БДЗ по химии / VAR40

ВАРИАНТ 40.

Задание 3.2д

Полная электронная формула:

₉₂U 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d¹⁰5f³6s²6p⁶6d¹7s².

Сокращенная электронная формула в виде энергетических ячеек:

₉₂U [ ] 5s² _/ 5p⁶_{\ /}5d¹⁰ _{\ /} 5f³ _\ 6s² _/ 6p⁶ _{\ /}6d¹_\ 7s²





































Уран U  f-элемент; к его электронным аналогам относится неодим Nd.

Высшая степень окисления урана 6 ; это возбужденное состояние характеризуется следующими значениями квантовых чисел:

₉₂U^*…6s² _/ 6p⁶ _{\ /} 6d⁴ _\ 7s¹ _/ 7p¹ _\

										
			n	6	6	6	6		7	7
			l	2	2	2	2		0	1
			m	2	1	1	2		0	0
			s	½	½	½	½		½	½

Задание 3.3д

K₂Cr₂O₇ ; O^2 O^2 Связи KO ионные ( разность электро-

|| || отрицательностей 2,7 ), следовательно,

K^1O^2Cr^6O^2Cr^6O^2K^1 они обладает большей степенью ионности, чем

|| || ковалентные полярные связи CrO (ЭО = 1,1 ).

O^2 O^2

CrO₅ ; O^1 O^1 Связи CrO ковалентные полярные (ЭО = 1,1 ) с долей

/ \ / \ ионности, в то время как в ковалентных неполярных связях

O^1Cr^6O^1 OO (ЭО = 0 ) степень ионности равна нулю.

||

O^2

K₂C₂O₄ ; O^2 O^2 Связи KO ионные (ЭО = 2,7 ), следовательно,

|| || они обладает большей степенью ионности, чем

K^1O^2C^4C^4O^2K^1 ковалентные полярные связи CO (ЭО = 0,9 );

Связи CC ковалентные неполярные (ЭО = 0 ).

Задание 3.7

H₂(г)  2H(г) ; H₁ = 435кДж/моль, следовательно H_обр(H) = H₁/2 = 217,5 кДж/моль.

Cl₂(г)  2Cl(г) ; H₂ = 243кДж/моль, следовательно H_обр(Cl) = H₂/2 = 121,5 кДж/моль.

По условию, H_обр(HCl) = 92 кДж/моль.

Тогда для реакции H(г) + Cl(г)  HCl(г)

H₃ = H_обр(HCl)  H_обр(H)  H_обр(Cl) = 431 кДж

Т. е. энергия связи HCl равна E_связи= H₃ = 431 кДж/моль.

Задание 3.12в

Согласно уравнению Аррениуса k = Aexp(E_a / RT), где

k  константа скорости реакции; A  предэкспоненциальный множитель;

E_a  энергия активации реакции; T  абсолютная температура, К.

В температурном интервале 2535С, т.е. 298308 К, по условию имеем:

k(308) = 4k(298), т.е. Aexp(E_a / 8,31308)= 4Aexp(E_a / 8,31298), отсюда получаем:

E_a = ln 4=105,710³ Дж.

Задание 3.17

По уравнению реакции AB(г) = A(г) + B(г) видно, что если [B] = 0,02 моль/л, то [A] = [B] = 0,02 моль/л, а исходная концентрация c(AB) больше равновесной [AB] на 0,02 моль/л, т.е. c(AB) = [AB] + [B] = ( [AB] + 0,02) моль/л. По условию, константа равновесия равна K = 0,04 , тогда получаем:

, следовательно, [AB] = 0,01 моль/л.

Окончательно получаем c(AB) = [AB] + 0,02 = 0,03 моль/л, т.е. разложилось вещества AB.

Задание 3.27

Рассмотрим электролит KA; пусть в насыщенном растворе его концентрация равна c₁ моль/л. Он диссоциирует по уравнению: KA = K^ + A^.

концентрации: c₁моль/л c₁моль/л

отсюда получаем выражение для произведения растворимостей:

ПР(KA) = [K^]·[A^] = c₁·c₁ = 10^20, следовательно c₁ = 10^10 моль/л.

Аналогично для раствора K₂A (концентрацию его насыщенного раствора обозначим c₂):

K₂A = 2K^ + A^2.

концентрации: 2c₂моль/л c₂моль/л.

ПР(K₂A) = [K^]²·[A^2] = (2c₂)²·c₂ = 10^20, следовательно c₂ = 1,36·10^7 моль/л.

Аналогично для раствора K₃A (концентрацию его насыщенного раствора обозначим c₃):

K₃A = 3K^ + A^3.

концентрации: 3c₃моль/л c₃моль/л.

