БДЗ по химии / VAR13

ВАРИАНТ 13.

Задание 3.1в.

Согласно правилу Клечковского, заполнение энергетических уровней происходит в порядке возрастания суммы чисел n+l, а при равных значениях n+l – в порядке возрaстания n. То есть для заданной суммы n+l=6 порядок заполнения будет следующим: 4d(n=4, l=2); затем 5p(n=5, l=1); затем 6s(n=6, l=0).

Задание 3.3в.

UO₂SO₄ ; O^2 O^2 O^2 Все связи ковалентные полярные с долей ионности.

\\ / \ // Степень ионности связи OU (разность

U^6 S^6 электроотрицательностей 1,6) больше, чем связи

// \ / \\ SO (ЭО = 0,9 ).

O^2 O^2 O^2

UO₃ ; O^2 Связи UO ковалентные полярные с долей ионности

|| (ЭО = 1,6 ).

O^2 = U^6 = O^2

UO₄ ; O^1  O^1 Связи UO ковалентные полярные (ЭО = 1,6 ) с долей

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

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

// \\

O^2 O^2

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 3.10.

Для обратимой простой реакции A(г) + 2B(г) = 2C(г) + Q рассмотрим скорости прямой и обратной реакций:

а) V_пр= k_прp(A)p²(B) , причем согласно правилу Вант-Гоффа , по условию _пр= 2 (т.к. прямая реакция является экзотермической). Значит при повышении температуры на 20C, константа скорости прямой реакции возрастет в 4 раза, а при одновременном увеличении давления в 3 раза множитель p(A)p²(B) возрастет в 27 раз; т.е. скорость прямой реакции при указанных изменениях увеличится в 108 раз.

б) аналогично для обратной реакции: V_обр= k_обрp²(C) , _пр= 3; при указанных изменениях константа скорости обратной реакции возрастет в 9 раз, а множитель p²(C) возрастет также в 9 раз ; т.е. скорость обратной реакции увеличится в 81 раз.

Отсюда видно, что скорость прямой реакции возрастает сильнее, чем скорость обратной. Следовательно, равновесие сместится в сторону прямой реакции, т.е. вправо.

Задание 3.15.

По уравнению реакции 2NO₂ = 2NO + O₂ видно, что если [NO] = 0,024 моль/л , то [O₂] = [NO]/2 = 0,012 моль/л, а исходная концентрация c(NO₂) больше равновесной [NO₂] на 0,024 моль/л, т.е. c(NO₂) = [NO₂] + [NO] = 0,03 моль/л. Тогда константа равновесия равна :

.

Задание 3.30.

EuC₂ + 2H₂O  Eu(OH)₂ + C₂H₂ ;

CeC₂ + 4H₂O  Ce(OH)₄ + C₂H₄ ;

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

Cl₂ + H₂O = HCl + HClO ; Cl₂ + H₂O = H^ + Cl^ + HClO ;

SO₂Cl₂ + 2H₂O  H₂SO₄ + 2HCl ; SO₂Cl₂ + 2H₂O  4H^ + SO₄^2 + 2Cl^ .

Задание 3.35.

Рассмотрим процесс электролиза раствора CuCl₂ .

Теоритически возможные процессы на катоде:

1) Cu^2 + 2e^  Cu⁰ , E₁= E⁰(Cu^2/ Cu⁰) = 0,337 B ;

2) 2H^ + 2e^  H₂ , E₂ =  0,059pH .

Очевидно, что E₁ > E₂ , поэтому на катоде идет первая реакция ( восстановление меди ).

Теоритически возможные процессы на аноде:

3) 2Cl^  2e^  Cl₂⁰ , E₃= E⁰(Cl⁰/ Cl^)  (Cl₂) = 1,46 B ;

4) 2H₂O  4e^  4H^ + O₂ , E₄ = 1,23  0,059pH  (O₂) > 1,917 B .

Очевидно, что E₃ < E₄ , поэтому на аноде идет реакция 3 .

Тогда суммарная реакция такова: CuCl₂ Cu + Cl₂

Задание 3.38.

Для разделения соединений тория(IV) и гадолиния(III), исходно находящихся в водном растворе, можно использовать большую склонность тория по сравнению с гадолинием к комплексообразованию. Так, например, добавив в раствор смеси хлоридов тория и гадолиния ( ThCl₄ и GdCl₃ ) избыток фторида натрия, мы получим осадок фторида гадолиния, в то время как торий останется в растворе в виде комплексного иона, т. е. элементы могут быть отделены друг от друга:

GdCl₃ + 3NaF  GdF₃ + 3NaCl ; Gd^3 + 3F^  GdF₃ ;

ThCl₄ + 8NaF  Na₄[ThF₈] + 4NaCl ; Th^4 + 8F^  [ThF₈]^4 .

Задание 3.44б.

Согласно протонной теории кислот и оснований Брендстеда, кислота является донором протонов, а основание  акцептором протонов. Следовательно, в реакции

NH₃ + H₂O = NH₄^ + OH^

кислоте H₂O соответствует сопряженное основание OH^, а основанию NH₃  сопряженная кислота NH₄^.

Задание 4.1г.

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 4.3в.

Cr₂S₃ + 6H₂O  2Cr(OH)₃ + 3H₂S ;

ThCl₄ + 2H₂O  Th(OH)₂Cl₂ + 2HCl , Th^4 + 2H₂O  Th(OH)₂^2 + 2H^ ;

KCN + H₂O  KOH + HCN , CN^ + H₂O  OH^ + HCN ,

NaH + H₂O  NaOH + H₂ ; NaH + H₂O  Na^ + OH^ + H₂ ;

CeC₂ + 4H₂O  Ce(OH)₄ + C₂H₄ .

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 4.7б.

Fe(OH)₂ + 6KCN  K₄[Fe(CN)₆] + 2KOH ;

Fe(OH)₂ + 6CN^  [Fe(CN)₆]^4 + 2OH^ ;

G⁰ = G_обр([Fe(CN)₆]^4) + 2·G_обр(OH^)  G_обр(Fe(OH)₂) 6·G_обр(CN^) ;

AgCl + 2KCN  K[Ag(CN)₂] + KCl ;

AgCl + 2CN^  [Ag(CN)₂]^ + Cl^ ;

G⁰ = G_обр([Ag(CN)₂]^) + G_обр(Cl^) G_обр(AgCl) 2·G_обр(CN^) ;

3