Индивидуальные задания по общей химии для студентов первого курса фармацевтического факультета очной и заочной форм обучения. Учебное пособие

3.Вычислите титр раствора А1(NО3)3 с эквивалентной концентрацией

0,1 моль/л.

4.Вычислите объем раствора серной кислоты с эквивалентной концентрацией 0,1 моль/л, необходимого для полной нейтрализации раствора NаОН, содержащегося в 25 мл его раствора с Сэ=0,2 моль/л.

ВАРИАНТ 14

1.Вычислите титр раствора Н2SО4 с эквивалентной концентрацией 0,05 моль/л.

2.Какой объем 26%-го раствора Н2SО4 с плотностью 1,19 г/мл необходимо взять, чтобы получить 500 мл раствора Н2SО4 с эквивалентной концентрацией 0,2 моль/л?

3.Плотность 9%-го раствора сахарозы С12Н22О11 равна 1,035 г/мл. Вычислите моляльность этого раствора.

4.К 0,1 л раствора хлорида бария с массовой долей ВаС12 20% (ρ=1,203г/мл) прибавлен избыток раствора сульфата хрома (III). Вычислите массу образовавшегося осадка ВаSО4.

ТЕМА 4. СТРОЕНИЕ АТОМОВ. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

ВАРИАНТ 1

1. Укажите порядковый номер элемента, у которого: а) заканчивается заполнение электронами орбиталей 4d б) начинается заполнение подуровня 4p. Для обоих элементов напишите электронные формулы атомов.

2.Для атома углерода возможны два различных электронных состояния. Как называют эти состояния атома? Как перейти от первого состояния ко второму? Напишите электронные и электронно-графические формулы обоих состояний.

3.Укажите тип химической связи в молекулах Н2, С12; НВr. Приведите схемы перекрывания электронных облаков при образовании молекул.

4.Опишите с позиций метода валентных связей электронное строение молекулы SiF4 и иона SiF62-. Изобразите строение молекулы и иона с учетом гибридизации центрального атома.

ВАРИАНТ 2

1.Напишите электронные формулы атомов элементов и назовите их, если значения квантовых чисел ( n,l,m,s) электронов наружного электронного слоя следующие а) 2,0,0,+½; 2,0,0,-½; б) 3,1,-1,-½; 3,1,+1,-½.

2.Составьте электронные и электронно-графические формулы следующих атомов и ионов: Аl0 и Аl3+; Вr0 и Вr- ; S0 и S2-

19

3.Какой характер имеют связи в молекулах NС13, СS2, ОF2? Укажите для каждой из них направление смещения общей электронной пары.

4.Опишите с позиций метода валентных связей электронное строение молекулы ВF3 и иона ВF4-. Изобразите строение молекулы и иона с учетом гибридизации центрального атома.

ВАРИАНТ 3

1.Напишите электронные формулы атомов элементов и назовите их, если значения квантовых чисел (n,l,m,s) электронов наружного (последнего) и предпоследнего электронных слоев следующие : а) 6,0,0,+½ ; 6,0,0,-½ ; 6,1,-1,+½ б) 3,2,-2,+½ ; 3,2, -1,+½; 4,0,0,+½; 4,0,0,-½

2.Составьте валентную схему молекулы СНС13 и укажите а) какая связь наиболее полярна? Б) в каком направлении смещено электронное облако этой связи?

3.Дипольный момент молекулы СS2 равен нулю. Каким типом гибридизации атомных орбиталей углерода описывается образование этой молекулы?

4.Расположите электроны на молекулярных орбиталях в молекуле О2. Изобразите схему образования молекулярных орбиталей в этой молекуле. Вычислите порядок связи.

ВАРИАНТ 4

1.Сколько электронных подуровней и уровней, какое число электронов содержат атомы с внешним электронным слоем: а) 4s24p2

б) 5s25p6?

2.Вычислите разность относительных электроотрицательностей атомов для связей Н-О и О-Г (где Г- это С1, Вr,I) в соединениях НОГ и определите а) какая из связей в каждой молекуле характеризуется большей степенью ионности? б) каков характер диссоциации этих молекул в водном растворе?

3.Сравните способы образования ковалентных связей в молекулах СН4, NН3 и в ионе NН4+. Могут ли существовать ионы СН5+ и NН52+?

4.Разместите электроны на молекулярных орбиталях в молекуле N2. Изобразите схему образования молекулярных орбиталей в молекуле из атомов азота. Вычислите порядок связи.

