Общая и неорганическая химия. Неорганическая химия. Учебное пособие

99.a) Ni(OH)2 + Br2 + NaOH → Ni(OH)3 + … б) H3PO3 + KMnO4 + H2SO4 → H3PO4 + …

в) LiMnO4 + Cr2(SO4)3 + H2O → Li2Cr2O7 + …

100.a) K2Cr2O7 + HCl →

б) H3PO2 + Na2Cr2O7 + H2O → H3PO4 + …

в) Se + KNO3 + KOH → K2SeO4 + KNO2 + …

101.a) Cr(OH)3 +H2O2 + KOH →

б) Mn(NO3)2 + NaBiO3 + HNO3 → HMnO4 + Bi(NO3)3 + … в) NH2OH + NaMnO4 + H2SO4 → N2 + …

102.а) N2H4 + Zn + KOH + H2O → K2[Zn(OH)4] + … б) As2O3 + HNO3(конц) → H3AsO4 + …

в) I2 + Cl2 + H2O →

103.a) Al + KNO3 + HCl → AlCl3 + NH4Cl + … б) Fe + HNO3 →

в) Pb(NO3)2 + Cl2 + KOH → K2[Pb(OH)6] + …

104.a) Mn(NO3)2 + LiBiO3 + HNO3 → HMnO4 + … б) SO2 + Br2 + H2O →

в) Na2Сr2O7 + K2SO3 + HCl →

105.a) Ni(OH)3 + HCl → NiCl2 + Cl2 + H2O б) N2H4 + AgNO3 + NaOH → N2 + … в) KMnO4 + MnCl2 + H2O → MnO2 + …

106.а) Co(OH)3 + H2SO4 → CoSO4 + O2 + … б) As2S5 + HNO3 + H2O → H3AsO4 + … в) Cr(OH)3 + H2O2 + NaOH →

107.a) P + KOH + H2O → PH3 + KH2PO2

б) KMnO4 + Cr2(SO4)3 + H2O → K2Cr2O7 + … в) NH2OH + KMnO4 + HCl → N2 + …

108.а) Br2 + Cl2+ LiОН →

б) HNO2 + KMnO4 + H2SO4 → HNO3 + …

в) Na2CrO4 + Na2S + H2O → Na3[Cr(OH)6] + S + …

109.a) K2FeO4 + HCl → FeCl3 + …

б) H3PO2 + K2Cr2O7 + H2O → H3PO4 + … в) ClO2 + NaOH → NaClO2 + NaClO3 + …

61

110.a) Al + NaOH + H2O → Na3[Al(OH)6] + … б) Pt + HNO3 + HCl → PtCl4 + NO + …

в) Р + Ва(ОН)2 + H2O → PH3 + Ва(Н2PO2)2

111.a) K + H2SO4(конц) →

б) NaBiO3 + MnCl2 + HCl → BiCl3 + HMnO4 + … в) As + HNO3 + H2O → H3AsO4 + NO

112.a) Be + NaOH + H2O → Na2[Be(OH)4] + … б) KMnO4 +NO + H2SO4 → NO2 + …

в) K2S + NaClO + H2O → S + …

113.a) S + KOH →

б) K2S + KMnO4 + H2SO4 → S + … в) Fe + HNO3(разб.) →

114.a) S + KClO3 + H2O → Cl2 + … б) As2O3 + Zn + HCl → AsH3 + …

в) CrCl3 + NaClO + NaOH → NaCl…

115.а) Zn + HNO3(разб.) →

б) Pb(NO3)2 + Br2 + KOH + H2O → K2[Pb(OH)6] + … в) Na2SO3 + KIO3 + H2SO4 → I2 + …

116.a) H5IO6 + MnSO4 → HMnO4 + HIO3 + … б) HClO3 → H2SO4 + HCl

в) LiMnO4 + К2SO3 + LiОH → Li2MnO4 + …

117.a) As2O3 + HNO3 + H2O →

б) P2H4 + KMnO4 + H2SO4 → H3PO4 + … в) MnSO4 + NaClO + KOH → NaCl + …

118.а) KMnO4 + NaNO2 + KОН →

б) Zn + Na2SO3 + HCI → H2S + …

в) Сr2O3 +NaClO3 + NaOH → NaCl + …

119.a) I2 + Cl2+ H2O →

б) KMnO4 + Tl2SO4 + H2SO4 → Tl2(SO4)3 + … в) Cr + KOH + H2O → K3[Cr(OH)6] + …

120.a) Al + NaOH + H2O → Na[Al(OH)4] + …

б) Na3AsO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Na3AsO4 + … в) KMnO4 + MnCl2 + H2O → MnO2 + KCl + HCl

62

5. Строение атома

Общее задание для всех вариантов.

