Основные формулы к задачам

Август 22, 2022

Главная
Физика
Основные формулы к задачам

Содержание

2. Вычислить дефект массы и энергию связи при образовании атома гелия , если его масса равна 4,0026
3. Природный магний состоит из трех изотопов 24Мg, 25Мg и 26Мg. Вычислить атомную массу элемента, если содержание
4. В человеческом организме в общей сложности содержится примерно 25 мг иода (входящего в состав различных соединений),
5. Основные формулы Атом водорода Модель Бора rB n= n2·0,53·10-10 (м) Еn= - 2,18·10-18 /n2 (Дж) Ефот
6. Задачи по теме Вычислить длину волны света, поглощаемого атомом водорода при переходе из основного состояния на
7. Вычислить скорость движения электрона в атоме водорода на второй боровской орбите. Вычислить энергию ионизации атома водорода,
8. Напишите электронные конфигурации элементов N, O, Al, Si, Ca, Br, Sb, Ge, K, In в основном
9. Основные формулы Массовая доля элемента А в веществе АхВу ω = х·Аr(А) / Мr(АхВу) Диссоциация химических
10. Задачи по теме Определить простейшую формулу вещества, в состав которого входят натрий (29,11 %), сера (40,51
11. Определить эффективный заряд (в единицах заряда электрона) на атоме фтора в молекуле HF, если известно, что
12. Предскажите геометрическое строение молекул CF4, H2CO, CS2, используя представления о гибридизации атома С. Рассчитать энергию образования
13. Основные формулы Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля p1V1 = p2V2 (T – const); V1/V2 = T1/T2 (p
14. Задачи по теме Температура азота в газовом баллоне под давлением 12,5 МПа равна 17 ºС. Предельное
15. До какой температуры при атмосферном давлении нужно нагреть азот, чтобы масса 1 л газа составила 1
16. Газовая смесь составлена из 2 л водорода (р=91 кПа) и 5 л метана (р=112 кПа). Суммарный
17. Основные формулы Выход химической реакции η = 100% · ni / (ni)теор Константа равновесия Кс Степень
18. Задачи по теме Сколько литров водорода выделится при взаимодействии 1 кг цинка с соляной кислотой (при
19. При некоторой температуре для реакции 2СО + О2 ←⎯→ 2СО2 равновесные концентрации газов равны соответственно: С̃(СО)
20. Вычислить рН в 0,01 М растворе НF (Ка = 7,4·10-4). Чему равен рН 0,005 M раствора
21. Основные формулы Уравнение Нернста Е (МN+/М) = Еº + (RT/NF) · ln С(МN+) ЭДС гальванического элемента
22. Потенциал медного электрода, помещенного в раствор его же соли, при температуре 298 К составил 0,345 В.
23. Рассчитать (при стандартных условиях) тепловой эффект реакции CH4 (г.) + 4Cl2 (г.) ⎯→ CCl4 (г.) +
24. Вычислить изменение энтропии при протекании в стандартных условиях реакции СН4(г.) + 3СО2(г.) ⎯→ 4СО(г.) + 2Н2О
25. Основные формулы 25
26. Задачи по теме Как изменится скорость реакции 2CO + O2 ⎯→ 2CO2, если концентрации исходных веществ
28. Скачать презентацию

Слайд 2

Вычислить дефект массы и энергию связи при образовании атома гелия ,

если его масса равна 4,0026 а.е.м.
Вычислить дефект массы и энергию связи при образовании атома железа-56. m ( ) = 55,92066 а.е.м.
Какому количеству энергии соответствует изменение массы на 1 г? Какому изменению массы соответствует энергия Е=1000 кДж?
В звездах кислород образуется в результате протекания ядерной реакции 12С + 4Не →16О. Определить, сколько энергии выделится при образовании 1 моль кислорода, если m (16О) = 15,9949 а.е.м.

Задачи по теме

Слайд 3

Природный магний состоит из трех изотопов 24Мg, 25Мg и 26Мg. Вычислить

атомную массу элемента, если содержание каждого из изотопов составляет соответственно 78,6, 10,1 и 11,3 (%), а их атомные массы равны 23,985, 24,9858 и 25,9826 а.е.м.
Значение относительной атомной массы меди равно 63,546. Медь содержит два изотопа с массой 62,9298 и 64,9278. Определить процентное содержание изотопов.
Бром содержит два изотопа. Доля изотопа 79Br с массой 78,9183 составляет 50,69%, а атомная масса брома Ar = 79,904. Определить массовое число второго изотопа.
Пылинка алюминия (М = 27 г/моль) имеет массу 10-8 г. Из какого числа атомов она состоит?
Определите количество вещества в образце массой 19,8 г, если масса одного атома составляет 1,496·10-26 кг.

