
БДЗ по химии / VAR49
.DOCВАРИАНТ 49.
Задание 3.2г.
Полная электронная формула:
58Ce 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f25s25p66s2.
Сокращенная электронная формула в виде энергетических ячеек:
58Ce [ ] 4s2 / 4p6 \ / 4d10\ / 4f 2 \ 5s2 / 5p6 \ 6s2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Церий Ce f-элемент; к его электронным аналогам относится торий Th.
Высшая степень окисления церия 4 ; это возбужденное состояние характеризуется следующими значениями квантовых чисел:
58Ce*… 5s2 / 5p6 \ / 5d2 \ 6s1 / 6p1 \
-
n
5
5
6
6
l
2
2
0
1
m
1
1
0
0
s
½
½
½
½
Задание 3.3г.
U3O8 ; O2 O2 O2 O2 Все связи ковалентные полярные с долей ионности.
\\ / \ / \ // Степень ионности связи OU4 (разность
U6 U4 U6 электроотрицательностей 2,1) больше, чем связи
// \ / \ / \\ OU6 ( ЭО = 1,6 ).
O2 O2 O2 O2
Pb3O4 ; O2 O2 Все связи ковалентные полярные с долей ионности.
/ \ / \ Степень ионности связи OPb2 ( ЭО = 1,9 )
Pb2 Pb4 Pb2 больше, чем связи OPb4 (ЭО = 1,7 ).
\ / \ /
O2 O2
Fe3O4 ; O2 = Fe3 O2 Fe2 O2 Fe3 = O2 ;
Все связи ковалентные полярные с долей ионности.
Степень ионности связи OFe2 ( ЭО = 1,7 ) больше, чем связи OFe3 (ЭО = 1,6 ).
Задание 3.4.
По определению, энтальпией образования химического соединения называется изменение энтальпии в процессе получения моль этого соединения из простых веществ, устойчивых при данной температуре. Очевидно, что под это определение подходят только реакции г) и е). Энтальпия остальных реакций не является энтальпией образования веществ, т. к. в реакции а) образуется два моля вещества, а в реакциях б), в), д), ж) исходные вещества не являются простыми
Задание 3.11.
Среди перечисленных реакций группу быстрых составляют реакции ионного обмена и взаимодействия радикалов:
в) Ag(р-р) + Cl(р-р) AgCl(тв) ;
г) OH(р-р) + H(р-р) H2O(ж) ;
д) KOH(р-р) + HCl(р-р) KCl(р-р) + H2O(ж) ;
е) H·(г) + H·(г) H2(г) ;
ж) Cl·(г) + Cl·(г) Cl2(г) ;
для этих реакций Eа= 0÷50 кДж.
Группу медленных реакций составляют взаимодействия валентнонасыщенных соединений:
а) C(графит) + O2(г) CO2(г) ;
б) CH4(г) + 2O2(г) CO2(г) + 2H2O(г) ;
для этих реакций Eа= 90÷220 кДж.
Задание 3.16.
По уравнению реакции N2O4 = 2NO2 видно, что если из начальных 0,08 моль/л N2O4 диссоциировало 50%, то равновесная концентрация NO2 составит [NO2] = 0,08 моль/л, при этом равновесная концентрация N2O4 составит (100-50)=50% от начальной, т.е. [N2O4] = 0,04 моль/л. Тогда константа равновесия равна :
Задание 3.21г.
1) Рассмотрим раствор ThCl4 (C = 0,1 моль/л ).Эта соль диссоциирует по уравнению:
ThCl4 Th4 + 4Cl, поэтому C(Th4) = 0,1 моль/л, C(Cl) = 0,4 моль/л. Найдем ионную силу такого раствора:
=
0,5·[C(Th4)·z2(Th4)
+ C(Cl)·z2(Cl)]
= 0,5·[0,1·42
+ 0,4·12]
= 1.
Используя уравнение первого приближения
теории ДебаяХюккеля,
найдем коэффициент активности y±
: ln y±
=
A·z·z·,
где A
константа растворителя (Авод=1,174);
ln y±
=
1,174·4·(1)·
= 4,696 ; отсюда y±
= 0,0091. Тогда активность электролита
равна: a±
=
= 11·44·0,15·0,00915
= 2,54·1015
.
2) Аналогично для раствора [Cu(NH3)4]Cl2.
[Cu(NH3)4]Cl2 [Cu(NH3)4]2 + 2Cl ; C([Cu(NH3)4]2) = 0,1 моль/л, C(Cl) = 0,2 моль/л.
I = 0,5·[0,1·22 + 0,2·12] = 0,3.
ln y±
=
1,174·2·(1)·
= 1,286
; отсюда y±
= 0,276. Тогда активность электролита
равна: a±
=
= 11·22·0,13·0,2763
= 8,4·105.