Напишите электронные и электронно-графические формулы элементов, определите их электронное семейство, низшую и высшую валентности. Охарактеризуйте набором квантовых чисел электроны второго и третьего атомов (согласно варианту) на внешнем электронном уровне в основном состоянии.

6. Химическая связь. Метод валентных связей

Общее задание для всех вариантов.

Определите тип гибридизации центрального атома, количество σ-

и -связей, геометрическую форму и валентные углы в следующих молекулах и ионах.

63

7. Химическая связь. Метод молекулярных орбиталей

Общее задание для всех вариантов.

Распределите электроны по молекулярным орбиталям, рассчитайте кратность (порядок) связи и аргументировано докажите магнитные свойст-

8. Энергетика и направленность химических процессов

211.Какой металл можно восстановить водородом из соответствующего оксида (MgO, Cr2O3, NiO) при стандартных условиях?

212.Возможен ли процесс 2N2O(г) → 2N2(г) + O2(г) в стандартных условиях? С какой температуры начнется разложение N2O?

213.Не производя вычислений, определите знак изменения энтропии для реакций:

а) NH4Cl(к) → NH3(г) + HCl(г)

б) 2CO(г) + O2(г) → 2CO2(г)

в) CO2(г) + C(к) → 2CO(г)

214. Некоторый процесс идет с уменьшением энтальпии ∆H < 0 и с уменьшением энтропии ∆S < 0. Возможен ли этот процесс? При каких условиях?

64

215.Найдите тепловой эффект реакции FeO(к) + CO(г) → Fe(к) +CO2(г). Какая из реакций наиболее вероятна в стандартных условиях: а) FeO(к) +

+CO(г) → Fe(к) +CO2(г) или б) FeO(к) + C(графит) → CO(г) + Fe(к)?

216.Какое из перечисленных соединений HF(г), HCl(г), HBr(г), HI(г),

находящихся в стандартном состоянии, является наиболее устойчивым,

акакое наименее устойчивым? Ответ поясните.

217.Для реакции 2NO(г) + O2(г) → 2NO2(г) определите знак изменения энтропии реакции и тепловой эффект реакции. Возможно ли ее протекание в стандартных условиях?

218.Можно ли использовать металлический магний для получения металлического титана по реакции в стандартных условиях по реакции

TiCl4(ж) + 2Mg(к) → Ti(к) + 2MgCl2(к)? Докажите с помощью соответствующих расчетов.

219.Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных

условиях в системе CH4(г) + CO2(г) ↔ 2CO(г) + 2H2(г)? Не производя расчетов, определите знак изменения энтропии реакции. С каким тепловым эффек-

том проходит эта реакция?

220.Какие из перечисленных оксидов CaO, CuO, Cr2O3 могут быть восстановлены алюминием в стандартных условиях?

221.Разложения нитрата аммония возможно по двум схемам:

NH4NO3(к) → N2O(г) + 2H2O(г)

NH4NO3(к) → N2(г) + 0,5O2(г) + 2H2O(г)

Какая из приведенных реакций наиболее вероятна и какая реакция более экзотермична в стандартных условиях?

222. Вычислите стандартный тепловой эффект реакции

CH4(г) + CO2(г) → 2CO(г) + 2H2(г)

Не производя вычислений, определите знак изменения энтропии для этой реакции.

223. Вычислите стандартный тепловой эффект реакции

C6H6(ж) + 7,5O2(г) → 6CO2(г) + 3 H2O(г)

224. Установите возможность протекания реакций при стандартных условиях:

а) N2(г) + O2(г) → 2NО(г)

б) 4HCl(г) + O2(г) → 2Cl2(г) + 2H2O(ж)

225. Вычислите стандартные тепловые эффекты реакций превращения глюкозы:

С6H12O6(к) → 2C2H5OH(ж) + 2CO2(г)

C6H12O6(к) + 6O2(г) → 6CO2(г) + 6H2O(ж)

Какая из этих реакций поставляет организму больше энергии?

65

226. В каком направлении пойдет реакция BaO(к) + 0,5O2(г) ↔ BaO2(к) при 1 000 ºС, если ∆Hх.р = −62 кДж и ∆Sх.р = −126 Дж/(моль К)?

