БДЗ по химии / VAR17

ВАРИАНТ 17.

Задание 3.2б

Полная электронная формула:

₂₃V 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s².

Сокращенная электронная формула в виде энергетических ячеек:

₂₃V [ ] 3s² _/ 3p⁶_{\ /}3d³_\ 4s²

















Ванадий V  d-элемент; к его электронным аналогам относятся ниобий Nb, тантал Ta, нильсборий Ns.

Высшая степень окисления ванадия 5 ; это возбужденное состояние характеризуется следующими значениями квантовых чисел:

₂₃V^*[ ]3s² _/ 3p⁶ _{\ /}3d³ _\ 4s¹ _/ 4p¹ _\

											
			n	3	3	3			4		4
			l	2	2	2			0		1
			m	1	0	1			0		0
			s	½	½	½			½		½

Задание 3.3б

H₂SO₃ ; O^2 Все связи ковалентные полярные с долей ионности.

|| Степень ионности связи HO (разность

H^1O^2S^4O^2H^1 электроотрицательностей 1,3) больше, чем связи

SO ( ЭО = 0,9 ).

K₂S₂O₇ ; O^2 O^2 Связи KO ионные (ЭО = 2,7 ), следовательно,

|| || они обладает большей степенью ионности, чем

K^1O^2S^6O^2S^6O^2K^1 ковалентные полярные связи SO (ЭО = 0,9 ).

|| ||

O^2 O^2

Na₂S₂O₈ ; O^2 O^2 Связь OO (ЭО = 0 ) ковалентная неполярная;

|| || остальные связи описаны в предыдущем

Na^1O^2S^6O^1O^1S^6O^2Na^1 пункте ( связь NaO аналогична KO ).

|| ||

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 3.9

2NO + 2H₂  N₂ + 2H₂O ; V = k [NO]² [H₂]

По кинетическому уравнению легко определить частные порядки по реагирующим веществам: по NO - 2; по H₂ - 1.

Общий порядок реакции равен сумме частных порядков, т. е. 3.

Экспериментальные порядки не согласуются со стехиометрическими соотношениями, т. к. данная реакция является сложной.

Задание 3.14г

CO₂(г) + H₂(г) = CO(г) + H₂O(г);

;

(где G = G_обр(CO) + G_обр(H₂O)  G_обр(CO₂)  G_обр(H₂) изменение энергии Гиббса в ходе реакции ).

4NH₃(г) + 3O₂(г) = 2N₂(г) + 6H₂O(г);

Задание 3.19

Найдем молярную концентрацию каждой из солей по формуле: ;

; считая диссоциацию соли полной, получаем: C(Cr^3) = 2C(Cr₂(SO₄)₃) = 0,02 моль/л.

; C(Zn^2) = C(ZnCl₂) = 0,0074 моль/л.

; C(La^3) = C(LaCl₃) = 0,081 моль/л.

Задание 3.34г

По табличным данным находим, что E⁰(Zn^2/ Zn⁰) < E⁰(Ni^2/ Ni⁰), следовательно, на катоде идет восстановление никеля, а на аноде – окисление цинка. Схема такого гальванического элемента имеет вид:

_/ 2e^ _\

Zn⁰ | Zn^2 || Ni^2 | Ni⁰. Электродные процессы:

на катоде: Ni^2 + 2e^  Ni⁰ , E⁰(Ni^2/ Ni⁰) = 0,25 B ;

на аноде: Zn⁰  2e^  Zn^2 , E⁰(Zn^2/ Zn⁰) = 0,763 B ;

тогда ЭДС равна E = E⁰(Ni^2/ Ni⁰)  E⁰(Zn^2/ Zn⁰) = 0,513 B.

Уравнение токообразующей реакции имеет вид:

Ni^2 + Zn⁰  Ni⁰ + Zn^2 ; NiCl₂ + Zn  Ni + ZnCl₂ .

Задание 3.42

Для отделения соединений урана от премесей соединений железа и редкоземельных элементов можно использовать метод карбонатной очистки:

UO₂SO₄ + 3Na₂CO₃  Na₂[UO₂(CO₃)₂] + Na₂SO₄ ;

Fe₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ + 3H₂O  2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄ + 3CO₂ ;

РЗЭ₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃  РЗЭ₂(CO₃)₃ + 3Na₂SO₄ (где РЗЭ – редкоземельный элемент).

