.
Условия, влияющие на скорость
химической реакции
1. Скорость химической реакции зависит от
природы реагирующих веществ.
П р и м е р ы.
Металлический натрий, имеющий щелочную
природу, бурно реагирует с водой с выделением
большого количества теплоты, в отличие от цинка,
имеющего амфотерную природу, который реагирует с
водой медленно и при нагревании:
Порошкообразное железо более энергично
взаимодействует с сильной минеральной соляной
кислотой, чем со слабой органической уксусной
кислотой:
2. Скорость химической реакции зависит от
концентрации реагирующих веществ, находящихся в
растворенном или газообразном состоянии.
П р и м е р ы.
В чистом кислороде сера горит более энергично,
чем на воздухе:
С 30%-м раствором соляной кислоты
порошкообразный магний реагирует более
энергично, чем с 1%-м ее раствором:
3. Скорость химической реакции прямо
пропорциональна площади поверхности
реагирующих веществ, находящихся в твердом
агрегатном состоянии.
П р и м е р ы.
Кусок древесного угля (углерод) очень трудно
поджечь спичкой, но древесная угольная пыль
сгорает со взрывом:
С + О2 = СО2.
Алюминий в виде гранулы не реагирует с
кристаллом йода количественно, но измельченный
йод энергично соединяется с алюминием в виде
пудры:
4. Скорость химической реакции зависит от
температуры, при которой происходит процесс.
П р и м е р.
При повышении температуры на каждые 10 °С
скорость большинства химических реакций
увеличивается в 2–4 раза. Конкретное увеличение
скорости химической реакции определяется особым
температурным коэффициентом (гамма).
Рассчитаем, во сколько раз возрастет скорость
реакции:
2NO + O2 = 2NO2,
если температурный коэффициент равен 3, а температура процесса
возросла с 10 °С до 50 °С.
Изменение температуры составляет:
t = 50 °С – 10 °С
= 40 °С.
Используем формулу:
где –
скорость химической реакции при повышенной
температуре, –
скорость химической реакции при начальной
температуре.
Тогда
Следовательно, скорость химической реакции при
повышении температуры с 10 °С до 50 °С
возрастет в 81 раз.
5. Скорость химической реакции зависит от
присутствия некоторых веществ.
Катализатор – это вещество, ускоряющее ход
химической реакции, но само в процессе реакции не
расходующееся. Катализатор понижает
активационный барьер химической реакции.
Ингибитор – это вещество, замедляющее ход
химической реакции, но само в процессе реакции не
расходующееся.
П р и м е р ы.
Катализатором, ускоряющим ход данной
химической реакции, является оксид марганца(IV).
Катализатором, ускоряющим ход данной
химической реакции, является красный фосфор.
Ингибитором, замедляющим ход данной химической
реакции, является вещество органической природы
– уротропин (гексаметилентетрамин).
• Скорость гомогенной химической реакции
измеряется числом молей вещества, вступившего в
реакцию или образовавшегося в результате
реакции за единицу времени в единице объема:
где гомог
– скорость химической реакции в гомогенной
системе, – число
молей одного из вступивших в реакцию или одного
из образовавшихся в результате реакции веществ, V
– объем,
t – время, – изменение числа молей
вещества за время реакции t.
Поскольку отношение числа молей вещества к
объему системы представляет собой концентрацию с,
то
Следовательно:
Скорость гомогенной химической реакции
измеряется в моль/(л•с).
Учитывая это, можно дать следующее определение:
• скорость гомогенной химической реакции
равна изменению концентрации одного из
вступивших в реакцию или одного из образующихся
в результате реакции веществ в единицу времени.
Если реакция протекает между веществами в
гетерогенной системе, то реагирующие вещества
соприкасаются между собой не во всем объеме, а
только на поверхности твердого тела. Так,
например, при горении кусочка кристаллической
серы молекулы кислорода реагируют только с теми
атомами серы, которые находятся на поверхности
кусочка. При измельчении кусочка серы площадь
реагирующей поверхности возрастает, и скорость
горения серы увеличивается.
В связи с этим определение скорости
гетерогенной химической реакции следующее:
• скорость гетерогенной химической реакции
измеряется числом молей вещества, вступившего в
реакцию или образовавшегося в результате
реакции в единицу времени на единице
поверхности:
где S – площадь поверхности.