Слайд 4

В человеческом организме в общей сложности содержится примерно 25 мг иода

(входящего в состав различных соединений), причем 70 % от всего количества находится в щитовидной железе. Оцените, какое количество атомов иода в щитовидной железе характерно для здорового человека.
Сколько лет потребуется, чтобы пересчитать число молекул, содержащееся в 1 г воды, если считать по молекуле в секунду?
Сколько фотонов красного света с длиной волны 650 нм обладают суммарной энергией Е = 1 Дж? Определить массу одного фотона.
Земля получает солнечное излучение со средней интенсивностью 1,07·1016 кДж/мин. Подсчитайте, каков массовый эквивалент солнечной энергии, падающей на Землю за одни сутки?

Слайд 5

Основные формулы
Атом водорода
Модель Бора
rB n= n2·0,53·10-10 (м)
Еn= - 2,18·10-18

/n2 (Дж)
Ефот = hν = Ek – Ei
ЕI = Е∞-En = 2,18·10-18 / n2 (Дж)
v = nh / (2πrBnmе)
Формула де Бройля
(длина волны электрона)
λБ = h / р = h / (m · v)
Принцип неопределенности Гейзенберга
Δx·Δpx ≥ h /2π
Значения физических постоянных:
h = 6,63 · 10-34 Дж·с, mе = 9,1 · 10-31 кг

Niels Henrik David BOHR
(1885–1962)

Слайд 6

Задачи по теме
Вычислить длину волны света, поглощаемого атомом водорода при

переходе из основного состояния на уровень с n=2.
В спектре атоме водорода в серии Бальмера, отвечающей переходам на орбиту с главным квантовым числом n=2, есть линия с длиной волны 6,562·10-7 м. Определить, какому переходу она соответствует.
При каком значении главного квантового числа радиус орбиты электрона в атоме водорода превысит 5 мкм?
Какому из следующих переходов в атоме водорода соответствует фотон с меньшей энергией: 1→2, 2→3, 2→4, 1→4 ?

Слайд 7

Вычислить скорость движения электрона в атоме водорода на второй боровской орбите.
Вычислить

энергию ионизации атома водорода, находящегося во втором возбужденном состоянии (n=3).
Вычислить де-бройлевскую длину волны пули массой 25 г, движущейся со скоростью 1000 м/с.
С какой скоростью должен передвигаться шарик массой 1 г, чтобы у него проявились волновые свойства, аналогичные γ-излучению? (λ = 10-14 м)
Какова погрешность в определении координаты Δx для пули массой 25 г, движущейся со скоростью 1000 м/с, если погрешность в определении скорости составляет 0,1 %?

Слайд 8

Напишите электронные конфигурации элементов N, O, Al, Si, Ca, Br, Sb,

Ge, K, In в основном состоянии.
Относительная атомная масса некоторого элемента равна 75, а его электронная оболочка содержит 33 электрона. Определить, какой это элемент, указать состав ядра, написать его полную электронную конфигурацию.
Указать строение электронной оболочки следующих ионов: Ti4+ , Ti2+ , S2- , Fe3+ , Mn2+ , Mg2+ .
Пользуясь таблицей Менделеева указать, какие элементы имеют следующие конфигурации: [Ne]3s23p5, [Ar]3d104s2, [Kr]4d105s25p1.
Какие из указанных электронных конфигураций соответствуют возбужденным состояниям атомов, а какие основным: 1s22s22p1, 1s23s1, 1s22s22p63p1, [Ne]3s23d1, [Ar]3d24s2? Что это за элементы?