227.При полном сгорании этилена C2H4 (с образованием жидкой воды) выделилось 6 226 кДж тепла. Найдите объем вступившего в реакцию кислорода (при нормальных условиях).

228.Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация PCl5

по уравнению PCl5(г) → PCl3(г) + Cl2(г), ∆H0298 = 92,5 кДж.

229.При взаимодействии газообразных сероводорода и оксида углерода (IV) образуются пары воды и сероуглерода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите ее стандартный тепловой эффект.

230.Пользуясь справочными данными, установите, какая из двух приведенных ниже реакций более вероятна в стандартных условиях:

4NH3(г) + 3O2(г) → 2N2(г) + 6H2O(г)

4NH3(г) + 5O2(г) → 4NO(г) + 6H2O(г)

231. Установите, в каком направлении могут протекать самопроизвольно процессы в стандартных условиях:

Pb(к) + CuO(к) ↔ PbO(к) + Cu(к)

Cu(к) + ZnO(к) ↔ CuO(к) + Zn(к)

232. Вычислите изменение энтальпии в реакциях, протекающих в стандартных условиях:

а) CH4(г) + 4Cl2(г) → CCl4(ж) + 4HCl(г)

б) CH3OH(ж) + 1,5O2(г) → CO2(г) + 2H2O(ж)

233.При взаимодействии трех молей оксида азота (I) с аммиаком образуются азот и пары воды. Стандартный тепловой эффект реакции равен −879 кДж. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите стандартную теплоту образования оксида азота (I).

234.Разложение NH4NO3 протекает по уравнению

NH4NO3(к) → N2(г) + 0,5O2(г) + 2H2O(г)

Можно ли считать NH4NO3 термодинамически устойчивым соединением? Почему?

235. На основании стандартных теплот образования и стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ∆G0х.р реакции, протекающей по уравнению

C2H4(г) + 3O2(г) → 2CO2(г) + 2H2O(ж)

Возможна ли эта реакция в стандартных условиях?

236. Определите, не производя вычислений, для какого из двух процессов изменение энтропии положительно:

4HCl(г) + O2(г) → 2Cl2(г) + 2H2O(г)

NH4NO3(к) → N2O(г) + 2H2O(г)

Подтвердите расчетами.

66

237. Горение формальдегида протекает по уравнению

HCOH(ж) + O2(г) → CO2(г) + H2O(ж)

Тепловой эффект реакции ∆Hх.р = − 520 кДж. Вычислите стандартную теплоту образования (∆Н0298) формальдегида.

238. Определите стандартную энтальпию ∆H0298 образования аммиа-

ка NH3, исходя из уравнения NH3(г) + HCl(г) → NH4Cl(к). Тепловой эффект реакции ∆Hх.р = 177,2 кДж. Возможен ли этот процесс в стандартных усло-

виях?

239.Какие из перечисленных оксидов − CaO, ZnO, NiO − могут быть восстановлены водородом до свободного металла при 298 К?

240.Не производя расчетов, укажите, могут ли в стандартных условиях протекать реакции:

а) N2(г) + 2O2(г) → 2NO2(г), ∆Hх.р > 0

б) N2(г) + O2(г) → 2NO(г), ∆Hх.р > 0

9. Химическая кинетика и химическое равновесие

241. Почему при изменении давления смещается равновесие в системе N2(г) + 3Н2(г) ↔ 2NH3(г) и не смещается равновесие в системе N2(г) + O2(г) ↔

↔2NO(г)?

242.Константа равновесия гомогенной системы СО (г) + Н2О (г) ↔

↔CO2(г) + Н2 (г) при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех веществ, если их исходные концентрации

Cисх(СО) = 0,1 моль/л, Сисх(Н2О) = 0,4 моль/л. Как повлияет на это равновесие увеличение: а) давления, б) концентрации СО?

243.Вычислите, во сколько раз изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80 ºС. Температурный коэффициент скорости реакции равен трем.

244.Как изменится скорость реакции СО(г) + Cl2(г) = СОСl2(г), если объем системы: а) уменьшится вдвое; б) увеличится втрое?

245.Вычислите константу равновесия для системы СО(г) + Н2О(г) ↔

↔CO2(г) + Н2(г), если равновесные концентрации реагирующих веществ

[CO] = 0,004 моль/л, [CO2] = 0,016 моль/л, [Н2О] = 0,064 моль/л, [Н2] = = 0,016 моль/л. Как повлияет на это равновесие уменьшение: а) давления;

б) концентрации СО2?