содержится в ядре атома этого изотопа; б) напишите электронную и электронно-графическую формулы атома; в) обоснуйте его место положение в периодической системе.

20

2.Вычислите разность относительных электроотрицательностей атомов для связей Н-О и О-Аs. Какая из связей более полярна? К какому классу гидроксидов относится Аs(ОН)3?

3.Объясните с позиций метода валентных связей способность оксидов NО и NО2 образовывать димерные молекулы.

4.Какой тип гибридизации имеет место при образовании молекул NН3 и Н2О? Чем объясняется изменение величины угла Н-N-Н и Н-О-Н по сравнению с величиной валентного угла, соответствующего этому типу гибридизации?

ВАРИАНТ 6

1.Ядро атома элемента содержит 45 нейтронов, а на электронных оболочках располагаются 35 электронов. Какой это элемент? Составьте его электронные и электронно-графические формулы в основном и возбужденном состояниях.

2.Какую валентность может проявлять сера в своих соединениях? Изобразите структуру атома серы в основном и возбужденном состояниях.

3.Какой атом или ион служит донором электронной пары при образовании ВН4-? Рассмотрите строение иона ВН4- по методу валентных связей.

4.Какую геометрическую форму могут иметь трехатомные молекулы типа АВ2? Рассмотрите на примерах молекул ВеС12, ZnBr2.

ВАРИАНТ 7

1.Сколько электронов содержат в наружном слое ионы: Са2+, Сr3+, Zn2+, Sе2-,Вr-? Какие из них сходны по строению электронной оболочки с атомами инертных газов?

2.Изобразите графическое и пространственное строение следующих молекул: ВF3, Н2S, РН3.

3.Какую максимальную валентность могут иметь в химических соединениях следующие элементы: Сu, Р, Тi, Мn? Почему ?

4.Используя метод молекулярных орбиталей, составьте энергетические диаграмма молекулы N2 и молекулярного иона N2+. Вычислите порядок связи в обеих частицах.

ВАРИАНТ 8

1.Относительная атомная масса некоторого изотопа равна 181, в электронной оболочке атома 73 электрона. Укажите а) сколько протонов и нейтронов содержится в ядре атома; б) какой это элемент? в) составьте электронную и электронно-графическую

21

формулы атома; г) обоснуйте положение элемента в периодической системе.

2.ВаС12 в водных растворах диссоциирует полностью, НgС12 почти не диссоциирует. Объясните это различие в свойствах солей.

3.Опишите строение молекулы СО с позиций методов ВС и МО. Какова кратность связи между атомами углерода и кислорода в этой молекуле?

4.Определите валентность и степень окисления азота в соединениях:

НNО3; НNО2; N2; NН3. Составьте структурные формулы этих соединений.

ВАРИАНТ 9

1.Для изотопа 131I определите а) состав ядра; б) как распределены электроны по квантовым уровням и подуровням?. Составьте электронную и электронно-графическую формулы.

2.В молекулах SО2 и SО3 атом серы находится в состоянии sp2- гибридизации. Полярны ли эти молекулы? Какова их пространственная структура?

3.Объясните с позиций метода валентных связей возможность образования молекулы С2N2.

4.Почему углерод в большинстве своих соединений четырехвалентен?

ВАРИАНТ 10

1.Атому какого из элементов отвечает каждая из приведенных электронных формул: а) 1s22s22р63s23р63d104s1

б) 1s22s22р63s23р63d104s24р64d105s25р65d16s2; в) 1s22s22р3

2.Расположите вещества в порядке возрастания полярности связи элемент-галоген: МgВr2; SiBr4; NаВr; А1Вr3

3.Почему молекула СF4 имеет тетраэдрическую, СОF2 – треугольную, а СО2- линейную формы?. Каково гибридное состояние валентных орбиталей атома углерода в данных молекулах?

4.Объясните причину повышения температуры кипения НF по сравнению с другими водородными соединениями галогенов. (Температуры кипения: НF – 293К; НС1188К; НВr206К; НI238К)

ВАРИАНТ 11

1.Атомам каких элементов и каким состояниям этих элементов отвечают следующие электронные формулы: 1s22s2 и 1s22s12р1; 1s22s22р1 и 1s22s12р2?

2.Расположите вещества в порядке возрастания полярности связи элемент-водород: АsН3; РН3; NН3; SbН3.