Скорость гетерогенной химической реакции
измеряется в моль/(см2•с).
1. В сосуд для проведения химических реакций
ввели 4 моль оксида азота(II) и избыток кислорода.
Через 10 с количество вещества оксида азота(II)
оказалось равным 1,5 моль. Найдите скорость данной
химической реакции, если известно, что объем
сосуда равен 50 л.
2. Количество вещества метана в сосуде для
проведения химических реакций равно 7 моль. В
сосуд ввели избыток кислорода и смесь взорвали.
Опытным путем было установлено, что через 5 с
количество вещества метана уменьшилось в 2 раза.
Найдите скорость данной химической реакции, если
известно, что объем сосуда равен 20 л.
3. Начальная концентрация сероводорода в
сосуде для сжигания газов была равна 3,5 моль/л. В
сосуд ввели избыток кислорода и смесь взорвали.
Через 15 с концентрация сероводорода составила 1,5
моль/л. Найдите скорость данной химической
реакции.
4. Начальная концентрация этана в сосуде для
сжигания газов была равна 5 моль/л. В сосуд ввели
избыток кислорода и смесь взорвали. Через 12 с
концентрация этана составила 1,4 моль/л. Найдите
скорость данной химической реакции.
5. Начальная концентрация аммиака в сосуде
для сжигания газов была равна 4 моль/л. В сосуд
ввели избыток кислорода и смесь взорвали. Через 3
с концентрация аммиака составила 1 моль/л.
Найдите скорость данной химической реакции.
6. Начальная концентрация оксида углерода(II)
в сосуде для сжигания газов была равна 6 моль/л. В
сосуд ввели избыток кислорода и смесь взорвали.
Через 5 с концентрация оксида углерода(II)
уменьшилась вдвое. Найдите скорость данной
химической реакции.
7. Кусочек серы с площадью реагирующей
поверхности 7 см2 сожгли в кислороде с
образованием оксида серы(IV). За 10 с количество
вещества серы уменьшилось с 3 моль до 1 моль.
Найдите скорость данной химической реакции.
8. Кусочек углерода с площадью реагирующей
поверхности 10 см2 сожгли в кислороде с
образованием оксида углерода(IV). За 15 с
количество вещества углерода уменьшилось с 5
моль до 1,5 моль. Найдите скорость данной
химической реакции.
9. Кубик магния с общей площадью реагирующей
поверхности 15 см2 и количеством вещества
6 моль сожгли в избытке кислорода. При этом через 7
с после начала реакции количество вещества
магния оказалось равным 2 моль. Найдите скорость
данной химической реакции.
10. Брусок из кальция с общей площадью
реагирующей поверхности 12 см2 и
количеством вещества 7 моль сожгли в избытке
кислорода. При этом через 10 с после начала
реакции количество вещества кальция оказалось в
2 раза меньше. Найдите скорость данной химической
реакции.
Решения и ответы
1.
Дано:
1(NO) = 4 моль,
О2 – избыток,
t2 = 10 c,
t1 = 0 c,
2(NO) = 1,5
моль,
V = 50 л.
Найти:
р-ции.
Решение
2NO + О2 = 2NO2.
Используя формулу:
найдем скорость данной химической реакции:
р-ции
= (4 – 1,5)/(50•(10 – 0)) = 0,005 моль/(л•с).
Ответ. р-ции
= 0,005 моль/(л•с).
2.
Дано:
1(CH4) =
7 моль,
О2 – избыток,
t2 = 5 c,
t1 = 0 c,
2(CH4) =
3,5 моль,
V = 20 л.
Найти:
р-ции.
Решение
CH4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.
Используя формулу:
найдем скорость данной химической реакции:
р-ции
= (7 – 3,5)/(20•(5 – 0)) = 0,035 моль/(л•с).
Ответ. р-ции
= 0,035 моль/(л•с).
3.
Дано:
с1(H2S) = 3,5 моль/л,
О2 – избыток,
t2 = 15 c,
t1 = 0 c,
с2(H2S) = 1,5 моль/л.
Найти:
р-ции.
Решение
2H2S + 3О2 = 2SО2 + 2Н2О.