Слайд 9

Основные формулы
Массовая доля элемента А в веществе АхВу
ω = х·Аr(А)

/ Мr(АхВу)
Диссоциация химических связей под действием света
Eфот = Eсв / NA
Дипольный момент связи
μ = q·r = δ · qе· r
Энергия ионной связи
Есв = EI (кат) – A (ан) + Еион вз
Eион вз = NA·k·Zкат·Zан·qe2·(1-1/a) / r
Значения физических постоянных:
NA = 6 · 1023 моль-1, k = 9·109 Дж·м/Кл2
1 D = 3,33·10-30 Кл·м, 1 Å = 10-10 м

Слайд 10

Задачи по теме
Определить простейшую формулу вещества, в состав которого
входят натрий

(29,11 %), сера (40,51 %) и кислород.
Определить простейшую формулу вещества, в котором массовые доли элементов равны: калий – 26,53 %, хром – 35,37%, кислород – 38,1 %.
Энергия связи в молекуле фтора F2 равна 155 кДж/моль. Определить максимальную длину волны света, который способен вызвать диссоциацию молекулы.
Молекулы кислорода диссоциируют на атомы под воздействием света с длиной волны λ = 2,4·10-7 м. Вычислить энергию связи в молекуле.

Слайд 11

Определить эффективный заряд (в единицах заряда электрона) на атоме фтора в

молекуле HF, если известно, что ее дипольный момент равен 1,91 D, а длина связи в молекуле составляет 0,92 Å.
Один из изомеров 1,2-дихлорэтилена имеет дипольный момент, отличный от 0. Определить, какая из двух структур отвечает строению этого изомера. (Ответ пояснить.)
Изобразить электронную структуру молекул N2, H2S, H2O2, C2H5OH.
Молекула никотина, входящего в состав табака, имеет следующую структуру. Укажите, какие атомы углерода и азота в этой молекуле имеют гибридизацию типа sp, sp2 и sp3.

Слайд 12

Предскажите геометрическое строение молекул CF4, H2CO, CS2, используя представления о гибридизации

атома С.
Рассчитать энергию образования молекулы гидрида лития LiH, если известно, что энергия ионизации лития 517 кДж/моль, сродство к электрону атома водорода 72 кДж/моль, межионное расстояние равно 1,62·10-10 м, коэффициент отталкивания а принять равным 5.
У какого соединения С2Н5ОН или С2Н5SН выше температура кипения и почему?
Молекулы сероводорода и воды образуют между собой водородные связи. Какая из двух возможных структур оказывается предпочтительнее?

Слайд 13

Основные формулы
Законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Шарля
p1V1 = p2V2 (T – const);

V1/V2 = T1/T2 (p – const);
p1/p2 = T1/T2 (V – const)
Уравнение Менделеева-Клапейрона
pV = mRT / M
Закон Дальтона
Робщ = Σ рi
Объемная доля компонента смеси
φi = Vi / Vобщ
Молярная масса смеси
Мсм = Σ φiМi
Теория МКТ
pV = (1/3) · n М v2ср ; Eкин = 3nRT / 2 ;
Значения физических постоянных: R = 8,31 Дж/моль·К

Benoît Paul Emile
CLAPEYRON (1799–1864)

Слайд 14

Задачи по теме
Температура азота в газовом баллоне под давлением 12,5

МПа равна 17 ºС. Предельное давление для данного баллона составляет 20,3 МПа. Определить, при какой температуре газа оно достигается?
Самая низкая температура на Земле Т=-89 ºС, а самая высокая – Т=+58 ºC. Если наполнить сосуд воздухом при самой низкой температуре и нормальном давлении, герметически закрыть его и перевезти в область самой высокой температуры, то какое давление будет в сосуде?
В закрытом баллоне объемом 50 л находится 88 г CO2, а давление в баллоне составляет 100 кПа. Вычислить температуру газа.

Слайд 15

До какой температуры при атмосферном давлении нужно нагреть азот, чтобы масса

1 л газа составила 1 г?
Какой объем при нормальных условиях будет занимать газ, который при 90 ºС и 98,6 кПа имеет объем 0,6 мл?
Шарообразный баллон на нулевой высоте (уровень моря) при 20 ºС имел радиус 1 м. Поднявшись вверх, при температуре –20 ºС он раздулся и имеет радиус 3 метра (предполагается, что оболочка шара легко растяжима и не препятствует изменению объема). Каково давление внутри шара на этой высоте?
Образец газообразного кислорода массой 0,182 г при температуре 25 ºС создает в сосуде давление 1,5 атм. Какое количество кислорода потребуется, чтобы в этом же сосуде при 100 ºС создать давление 17,2 атм.