Задание 3.36.
При электролизе раствора KOH на аноде возможна только одна реакция:
4OH 4e O2 + 2H2O . А на катоде конкурируют два процесса (перенапряжением по условию пренебрегаем ) :
1) K + e K0 , E1= E0(K/K0) = 2,925 B ;
2) 2H2O + 2e H2 + 2OH , E2 = 0,059pH .
Очевидно, что E1<
E2 , поэтому на катоде
идет вторая реакция ( восстановление
водорода ). Тогда суммарная реакция
такова: 2H2O
2H2
+ O2
Задание 3.44д.
Согласно протонной теории кислот и оснований Брендстеда, кислота является донором протонов, а основание акцептором протонов. Следовательно, в реакции
HF + H2O = F + H3O
кислоте HF соответствует сопряженное основание F, а основанию H2O сопряженная кислота H3O.
Задание 4.1д.
CuCl2 + H2S CuS + 2HCl ; AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3 ;
FeCl3 + 3KCN K3[Fe(CN)6] + 3KCl ; AgBr + 2Na2S2O3 Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr ;
Ba(OH)2 + SO2 BaSO3 + H2O ; 2NaOH + WO3 Na2WO4 + H2O ;
Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O ; 3KOH + Cr(OH)3 K3[Cr(OH)6] ;
CaO + SiO2 CaSiO3 ; Al2O3 + K2O 2KAlO2 ;
2La + 3Cl2 2LaCl3 ; Cu + 2H2SO4(конц) CuSO4 + SO2 + 2H2O ;
2Sc + 3H2SO4(разб) Sc2(SO4)3 + 3H2 ; Fe + CuSO4 Cu + FeSO4 .
Задание 4.3г.
CuCO3 + 2H2O Cu(OH)2 + H2CO3 ( H2CO3 CO2 + H2O ) ;
Pb(NO3)2 + H2O PbOHNO3 + HNO3 , Pb2 + H2O PbOH + H ;
UCl6 + 4H2O U(OH)4Cl2 + 4HCl , U6 + 4H2O U(OH)42 + 4H ;
PCl3+ 3H2O H3PO3 + 3HCl , PCl3+ 3H2O H3PO3 + 3H + 3Cl ;
CaH2 + 2H2O Ca(OH)2 + 2H2 , CaH2 + 2H2O Ca2 + 2OH + 2H2 .
Задание 4.6г.
2KMnO4 + 10KI + 8H2SO4 5I2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O ;
Mn7 + 5e Mn2 ·2 ; E0(Mn7/Mn2) = 1,51 B ;
2I1 2e I20 ·5 ; E0(I20/I1) = 0,54 B ;
E0 = E0(Mn7/Mn2) E0(I20/I1) = 0,97 B.
G0 = z·F·E0 = 936,1 кДж (где z число молей электронов, участвующих в ОВР,
F 96500 Кл постоянная Фарадея).
G0« 0, следовательно, реакция идет в прямом направлении.
3HNO2 + Na2Cr2O7 + 4H2SO4 3HNO3 + Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4H2O ;
Cr6 + 3e Cr3 ·2 ; E0(Cr6/Cr3) = 1,33 B ;
N3 2e N5 ·3 ; E0(N3/N5) = 0,94 B ;
E0 = E0(Cr6/Cr3) E0(N3/N5) = 0,39 B.
G0 = z·F·E0 = 225,81 кДж.
G0« 0, следовательно, реакция идет в прямом направлении.
3H2O2 + K2Cr2O7 + 4H2SO4 3O2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O ;
Cr6 + 3e Cr3 ·2 ; E0(Cr6/Cr3) = 1,33 B ;
2O1 2e O20 ·3 ; E0(O20/O1) = 1,23 B ;
E0 = E0(Cr6/Cr3) E0(O20/O1) = 0,1 B.
G0 = z·F·E0 = 57,9 кДж.
G0« 0, следовательно, реакция идет в прямом направлении.
Задание 4.7б.
Fe(OH)2 + 6KCN K4[Fe(CN)6] + 2KOH ;
Fe(OH)2 + 6CN [Fe(CN)6]4 + 2OH ;
G0 = Gобр([Fe(CN)6]4) + 2·Gобр(OH) Gобр(Fe(OH)2) 6·Gобр(CN) ;
AgCl + 2KCN K[Ag(CN)2] + KCl ;
AgCl + 2CN [Ag(CN)2] + Cl ;
G0 = Gобр([Ag(CN)2]) + Gобр(Cl) Gобр(AgCl) 2·Gобр(CN) ;