Хімія Хімічні формули сполук, Контрольна робота – Вчив Ні!
КОНТРОЛЬНА РОБОТА З ХІМІЇ
14. У якій кількості Сг(ОН)з міститься стільки ж еквівалентів, скільки 174,96 г Мg(ОН)2?
Молярна маса гідроксиду магнію становить 58,32 г/моль, а еквівалентна маса - 29,16 г/моль. Отже, в масі гідроксиду магнію 174,96 г міститься 174,96 г: 29,16 г/моль = 6 моль-екв.
Молярна маса еквівалента гідроксиду хрому (Ш) становить 1/3 М Сг(ОН)з або 34,34 г/моль, а 6 моль-екв цієї речовини становитимуть 34,33г/моль х 6 моль = 205,98 г.
Таким чином, 205,98 г Сг(ОН)з міститься стільки ж еквівалентів, скільки в 174,96 г Мg(ОН)2.
34. Скільки і які значення може набувати магнітне квантове число ml при орбітальному квантовому числі l=0,1,2,3? Які елементи в періодичній системі називаються s-, р-, d-, f-елементами? Наведіть приклади
Число значень магнітного квантового числа залежить від орбітального квантового числа і дорівнює
(21 + 1), де 1 – орбітальне квантове число. Тому приl=0 ml=0,
приl=1 mlприймає значення -1,0, +1;
при=3 mlможе набувати значень -3,-2,-1, 0, +1,+2,+3.
Хімічні елементи, в атомах яких відбувається заповнення електронами s-, р-, d-, f-орбіталей відповідно, називаються s-, р-, d-, f-елементами.
Наприклад, до s-елементів відносяться Н, Не, а також лужні та лужноземельні метали (метали 1А і 11А -груп- Na, К, RЬ, Ве. Са, Мg, Sг та ін.)
До р-елементів відносяться наприклад, елементи якими завершуються періоди в періодичній системі елементів (крім першого періоду) -, С, N, Nе, J, Сl, Вг, Р, S, F, Аs, Sе, Аг, Rn, Ті та ін.
До d-елементів відносяться елементирозташовані у великих періодах між s-елементами та р-елементами, наприклад, Fе, Мn, Сг, Тi, Мо, Рt,Со,Ru, Rh та ін.
До f-елементів відносяться лантаноїди, наприклад, Се, Nd, Рm, Sm, Еu, Gd, і актиноїди, наприклад, Тh, U, Nр, Рu, Аm та ін.
54. Який нижчий ступінь окислення виявляє водень, фтор, сірка та азот? Чому? Складіть формули сполук кальцію з даними елементами цього ступеня окислення. Як називаються відповідні сполуки?
Атом водню має єдиний валентний електрон. Тому нижчий ступінь окислення водню дорівнюватиме -1 (атом водню приймає 1 електрон від іншого елемента). Цей нижчий ступінь окиснення +2 -1 водень виявляє у поєднанні СаН2. Ця сполука називається гідридом кальцію.
Атом фтору має сім валентних електронів, до завершення енергетичного рівня не вистачає одного електрона. Тому нижчий (і єдиний) ступінь окислення фтору -1. З'єднання фтору в цій +2 -1 ступені окислення називаються фторидами. Наприклад, СаF2 – фторид кальцію.
Атом сірки має шість валентних електронів, до завершення енергетичного рівня не вистачає двох електронів. Тому нижчий ступінь окислення сірки дорівнює -2. Сполуки сірки в цьому ступені окислення +2 -2 називаються сульфідами. Наприклад, СаS - сульфід кальцію.
Атом азоту має п'ять валентних електронів, до завершення енергетичної втрати не дістає трьох електронів. Тому нижчий ступінь окиснення азоту дорівнює -3. Сполуки азоту в цьому ступені окислення +2 -3 називаються нітридами. Саз N2-нітрид кальцію.
74. Що слід розуміти під ступенем окиснення атома? Визначте ступінь окислення атома вуглецю та його валентність у сполуках: СН4; СН3ОН; НСООН; СО2
Під ступенем окислення розуміється умовний заряд атома вз'єднанні, обчислені з припущення, що воно складається тільки з іонів. Ступінь окислення може набувати негативного, позитивного і нульового значення, представляти ціле або дробове число. Алгебраїчна сума ступенів окислення атомів у поєднанні завжди дорівнює нулю, а в складному іоні – заряду іона.
У наведених сполуках вуглецю атом вуглецю чотиривалентний. А ось ступінь окислення атома вуглецю в цих сполуках різна.
У метані – СН4 – ступінь окислення вуглецю – 4.