22

3.В молекулах Н2О и NН3 угол между связями не равен 900, а близок к тетраэдрическому (1090). Какой вид гибридизации атомных орбиталей у атома кислорода и азота? Представьте графически структуру молекул Н2О и NН3.

4.Объясните, как образуются водородные связи в хингидроне - молекулярном соединении хинона (а) с гидрохиноном (б)

ВАРИАНТ 12

1.Атомы каких элементов имеют следующее строение наружного и предпоследнего электронных подуровней: а) 3s23р63d104s24р5; б) 4s24р64d75s1; в) 4s24р64d105s0?

2.Изобразите электронные и электронно-графические формулы следующих частиц: Сd2+; Zr2+; I-

3.Молекула ВеF2- линейна, ВF3 имеет плоскостную структуру, СН4- объемную структуру ( тетраэдр). Какой вывод можно сделать о

4.За счет каких связей образуется димер уксусной кислоты? Покажите его структурную формулу.

ВАРИАНТ 13

1.Представьте электронную конфигурацию атома хлора и укажите, сколько электронных пар в атоме хлора и какие орбитали они занимают? Сколько неспаренных электронов в атоме хлора?

2.Установите вид гибридизации орбиталей атома углерода и структуру следующих соединений: СS2, СОS, СF4.

3.Что такое делокализованная π-связь? Покажите на примере строения иона СО32-.

4.В каком из изомеров ортоили мета-фторбензойной кислоты возможно образование внутримолекулярной водородной связи?

ВАРИАНТ 14

1.Укажите, какие ионы более сходны по строению своих внешних электронных оболочек: Сd2+ и Аg+ или Сd2+ и Ва2+?

2.Какие из перечисленных ниже веществ имеют ионное, а какие ковалентное строение? Укажите на структурных формулах этих

23

веществ характер каждой из связей: NН3; НNО3; А1(ОН)3; МnО2; КМnО4; ВаSО4

3.Определите путем расчета валентность кремния в указанных ниже

природных соединениях этого элемента: К2А12Si6О16; Н4А12Si2О9; СаМg3Si4О12 .

4.Какие гибридные облака атома углерода участвуют в образовании

химической связи в молекулах СС14; СО2; СОС12? Сделайте соответствующие рисунки строения этих молекул.

ТЕМА 5. СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

ВАРИАНТ 1

1.Реакция протекает по уравнению СаО (к) + СО2(г) ↔ СаСО3(к)

Как изменится скорость прямой реакции, если давление в системе увеличить в три раза?

2.Вычислите температурный коэффициент скорости реакции, если при повышении температуры на 450 скорость реакции возросла в 350 раз.

3.При некоторой температуре равновесные концентрации реагентов

обратимой реакции: 2 NО(г) + О2(г) ↔ 2 NО2(г) составили: [NO]= 0,04 моль/л; [O2]=0,06 моль/л; [NO2]= 0,02 моль/л. Вычислите константу равновесия и начальные концентрации NO и О2.

4.В каком направлении сместится химическое равновесие следующих

равновесных систем: а) 2Н2(г) + О2(г) ↔ 2Н2О(г) ; ∆Н < 0

б) Fе3О4(к) + СО(г) ↔ 3FеО (к) + СО2(г) ∆Н < 0 при повышении давления; при понижении температуры?

ВАРИАНТ 2

1.Как изменится скорость реакции между сернистым газом и

кислородом 2SО2 (г) + О2(г) ↔2SО3(г), если уменьшить объем газовой смеси в три раза?

2.На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции возросла в 150 раз? Температурный коэффициент скорости реакции равен 2,4.

3.Обратимая реакция выражается уравнением: А + 2В ↔ С .При установившемся равновесии концентрации веществ равнялись : [А]=0,6 моль/л; [В]=1,2 моль/л; [С]=2,16 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходные концентрации веществ А и В.

4.В каком направлении сместится равновесие реакции

СО2(г) + Н2(г) ↔ СО(г) + Н2О (г) при а) увеличении объема системы; б) конденсации водяных паров?

24

ВАРИАНТ 3

1.Реакция идет по уравнению: Н2(г) + С12(г) ↔ 2НС1 (г) .Как изменится скорость реакции, если увеличить давление в три раза?

2.Температурный коэффициент скорости некоторой реакции равен 2,3. Во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если повысить температуру на 25 градусов?