Слайд 16

Газовая смесь составлена из 2 л водорода (р=91 кПа) и 5

л метана (р=112 кПа). Суммарный объем смеси – 7 л. Найти парциальные давления газов и общее давление смеси.
Вычислить общее давление газовой смеси, содержащей 10 г водорода и 80 г кислорода в объеме 3 л, которая находится при температуре 87 ºС.
Вычислить процентное содержание кислорода и азота в воздухе, если при нормальных условиях масса 1 л воздуха составляет 1,272 г.
Чему равно атмосферное давление на вершине Казбека, если при 273 К масса 1 л воздуха там составляет 0,7 г?
Вычислить среднеквадратичную скорость, которую имеют при нормальных условиях молекулы азота и кислорода.

Слайд 17

Основные формулы
Выход химической реакции
η = 100% · ni / (ni)теор
Константа

равновесия Кс
Степень диссоциации
α = (N/N0) ·100%
К = α2·С0 / (1 – α)
i = 1 + α·(N – 1)
ΔТпл = i·К·Сm, ΔТкип = i·Е·Сm, π = i·C·R·T
Водородный показатель раствора
рН = – lg С̃ (Н+)
ПР вещества АхВу : ПР = С̃х (Ау+) · С̃у (Вх-)
Условия выпадения осадка Сх (Ау+) · Су (Вх-) > ПР
Значения физических постоянных: КW = С̃(Н+)·С̃(ОН-) = 10-14

Wilhelm Friedrich OSTWALD (1853–1932)

Слайд 18

Задачи по теме
Сколько литров водорода выделится при взаимодействии 1 кг

цинка с соляной кислотой (при 25 ºС и атмосферном давлении)?
Сколько грамм алюминия нужно взять, чтобы при его реакции с серной кислотой при н.у. выделилось бы 15 л водорода? (Кислота взята в избытке.)
Какой объем воздуха расходуется на сжигание газовой смеси, состоящей из 3 л этана и 3 л пропана?
При сжигании 650 г природной серы образовалось 1150 г оксида серы SO2. Каков процент примесей в сере?
Карбид кальция взаимодействует с водой по уравнению:
CaC2 + 2H2O ⎯→ Ca(OH)2 + C2H2. Определить процентное содержание карбида кальция в образце, если при обработке 100 г образца водой выделяется 30 л ацетилена (при н.у.).

Слайд 19

При некоторой температуре для реакции 2СО + О2 ←⎯→ 2СО2 равновесные

концентрации газов равны соответственно: С̃(СО) = 0,3 M, С̃(О2) = 0,1 M, С̃(СО2) = 0,2 M. Определить константу равновесия данной реакции КС и начальные концентрации исходных веществ.
Вычислить константу равновесия Кс для реакции 2NO (г.) + Cl2 (г.) ←⎯→ 2NOCl (г.), если начальные концентрации исходных веществ С0(NO) = 0,5 M, С0(Cl2) = 0,2 M, а равновесие устанавливается, когда прореагирует 20 % NO.
Определить степень диссоциации хлорида кобальта в водном растворе, моляльность которого Сm = 0,12 моль/кг, если он замерзает при -0,62 ºС. (Кводы = 1,86 К·кг / моль)
Раствор 3 г глюкозы в 100 г воды замерзает при 272,84 К. Определить молярную массу вещества.

Слайд 20

Вычислить рН в 0,01 М растворе НF (Ка = 7,4·10-4).
Чему

равен рН 0,005 M раствора гидроксида натрия?
Вычислить рН раствора, полученного при смешении 25 мл 0,2 М раствора азотной кислоты и 20 мл 0,15 М раствора гидроксида натрия.
Определить растворимость карбоната серебра в воде (моль/л) и массу этой соли, которая растворится в 3 л раствора. (ПР (Ag2CO3) = 8,4·10-12).
Выпадет ли осадок при смешении равных объемов 0,2 М растворов хлорида кальция CaCl2 и карбоната натрия Na2CO3? (ПР (СаСО3) = 6·10-5).
Выпадет ли осадок, если смешать 20 мл 0,01 М раствора нитрата свинца Pb(NO3)2 и 80 мл 0,005 М раствора гидроксида калия КОН? (ПР (Pb(OH)2) = 1,2·10-15)

Слайд 21

Основные формулы
Уравнение Нернста
Е (МN+/М) = Еº + (RT/NF) ·

ln С(МN+)
ЭДС гальванического элемента ΔЕ = Е2-Е1
Законы электролиза
m = M·I·t / (N·F)
Термодинамические функции
H = U+ p·V, S = Q/T, G = H - T·S
Изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса

Walther Hermann
NERNST, (1864–1941)

Значения физических постоянных: F = 96485 Кл/моль

Слайд 22

Потенциал медного электрода, помещенного в раствор его же соли, при температуре

298 К составил 0,345 В. Вычислить концентрацию ионов Cu2+ в растворе. (Еº(Cu2+/Cu) = 0,34 В)
Рассчитать при 298 К ЭДС гальванического элемента, состоящего из цинкового и медного электродов, если концентрации электролитов составляют C(Zn2+) = 10-3 M, C(Cu2+) = 0,1 M. (Еº(Zn2+/Zn) = −0,76 В). Какая реакция протекает в этом случае?
При электролизе водного раствора нитрата серебра в течение 50 мин при силе тока 3 А на катоде выделилось 9,6 г серебра. Определить выход по току.
Рассчитайте ток в цепи при электролизе водного раствора поваренной соли, если за 1 ч 40 мин и 25 с на катоде выделилось 1,4 л водорода (при н.у.).

Слайд 23

Рассчитать (при стандартных условиях) тепловой эффект реакции CH4 (г.) + 4Cl2

(г.) ⎯→ CCl4 (г.) + 4HCl (г.), если известно, что ΔfHº(СH4)= – 74,8 кДж/моль, ΔfHº(СCl4)= – 102,9 кДж/моль, ΔfHº(HCl)= – 92,3 кДж/моль.
Вычислить стандартную молярную энтальпию образования пропана ΔfHº(С3H8), если при сгорании 11 г газа выделилось 555 кДж, и известно, что ΔfHº(СО2)= – 393 кДж/моль, ΔfHº(H2О)= – 286 кДж/моль.
Вычислить энтальпию образования оксида азота N2O5 по реакции N2 + 5/2 O2 ⎯→ N2O5, если известны тепловые эффекты реакций:
N2 (г.) + O2 (г.) ⎯→ 2NO (г.) ΔrHº(1) = 183 кДж/моль
2NO (г.) + O2 (г.) ⎯→ 2NO2 (г.) ΔrHº(2) = – 114 кДж/моль
4NO2 (г.) + O2 (г.) ⎯→ 2N2O5 (г.) ΔrHº(3) = – 110 кДж/моль.

Слайд 24

Вычислить изменение энтропии при протекании в стандартных условиях реакции СН4(г.) +

3СО2(г.) ⎯→ 4СО(г.) + 2Н2О (г.), если известно, что Sº(СН4) = 186 Дж/мольК, Sº(СО2) = 214 Дж/мольК, Sº(СО) = 198 Дж/мольК, Sº(Н2О) = 189 Дж/мольК.
Указать при стандартных условиях направление самопроизвольной реакции для процесса 2СО2 (г.) + Н2О (г.) ⎯→ С2Н2 (г.) + 2,5О2 (г.), если известны следующие данные:
Определить константу равновесия Кр для протекающей в стандартных условиях реакции SO2 (г.) + NO2 (г.) ←→ SO3 (г.) + NO (г.), если известны значения стандартных энергий Гиббса всех участвующих в ней веществ: ΔfGº(SO2) = – 300 кДж/моль, ΔfGº(SO3) = – 371 кДж/моль, ΔfGº(NO2) = 52 кДж/моль, ΔfGº(NO) = 87 кДж/моль.

Слайд 25

Основные формулы

25

Слайд 26

Задачи по теме
Как изменится скорость реакции 2CO + O2 ⎯→

2CO2, если концентрации исходных веществ увеличить в 3 раза?
Разложение Н2О2 в спиртовом растворе – реакция первого порядка. При температуре 40 °С константа скорости этой реакции составляет 7,3·10-5 с-1. Определить концентрацию раствора спустя 1 час после приготовления, если начальная концентрация С0 = 0,1 М.
Период полураспада радиоактивного изотопа 137Cs, который попал в атмосферу в результате Чернобыльской аварии, составляет 29,7 лет. Через какое время его количество составит 1 % от исходного?
Изотоп 24Na используется для изучения натриевого баланса в организме. Рассчитать его период полураспада, если за 24,9 ч содержание Na в образце уменьшилось с 0,05 до 0,016 мг.