У метанолі – СНзОН – ступінь окилення вуглецю – 2 у мурашиній кислоті НСООН – ступінь окислення вуглецю +2, у діоксиді вуглецю – СО2 – ступінь окислення вуглецю +4.
94. При згорянні 11,5 г рідкого спирту етилового виділилося 308,71 кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння реакції, у результаті якої утворюються пари води та діоксид вуглецю. Обчисліть теплоту освіти С2Н5ОН (ж). Відповідь: -277,67 кДж
1 моль рідкого етилового спірату має масу 46 р.
Для складання термохімічного рівняння складемо пропорцію:
11,5 г етанолу ——————————— 308,71 кДж
46 г етанолу ———————————— х кДж
Тоді термохімічне рівняння метану набуде вигляду:
Тепловий ефект реакції записуємо зі знаком мінус, так як теплота в ході реакції виділяється.
За законом Гесса тепловий ефект реакції залежить від шляху переходу, залежить тільки від кінцевого і початкового стану системи.
Стандартні ентальпії утворення вихідних речовин та продуктів реакції беремо з довідника:
114. Які з карбонатів: ВеСОз, СаСОз чи ВаСОз – можна отримати за дії відповідних оксидів із СО2? Яка реакція йде найбільш енергійно? Висновок зробіть обчисливши ∆G°298 реакцій
Візьмемо за довідникомстандартні значення енергії Гіббса ∆G°298 для вихідних речовин і кінцевих продуктів реакцій: ∆G°298 ВеО = -569,54 кДж/моль, ∆G°298 ВеСОз = -944,75, ∆G°298 ВаО = -525, 84 кДж/моль, ∆G°298СО3 = -1132,77 кДж/моль; ∆G°298 СаО = -603,46 кДж/моль,
Тоді для реакції ВеО(к) + СО2(г) = ВеСОз(к) стандартне значення енергії Гіббса становитиме:
Позитивне значення енергії Гіббса для цієї реакції вказує, що в стандартних умовах дана реакція протікає переважно праворуч наліво і кабонат берилію з ВеО та СО2 отримати не можна.
Для реакції ВаО(к) + СО2(г) = ВаСОз(к) стандартне значення енергії Гіббса складе:
Для реакції СаО(к) + СО2(г) = СаСОз(к) стандартне значення енергії Гіббса становитиме:
Значення енергії Гіббса для даних реакцій негативне і ці процеси протікають у прямому напрямку, тобто отримати карбонати кальцію і барію таким шляхом можна. Найбільш енергійно протікатиме реакція між оксидом барію і вуглекислим газом, оскільки значення енергії Гіббса для цієї реакції матиме найбільш негативне значення.
134. Рівнавага гомогенної системи 4 НСl(г)+О2(г) ↔ 2Н20(г)+2Сl2(г) встановилося при наступних концентраціях реагуючих речовин моль/л: [Н2О]р=0,14; [Сl2]р = 0,14; [НСl] Р = 0,20; [О2]р = 0,32. Обчисліть вихідні концентрації хлороводню та кисню
Виходячи з рівняння реакції весь хлор (2моль) утворюється з хлороводню (4моль), а вся вода - з вихідного хлороводню та кисню.
Отже, щоб утворилося 0,14 моль хлору має вступити у реакцію 0,28 моль хлороводню, а щоб отримати 0,14 моль води потрібно, щоб у реакцію вступило 0,07 моль кисню.
Таким чином, вихідна концентрація НСl становила 0,20+0,28=0,48 моль/л, а вихіднаконцентрація О2 дорівнювала 0,32+0,07=0,39 моль/л.
Відповідь: Вихідні концентрації хлороводню та кисню становлять відповідно 0,48 моль/л та 0,39 моль/л.
154. На нейтралізацію 1 л розчину, що містить 1,4 г КОН, потрібно 50см 3 розчину кислоти. Обчисліть молярну концентрацію еквівалента розчину кислоти
Знайдемо титр розчину КОН:
Тепер обчислимо молярну концентрацію еквівалента розчину КОН:
Знаючи величину молярної концентрації еквівалента, розчину КОН обчислимо молярну концентрацію еквівалента кислоти:
0,5 моль/дм 3.
174. Скільки грамів сечовини СО(NН2)2 слід розчинити у 75г води, щоб температура кристалізації розчину знизилася на 0,465°? Кріоскопічна константа води дорівнює 1,86
Молярна маса сечовини дорівнює 60 г/моль. Зниження температури замерзання розчину ∆ТК = 0,465 °С.
За законом Рауля зниження температури кристалізації розчину проти температурою кристалізації чистого розчинника залежить від кріоскопічної константи розчинника і моляльної концентрації розчиненої речовини. Звідси можна обчислити масу розчиненої речовини – сечовини у розчині.