3.Реакция идет по уравнению 4НС1 (г) + О2(г) ↔ 2Н2О(г) + 2С12(г). В момент равновесия концентрации [НС1]= 0,25 моль/л; [О2]=0,2 моль/л; [С12]=0,1 моль/л. Определите константу равновесия и исходные концентрации НС1 и О2.

4.В каком направлении будет смещаться равновесие реакций а) с повышением температуры; б) с повышением давления:

2SО2 (г) + О2(г) ↔2SО3(г) ∆Н = - 196,6 кДж N2(г) + О2(г) ↔ 2NО (г) ∆Н = + 180,7 кДж

ВАРИАНТ 4

1.Как изменится скорость реакции 2 NО(г) + О2(г) ↔ 2 NО2(г) , протекающей в закрытом сосуде, если увеличить давление в четыре раза?

2.Температурный коэффициент скорости некоторых ферментативных

процессов достигает 7. Принимая скорость ферментативного процесса при 200 за 1, укажите, чему могла бы быть равна скорость этого процесса при 500С.

3.Исходные концентрации оксида углерода и паров воды соответственно равны 0,08 моль/л. Вычислите равновесные

концентрации СО, Н2О, Н2 в системе:

СО(г) + Н2О(г) ↔ СО2(г) + Н2(г) , если равновесная концентрация СО2 равна 0, моль/л. Рассчитайте константу равновесия реакции.

4.В каком направлении будет смещаться равновесие а) при повышении температуры; б) понижении давления: 3О2 ↔2О3 ∆Н= + 184,6 кДж

2СО(г) + О2(г) ↔ 2СО2(г) ∆Н= - 566 кДж

ВАРИАНТ 5

1.Во сколько раз следует увеличить концентрацию оксида углерода в системе

2СО(г) ) ↔ СО2(г) + С(к), чтобы скорость реакции увеличилась в 4 раза?

2.Две реакции протекают при 250С с одинаковой скоростью.

Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2,0, а второй 2,5. Найдите отношение скоростей этих реакций при 850С.

3.Рассчитайте константу равновесия реакции N2О4 ↔ 2NО2, если начальная концентрация N2О4 составляла 0,09 моль/л, а к моменту наступления равновесия диссоциировало 50% N2О4.

25

4.В каком направлении сместится равновесие в процессе СН3СООН ) ↔ Н+ + СН3СОО-, если в раствор прибавить некоторое количество сильного электролита ацетата натрия (СН3СООNа).

ВАРИАНТ 6

1.Напишите уравнение скорости реакции С(к) + О2(г) → СО2(г) и определите во сколько раз увеличится скорость реакции при увеличении давления в 3 раза.

2.При 1200С реакция заканчивается за 20 минут. Через сколько

времени эта реакция закончится при 1800С? Температурный коэффициент скорости реакции равен 3.

3.Вычислите константу равновесия в системе 2SО2 (г) + О2(г) ↔2SО3(г) , если равновесная концентрация [SО3] =0,02 моль/л, а исходные концентрации SО2=0,5 моль/л, О2=0,4 моль/л.

4.Почему при изменении давления смещается равновесие реакции

N2+3Н2 ↔2NН3 и не смещается равновесие реакции N2+ О2 ↔2NО ? Объяснить.

ВАРИАНТ 7

1. Определите, как изменится скорость прямой реакции

SО2 (г) + О2(г) ↔2SО3(г), если общее давление в системе увеличить в 4 раза?

2.При 1600С некоторая реакция заканчивается за 16 минут. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 3,5,

рассчитайте через какое время закончится эта реакция , если проводить ее при 800С.

3.При некоторой температуре равновесие в системе 2 NО2(г) ↔2 NО(г) + О2(г) установилось при следующих концентрациях: [NО2]=0,006 моль/л; [NО]=0,024 моль/л. Найдите константу равновесия реакции и исходную концентрацию NО2

4.Укажите, какими изменениями концентраций реагирующих веществ можно сдвинуть вправо равновесие реакции:СО2(г) + С(к) ↔ 2СО(г)

ВАРИАНТ 8

1.В системе СО(г) + С12(г) = СОС12 концентрацию СО увеличили от 0,03 до 0,12 моль/л, а концентрацию хлора – от 0,02 до 0,06 моль/л. Во сколько раз возросла скорость прямой реакции?

2.При повышении температуры на каждые 10 градусов скорость

реакции увеличивается в 2 раза. Как изменится скорость этой реакции, если понизить эту температуру от 1000С до 500С?