Отсюда видно, что уран остается в растворе, а примеси выпадают в осадок и, следовательно, могут быть отделены.

Задание 3.44г

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

CH₃COO^ + HCl = CH₃COOH + Cl^

кислоте HCl соответствует сопряженное основание Cl^, а основанию CH₃COO^  сопряженная кислота CH₃COOH.

Задание 4.1б

2Na + 2H₂O  2NaOH + H₂ ; K₂O + H₂O  2KOH ;

2NaCl + 2H₂O2NaOH + H₂ + Cl₂ ;

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH  2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄ ;

(NH₄)₂Fe(SO₄)₂ + 4NaOH  2NH₄OH + Fe(OH)₂ + 2Na₂SO₄ .

Задание 4.3б

Al₂S₃ + 6H₂O  2Al(OH)₃ + 3H₂S ;

Na₂HPO₄ + H₂O  NaOH + KH₂PO₄ , HPO₄^2 + H₂O  OH^ + H₂PO₄^ ;

Cu(NO₃)₂ + H₂O  CuOHNO₃ + HNO₃ , Cu^2 + H₂O  CuOH^ + H^ ;

LiH + H₂O  LiOH + H₂ ; LiH + H₂O  Li^ + OH^ + H₂ ;

EuC₂ + 2H₂O  Eu(OH)₂ + C₂H₂ .

Задание 4.6а

K₂Cr₂O₇ + 3SnSO₄ + 7H₂SO₄  3Sn(SO₄)₂ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O ;

Cr^6 + 3e^  Cr^3  ·2 ; E⁰(Cr^6/Cr^3) = 1,33 B ;

Sn^2  2e^  Sn^4  ·3 ; E⁰(Sn^4/Sn^2) = 0,15 B ;

E⁰ = E⁰(Cr^6/Cr^3)  E⁰(Sn^4/Sn^2) = 1,18 B.

G⁰ =  z·F·E⁰ = 683,22 кДж (где z  число молей электронов, участвующих в ОВР,

F  96500 Кл  постоянная Фарадея).

G⁰« 0, следовательно, реакция идет в прямом направлении.

6FeSO₄ + KClO₃ + 3H₂SO₄  KCl + 3Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O ;

Cl^5 + 6e^  Cl^1  ·1 ; E⁰(Cl^5/Cl^1) = 2,45 B ;

Fe^2  e^  Fe^3  ·6 ; E⁰(Fe^3/Fe^2) = 0,77 B ;

E⁰ = E⁰(Cl^5/Cl^1)  E⁰(Fe^3/Fe^2) = 1,68 B.

G⁰ =  z·F·E⁰ = 972,72 кДж.

G⁰« 0, следовательно, реакция идет в прямом направлении.

PbO₂ + HCl  PbCl₂ + Cl₂ + H₂O ;

2Cl^1  2e^  Cl₂⁰  ·1 ; E⁰(Cl⁰/Cl^1) = 1,36 B ;

Pb^4 + 2e^  Pb^2  ·1 ; E⁰(Pb^4/Pb^2) = 1,66 B ;

E⁰ = E⁰(Pb^4/Pb^2)  E⁰(Cl⁰/Cl^1) = 0,3 B.

G⁰ =  z·F·E⁰ = 57,9 кДж.

G⁰« 0, следовательно, реакция идет в прямом направлении.

Задание 4.7д

Th(SO₄)₂ + 4Na₂C₂O₄  Na₄[Th(C₂O₄)₄] + 2Na₂SO₄ ;

Th^4 + 4C₂O₄^2  [Th(C₂O₄)₄]^4 ;

G⁰ = G_обр([Th(C₂O₄)₄]^4)  G_обр(Th^4)  4·G_обр(C₂O₄^2) ;

Th(SO₄)₂ + 4K₂CO₃  K₄[Th(CO₃)₄] + 2K₂SO₄ ;

Th^4 + 4CO₃^2  [Th(CO₃)₄]^4 ;

G⁰ = G_обр([Th(CO₃)₄]^4)  G_обр(Th^4)  4·G_обр(CO₃^2) ;