194. Складіть молекулярні та іонно-молекулярні рівняння реакцій, які виражаються іонно-молекулярними рівняннями
Fе(ОН)з + 3 Н + = Ре 3+ + 3 Н2О
Сd 2+ + 2 ВІН - = Сd(ОН)2
Fе(ОН)3(т) + 3 Н + + 3 Сl - = Fе 3+ + ЗСl - + 3 Н2О
Cd 2+ + 2NO3 +2К + +2OH - = Сd(ОН)2 (т)+ 2 К + + 2 NО3 -
Сd 2 + 2 ВІН - = Сd(ОН)2 (т)
Н + + Сl - + Nа + + NO2 - = НNО2 + Nа + + Сl -
214. При змішуванні А12(SO4)з і Nа2СОз кожна з взятих солей гідролізується незворотно з утворенням відповідних підстав і кислоти. Виразіть цей спільний гідролізіонно-молекулярним та молекулярним рівняннями
2 А1 3+ + 3 SО4 2- + 6 Nа + + ЗСО3 2- + 3 Н2О → 2 Fе(ОН)3 (т) + 6 Nа + + 3 SО4 2- + ЗСО2(г)
254. Залізна та срібна пластини з'єднані зовнішнім провідником і занурені у розчин сірчаної кислоти. Складіть схему даного гальванічного елемента та напишіть електронні рівняння процесів на аноді та катоді.
На аноді (залізо) протікає процес Fе-2 е = Fе 2+ , електрони по провіднику переходять на срібну пластину і на поверхні срібла катоді протікає процес
2 Н + + 2 е = Н2 Т ↑.
Залізна пластина розчинятиметься, а на срібній пластині спостерігатиметься виділення водню.
274. Складіть електронні рівняння процесів, що відбуваються на графітових електродах при електролізі розчину КВr. Яка маса речовини виділяється на катоді та аноді, якщо електроліз проводити протягом 1 год 35 хв при силі струму 15 А?Відповідь:0,886г; 70,79г
При електролізі водного розчину броміду калію з інертними (графітовими) електродами на катоді протікає процес відновлення молекул води та виділяється водень:
На аноді протікає процес окислення бромід-іонів і виділяється бром: 2Вг - - 2е = Вг2 Молярна маса еквівалента водню дорівнює 1 г/моль, а молярна маса еквівалента брому дорівнює 79,904 г/моль.
Тоді за законами Фарадея можна знайти масу водню та брому, які виділяються відповідно на катоді та на аноді.
294. Який метал найдоцільніше вибрати для протекторного захисту від корозії свинцевої оболонки кабелю: цинк, магній або хром? Чому? Складіть електронні рівняння анодного та катодного процесів атмосферної корозії. Який склад продуктів корозії?
При протекторному захисті протектор - активніший метал, ніжметал захищається конструкції служить анодом і руйнується тим самим оберігає від руйнування конструкцію. Тому, чим негативнішим буде потенціал металу-протектора, тим ефективнішим буде протекторний захист. Найбільш низький потенціал буде у магнію -2,37В (у цинку - 0,763 В; у хрому - 0,74 В)
Так як оболонка кабелю зроблена зі свинцю, то гальванічна пара магній - свинець матиме найбільшу різницю потенціалів. І магній буде найкращим протекторним захистом.
При атмосферній корозії на поверхні магнієвого протектора протікає процес:
Електрони по провіднику переходять на свинцевий кабель і на поверхні свинцю відбувається киснева деполяризація:
Продуктом атмосферної корозії буде гідроксид магнію
2 Мg 2+ + 4 ВІН - = 2 Мg(ОН)2
314. Напишіть вирази для констант нестійкості наступних комплексних іонів: [Ag(CN)2] - ; [Аg(NН3)2] +; [Аg(SСМ)2] - . Знаючи, що вони відповідно дорівнюють 1,0*10 -21 , 6,8*10 -8 , 2,1*10 -11 , вкажіть у якому розчині, що містить ці іони, за рівної молярної концентрації іонів Аg + більше?
Запишемо вирази константи нестійкості для даних комплексних іонів:
За цієї температури величина константи нестійкості є величина стала. Чим менший константа нестійкості, тим стійкіший комплекс, тому найбільша концентрація іонів срібла буде в розчині, що містить комплексний іон [Ag(NНз)2] + .
1. Ахметов Н.С. Загальна та неорганічна хімія. М, 2002.
2. Карапет'янц М.Х., Дракін С. І. Загальна та неорганічна хімія. М. 1994.