3.В каком направлении сместится равновесие реакции

26

2СО(г) + 2Н2(г) ↔ СН4(г) + СО2(г), если концентрации всех реагирующих веществ уменьшить в 3 раза?

4. Как повлияет понижение температуры и давления на равновесие

следующих обратимых реакций: N2О4 ↔ 2NО2 ; ∆Н0= + 58,4 кДж

N2+3Н2 ↔2NН3 ∆Н0= - 92,4 кДж

ВАРИАНТ 9

1.Как изменится скорость реакции 2 NО(г) + О2(г) ↔ 2 NО2(г), если повысить концентрацию NО в 3 раза?

2.При 1500С некоторая реакция заканчивается за 16 минут. Принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 2,5,

рассчитайте через какое время закончится эта реакция , если проводить ее при 2000С.

3.При нагревании протекает реакция: SО2С12(г) ↔ SО2(г) + С12(г). При некоторой температуре из 1 моль SО2С12, находящегося в закрытом сосуде емкостью 20 л, разлагается 0,5 моль. Определите константу равновесия при этой температуре.

4.Как повлияет на равновесие следующих реакций:

2Н2(г) + О2(г) ↔ 2Н2О(г) ; ∆Н0 = - 483,6 кДж СаСО3(к) ↔ СаО(к) + СО2(г) ∆Н0= 179 кДж

а) повышение давления б) повышение температуры?

ВАРИАНТ 10

1.Во сколько раз изменится скорость реакции 2А + В →А2В, если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза?

2.При температуре 1000С скорость одной реакции в 2 раза больше скорости второй. Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 2, второй 4. При какой температуре скорости обеих реакций выровняются?

3.Равновесие в системе Н2(г)+I2(г) ↔2НI(г) установилось при следующих концентрациях: [Н2]=0,025 моль/л; [I2]=0,005 моль/л; [НI]=0,09 моль/л. Определите исходные концентрации йода и водорода. Вычислите константу равновесия реакции.

4.В каких из нижеприведенных обратимых реакций изменение

давления не вызовет нарушения равновесия: МgСО3↔МgО+СО2;

Н2(г)+I2(г) ↔2НI(г); 3О2 ↔2О3.

27

ВАРИАНТ 11

1.Как изменится скорость реакции 2 NО(г) + О2(г) ↔ 2 NО2(г), если увеличить давление в системе в 3 раза?

2.Во сколько раз увеличится скорость реакции, если увеличить

2NО(г) + С12(г) ↔2NОС1(г) составляют соответственно 0,5 моль/л и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% оксида азота.

4.Как повлияет на равновесие следующих реакций:

2Н2S(г) ↔ 2Н2(г) + S2(г) ∆Н0= + 169, 4 кДж

4НС1(г) + О2(г) ↔ 2Н2О (г) + 2С12(г) ∆Н0= - 114, 5 кДж а) повышение давления б) понижение температуры?

ВАРИАНТ 12

1.Во сколько раз следует увеличить давление, чтобы скорость

образования NО2 по реакции 2 NО(г) + О2(г) ↔ 2 NО2(г) возросла в

1000 раз?

2.На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции возросла в 30 раз (температурный коэффициент скорости реакции равен 2,5)?

3.Для реакции N2+3Н2 ↔2NН3 в состоянии равновесия концентрации участвующих в ней веществ были: [N2]=0,01 моль/л; [H2]=3,6 моль/л; [NH3]=0,40 моль/л. Вычислите исходные концентрации азота и водорода.

4.Куда сместится равновесие в системах:

2НВr(г) ↔ Н2+ Вr2 – 70,18 кДж

2 NО(г) + О2(г) ↔ 2 NО2(г) + 117,2 кДж

а) при увеличении давления б) увеличении температуры.

ВАРИАНТ 13

1.Реакция идет по уравнению Н2+I2 ↔2НI. Константа скорости этой реакции при 5080С равна 0,16. Исходные концентрации

реагирующих веществ были: С(Н2)=0,04 моль/л; С(I2)=0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость ее, когда С(Н2) стала 0,03 моль/л.

2.Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 1000С, принимая температурный коэффициент скорости реакции равным 3.

3.Реакция окисления оксида серы IV: 2SО2 (г) + О2(г) ↔2SО3(г) началась при С(SО2)=0,03 моль/л и С(О2)=0,025 моль/л. К моменту

28