ПР(K₃A) = [K^]³·[A^3] = (3c₃)³·c₃ = 10^20, следовательно c₂ = 4,39·10^6 моль/л.

Из приведенных расчетов видно, что в ряду KA, K₂A, K₃A растворимость увеличивается.

Задание 3.37

При контакте железа с медью образуется гальванический элемент, в котором процессы окисления (железа) и восстановления (водорода на меди) пространственно разделены. В результате скорость коррозии железа увеличивается по сравнению с простым окислением Fe в HCl. Эти процессы можно изобразить следующим образом:

на катоде: 2H^ + 2e^  H₂⁰ ; на аноде: Fe⁰  2e^  Fe^2 .

Суммарный процесс: Fe + 2HCl  FeCl₂ + H₂⁰ .

При контакте железа с цинком достигается обратный эффект: цинк, являясь анодом, окисляется, а на железном катоде восстанавливается водород. Т.е. при хорошем контакте этих металлов скорость коррозии железа уменьшается почти до нуля. Уравнения этих процессов:

на катоде: 2H^ + 2e^  H₂⁰ ; на аноде: Zn⁰  2e^  Zn^2 .

Суммарный процесс: Zn + 2HCl  ZnCl₂ + H₂⁰ .

Задание 3.45д

Согласно электронной теории кислот и оснований Льюиса, кислота является акцептором, а основание  донором электронов. Следовательно, в реакции

AuCl₃ + Cl^ = [AuCl₄]^

AuCl₃ является кислотой Льюиса, а Cl^  основанием Льюиса.

Задание 4.1в

SO₃ + H₂O  H₂SO₄ ; P₂O₅ + 3H₂O  2H₃PO₄ ;

Na₂SiO₃ + H₂SO₄  Na₂SO₄ + H₂SiO₃ ; KOH + HNO₃  KNO₃ + H₂O ;

K₂O + 2HClO₄  2KClO₄ + H₂O ; Al₂O₃ + 3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O .

Задание 4.3д

Al₂(CO₃)₃ + 6H₂O  2Al(OH)₃ + 3H₂CO₃ ( H₂CO₃  CO₂ + H₂O ) ;

Na₂S + H₂O  NaOH + NaHS , S^2 + H₂O  OH^ + HS^ ;

ZrBr₄ + 2H₂O  Zr(OH)₂Br₂ + 2HBr , Zr^4 + 2H₂O  Zr(OH)₂^2 + 2H^ ;

CaH₂ + 2H₂O  Ca(OH)₂ + 2H₂ ; CaH₂ + 2H₂O  Ca^2 + 2OH^ + 2H₂ ;

CoCl₂ + H₂O  CoOHCl + HCl , Co^2 + H₂O  CoOH^ + H^ .

Задание 4.4

2KMnO₄ + 10FeSO₄ + 8H₂SO₄  2MnSO₄ + K₂SO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 8H₂O ;

Mn^7 + 5e^  Mn^2 ·1

Fe^2  e^  Fe^3  ·5

MnO₄^ + 5Fe^2 + 8H^  Mn^2 + 5Fe^3 + 4H₂O .

2KMnO₄ + 6KI + 4H₂O  2MnO₂ + 3I₂ + 8KOH ;

Mn^7 + 3e^  Mn^4 ·2

2I^1  2e^  I₂⁰  ·3

2MnO₄^ + 6I^ + 4H₂O  2MnO₂ + 3I₂ + 8OH^ .

2KMnO₄ + K₂SO₃ + 2KOH  2K₂MnO₄ + K₂SO₄ + H₂O ;

Mn^7 + e^  Mn^6 ·2

S^4  2e^  S^6  ·1

2MnO₄^ + SO₃^2 + 2OH^  2MnO₄^2 + SO₄^2 + H₂O .

Как видно из молекулярно-ионных уравнений, во всех реакциях принимают участие ионы H^ или OH^. Следовательно, в зависимости от их концентрации, т. е. от pH среды, будет меняться разность потенциалов восстанавливающегося и окисляющегося элементов.

Поэтому для различных условий, т. е. для различных значений pH среды, энергетически выгодны будут различные реакции, что и видно из уравнений.

Задание 4.8б

K₄[Fe(CN)₆] + 2ZnSO₄  Zn₂[Fe(CN)₆] + 2K₂SO₄ ;

mZn₂[Fe(CN)₆] + nK₄[Fe(CN)₆]  {[mZn₂[Fe(CN)₆]]n[Fe(CN)₆]^4xK^}^(4n-x) (4n-x)K^

||

|

mAl(OH)₃ + nAlCl₃  {[mAl(OH)₃]nAl^3xCl^}^(3n-x) (3n-x)Cl^

||

|