Используя формулу:
найдем скорость данной химической реакции:
р-ции
= (3,5 – 1,5)/(15 – 0) = 0,133 моль/(л•с).
Ответ. р-ции
= 0,133 моль/(л•с).
4.
Дано:
с1(С2H6) = 5 моль/л,
О2 – избыток,
t2= 12 c,
t1 = 0 c,
c2(С2H6) = 1,4 моль/л.
Найти:
р-ции.
Решение
2С2H6 + 7О2 = 4СО2 + 6Н2О.
Используя формулу:
найдем скорость данной химической реакции:
р-ции
= (5 – 1,4)/(12 – 0) = 0,3 моль/(л•с).
Ответ. р-ции
= 0,3 моль/(л•с).
5.
Дано:
с1(NH3) = 4 моль/л,
О2 – избыток,
t2 = 3 c,
t1 = 0 c,
с2(NH3) = 1 моль/л.
Найти:
р-ции.
Решение
4NH3 + 3О2 = 2N2 + 6Н2О.
Используя формулу:
найдем скорость данной химической реакции:
р-ции
= (4 – 1)/(3 – 0) = 1 моль/(л•с).
Ответ. р-ции.
= 1 моль/(л•с).
6. Ответ. р-ции.
= 0,6 моль/(л•с).
7.
Дано:
1(S) = 3 моль,
t2 = 10 c,
t1 = 0 с,
2(S) = 1 моль,
S(кус. S) = 7 см2.
Найти:
р-ции.
Решение
S + О2 = SО2.
Используя формулу:
найдем скорость данной химической реакции:
р-ции
= (3 – 1)/(7•(10 – 0)) = 0,0286 моль/(см2•с).
Ответ. р-ции
= 0,0286 моль/(см2•с).
8. Ответ. р-ции
= 0,0233 моль/(см2•с).
9.
Дано:
1(Мg) = 6
моль,
О2 – избыток,
t2 = 7 c,
t1 = 0 с,
2(Mg) = 2 моль,
S(куб. Мg) = 15 см2.
Найти:
р-ции.
Решение
2Мg + О2 = 2МgО.
Используя формулу:
найдем скорость данной химической реакции:
р-ции
= (6 – 2)/(15•(7 – 0)) = 0,0381 моль/(см2•с).
Ответ. р-ции
= 0,0381 моль/(см2•с).
10. Ответ. р-ции
= 0,0292 моль/(см2•с).
Литература
Глинка Н.Л. Общая химия, 27-е изд. Под ред.
В.А.Рабиновича. Л.: Химия, 1988; Ахметов Н.С. Общая
и неорганическая химия. М.: Высш. шк., 1981; Зайцев
О.С. Общая химия. М.: Высш. шк,, 1983; Карапетьянц
М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.
М.: Высш. шк., 1981; Корольков Д.В. Основы
неорганической химии. М.: Просвещение, 1982; Некрасов
Б.В. Основы общей химии. 3-е изд., М.: Химия, 1973; Новиков
Г.И. Введение в неорганическую химию. Ч. 1, 2.
Минск: Вышэйш. шк., 1973–1974; Щукарев С.А.
Неорганическая химия. Т. 1, 2. М.: Высш. шк., 1970–1974; Шретер
В., Лаутеншлегер К.-Х., Бибрак Х. и др. Химия.
Справочное изд. Пер. с нем. М.: Химия, 1989; Фельдман
Ф.Г., Рудзитис Г.Е. Химия-9. Учебник для 9 класса
средней школы. М.: Просвещение, 1990; Фельдман Ф.Г.,
Рудзитис Г.Е. Химия-9. Учебник для 9 класса
средней школы. М.: Просвещение, 1992.
В.А.Демидов,
учитель химии Синегорской средней школы
(с. Синегорье, Нагорский р-н, Кировская обл.)
Источник
Сохраните:
Новый тренировочный вариант №201005 ЕГЭ 2021 по физике 11 класс с ответами для подготовки к экзамену на 100 баллов от 05.10.2020 (5 октября 2020 года), вариант составлен по новой демоверсии ФИПИ ЕГЭ 2021 года.
Ссылка для скачивания тренировочного варианта ЕГЭ 2021: скачать
Ссылка для скачивания ответов к варианту: скачать
Решать тренировочный вариант по физике 11 класс ЕГЭ 2021 онлайн:
Ответы и решение для варианта:
Сложные задания и ответы с тренировочного варианта ЕГЭ:
1)На рисунке приведен график зависимости скорости тела от времени. Определите проекцию перемещения тела от 7 до 12 с.
Ответ: -10
2)На горизонтальном полу стоит ящик массой 5 кг. Коэффициент трения между полом и ящиком равен 0,2. К ящику в горизонтальном направлении прикладывают силу 9 Н. Определите силу трения между ящиком и полом.
Ответ: 9
3)Какова энергия упругой деформации сжатой на 7 см пружины, если её жёсткость равна 4000 Н/м?
Ответ: 9,8
4)Деревянный кубик имеет ребро длиной 3 см. Определите архимедову силу, действующую на кубик, при его полном погружении в воду.
Ответ: 0,27
6)Миша бросил медный шарик вверх под углом к горизонту. Определите как меняются по мере приближения к максимальной точке подъема модуль ускорения шарика и горизонтальная составляющая его скорости? Сопротивлением воздуха пренебречь. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменится
Ответ: 33
7)Шайба массой m съезжает без трения из состояния покоя с вершины горки. Ускорение свободного падения равно g. У подножия горки потенциальная энергия шайбы равна нулю, а модуль ее импульса равен p. Чему равны высота горки и потенциальная энергия шайбы на ее вершине? Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их зависимости от времени в условиях данной задачи. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 13
8)В сосуде неизменного объема находится разреженный газ в количестве 4 моль. Во сколько раз нужно увеличить абсолютную температуру газа, чтобы после удаления из сосуда 3 моль газа, давление осталось неизменным?
Ответ: 4
10)На рисунке представлена зависимость изменения температуры тела массой 0,5 кг, находящего в жидком состоянии вещества в начальный момент наблюдения. Определите удельную теплоту плавления тела.
Ответ: 12000
12)Объем сосуда с идеальным газом уменьшили втрое, выпустив половину газа и уменьшив температуру в два раза. Как изменились в результате этого давление газа и его концентрация. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличивается 2) уменьшается 3) не изменится
Ответ: 21
13)На рисунке изображен момент демонстрационного эксперимента по проверке правила Ленца. Куда будет направлено магнитное поле, созданное индукционным током в кольце, при внесении в кольцо магнита южным полюсом?
Ответ: вправо
14)Какова разность потенциалов между точками поля, если при перемещении заряда 12 мкКл из одной точки в другую поле совершает работу 0,36 мДж?
Ответ: 30
15)В некоторой области пространства создано однородное магнитное поле (см. рисунок). Квадратная металлическая рамка движется через границу этой области с постоянной скоростью , v направленной вдоль плоскости рамки и перпендикулярно вектору магнитной индукции B. ЭДС индукции, генерируемая при этом в рамке, равна е 1,5. Какой станет ЭДС, если рамка будет двигаться со скоростью v/4?
Ответ: 0,375
16)В момент времени t = 0 незаряженный конденсатор подключают к источнику тока последовательно с резистором R = 20 кОм (см. рисунок). Значения напряжения между обкладками конденсатора, измеренные в последовательные моменты времени с точностью 0,1 В, представлены в таблице. Выберите два верных утверждения на основании данных, приведённых в таблице.
- 1) Падение напряжения на резисторе максимально в момент времени t = 7c.
- 2) Сила тока в цепи минимальна в момент времени t = 0 c.
- 3) Сила тока в цепи в момент времени t = 2 c равна 40 мкА.
- 4) ЭДС источника тока равна 6 В.
- 5) Падение напряжения на резисторе в момент времени t = 2 c равно 5,2 В.
Ответ: 34
17)Стеклянную линзу (показатель преломления стекла nстекла = 1,54), показанную на рисунке, перенесли из воздуха (nвоздуха = 1) в воду (nводы = 1,33). Как изменились при этом фокусное расстояние и оптическая сила линзы? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличится 2) уменьшится 3) не изменится
Ответ: 12
20)Период полураспада некоторого радиоактивного изотопа равен 1 месяцу. За какое время число ядер этого изотопа уменьшится в 32 раза?
Ответ: 5
21)Большое количество N радиоактивных ядер 203 80 Hg распадается, образуя стабильные дочерние ядра 203 81 Tl . Период полураспада равен 46,6 суток. Какое количество исходных ядер останется через 139,8 суток, а дочерних появится за 93,2 суток после начала наблюдений? Установите соответствие между величинами и их значениями. К каждой позиции из первого столбца подберите соответствующую позицию из второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Ответ: 13
22)Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки, двух резисторов, амперметра и вольтметра. После этого он провёл измерения напряжения на одном из резисторов и силы тока в цепи. Погрешности измерения силы тока в цепи и напряжения на источнике равны половине цены деления шкал приборов. Чему равно, по результатам этих измерений, напряжение на сопротивлении R1?
Ответ: 4, 60, 1
23)Ученик изучает свойства маятников. В его распоряжении имеются несколько маятников, закреплённых на нити. Какие два маятника нужно использовать для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость периода колебаний маятника от его длины?
Ответ: 12
24)Рассмотрите таблицу, содержащую характеристики планет Солнечной системы. Выберите все утверждения, которые соответствуют характеристикам спутников планет. 1) На Марсе не может наблюдаться смена времён года. 2) Ускорение свободного падения на Нептуне составляет около 11,4 м/с2 . 3) Объём Марса примерно в 2 раза меньше объёма Венеры. 4) Вторая космическая скорость для Меркурия составляет примерно 4,3 км/с. 5) Орбита Венеры находится на расстоянии примерно 108 млн км от Солнца
Ответ: 245
25)В лимонад массой 200 г и температурой 30 °С бросают 4 кубика тающего льда одинаковой массы, при этом установилась температура 12°С. Найдите массу одного кубика. Ответ округлите до десятых долей
Ответ: 9,9
26)Прямолинейный проводник подвешен горизонтально на двух нитях в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл. Вектор магнитной индукции горизонтален и перпендикулярен проводнику. Во сколько раз изменится сила натяжения нитей при изменении направления тока на противоположное? Масса единицы длины проводника 0,01 кг/м, сила тока в проводнике 5 А.
28)Два груза массами соответственно М1 = 1 кг и М2 = 2 кг, лежащие на гладкой горизонтальной поверхности, связаны невесомой и нерастяжимой нитью. На грузы действуют силы F1 и F2 , как показано на рисунке. Сила натяжения нити Т = 15 Н. Каков модуль силы F1, если F2 = 21 Н?
29)На гладкой горизонтальной поверхности стола покоится горка с двумя вершинами, высоты которых h и 2,5h (см. рисунок). На правой вершине горки находится шайба. От незначительного толчка шайба и горка приходят в движение, причём шайба движется влево, не отрываясь от гладкой поверхности горки, а поступательно движущаяся горка не отрывается от стола. Скорость шайбы на левой вершине горки оказалась равной v. Найдите отношение масс шайбы и горки.
30)Сосуд объемом V = 10 л содержит гелий количеством вещества 5 моль при температуре 17 °С. Если гелию сообщить количество теплоты Q = 3 кДж, то сосуд лопнет. Какую максимальную разность давлений внутри сосуда и снаружи него он выдерживает? Внешнее атмосферное давление равно нормальному атмосферному давлению.
31)Замкнутый контур площадью S из тонкой проволоки помещён в магнитное поле. Плоскость контура перпендикулярна вектору магнитной индукции поля. В контуре возникают колебания тока с амплитудой max I = 35 мА, если магнитная индукция поля меняется с течением времени в соответствии с формулой B = a∙cos(bt), где а = 6·10–3 Тл, b = 3500 с–1 . Электрическое сопротивление контура R = 1,2 Ом. Чему равна площадь контура?
32)Тонкая палочка АВ длиной 10 см расположена параллельно главной оптической оси тонкой собирающей линзы на расстоянии h = 15 см от оси. Конец А расположен на расстоянии 50 см от линзы. Фокусное расстояние линзы F = 20 см. Определите длину изображения, постройте изображение предмета в линзе.
Смотрите также на нашем сайте:
25.09.2020 Физика 11 класс ФИ2010101-ФИ2010104 ответы и задания статград
Тренировочный вариант №200921 ЕГЭ 2021 по физике 11 класс с ответами и решением
Источник