246.Во сколько раз изменится скорость химической реакции, протекающей в газовой фазе, если температуру повысить от 10 до 100 ºС? Температурный коэффициент скорости реакции равен двум.

247.Как изменится скорость реакции 2NO(г) + O2(г) → 2NO2(г), если объем газовой смеси уменьшится в три раза?

248.На сколько градусов надо повысить температуру, чтобы скорость реакции увеличилась в 256 раз при температурном коэффициенте скорости реакции равном 4?

67

249.В системе H2(г) + I2(г) ↔ 2HI(г) равновесие установилось при следующих концентрациях веществ: [H2] = 0,004 моль/л, [I2] = 0,025 моль/л, [HI] = 0,08 моль/л. Найдите константу равновесия данного процесса и ис-

ходные концентрации H2 и I2. Как повлияет на данное равновесие увеличение: а) давления; б) концентрации HI?

250.При повышении температуры на 50 ºС скорость реакции возросла в 1 200 раз. Вычислите температурный коэффициент скорости реакции.

251.Во сколько раз надо изменить давление газовой смеси для того, чтобы увеличить скорость реакции 2SO2 + O2 → 2SO3 в 27 раз?

252.При некоторой температуре для системы 2NO(г) + O2(г) ↔ 2NO2(г);

∆Hх.р = 113 кДж равновесие установилось при следующих концентрациях реагирующихвеществ: [NO] = 0,2 моль/л; [O2] = 0,1 моль/л; [NO2] = 0,1 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходные концентрации NO и O2. Как повлияет на это равновесие увеличение: а) давления, б) температуры, в) концентрации кислорода?

253.Как изменится скорость реакции 2NO(г) + O2(г) → 2NO2(г), если давление в этой химической системе, находящейся в замкнутом сосуде, увеличить в два раза? Ответ поясните.

254.Во сколько раз увеличится константа скорости химической реакции при повышении температуры на 40 оС, если температурный коэффициент скорости реакции γ = 3,2?

255.Константа равновесия системы N2 + O2 ↔ 2NO найдена равной 1,21. Равновесные концентрации: [N2] = 0,72 моль/л, [NO] = 0,84 моль/л. Найдите исходную и равновесную концентрации кислорода. Как повлияет на это равновесие увеличение: а) давления; б) температуры; в) концентрации NO?

256.Константа равновесия реакции N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г), ∆H =

=–92 кДж, равна 0,1 (при 400 °С). Равновесные концентрации: [H2] =

=0,2 моль/л; [NH3] = 0,08 моль/л. Вычислите исходную и равновесную концентрации азота. Как повлияет на данное равновесие уменьшение: а) давления б) температуры, в) концентрации водорода?

257.На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей реакции возросла в 30 раз, если температурный коэффициент γ = 2,5?

258.К некоторому моменту времени скорость реакции А + В = С уменьшилась в сто раз. Как изменилась концентрация веществ А и В (исходные концентрации веществ А и В были равны между собой)?

259.При повышении температуры на 70 ºС скорость реакции возросла в 2000 раз. Вычислите температурный коэффициент скорости реакции.

260.Как изменится скорость реакции

Na2S2O3(р) + H2SO4(р) = Na2SO4(р) + H2SO3(р) + S(к),

если: а) реагирующую смесь разбавить в три раза; б) повысить концентрацию Na2S2O3 в два раза, а концентрацию серной кислоты – в три раза?

68

261. При некоторой температуре равновесные концентрации в сис-

теме 2SO2(г) + O2(г) ↔ 2SO3(г) составляли: [SO2] = 0,04 моль/л, [O2] = = 0,06 моль/л, [SO3] = 0,02 моль/л. Вычислите константу равновесия и исход-

ные концентрации SO2 и O2. Как повлияет на данное равновесие увеличение: а) температуры, если тепловой эффект этой реакции ∆H = 198 кДж; б) давления; в) концентрации SO2?

262.Во сколько раз увеличится константа скорости реакции при повышении температуры на 40 ºС, температурный коэффициент γ = 3?

263.Процессу образования иодоводорода по реакции H2(г) + I2(г) =

=2HI(г) отвечает константа скорости прямой реакции kпр = 0,0659. Найдите константу скорости обратной реакции, если константа равновесия для данной системы равна 48. Как повлияет на данное равновесие увеличение: а) давления; б) температуры; в) концентрации водорода?

264.Во сколько раз следует увеличить давление, чтобы скорость реакции образования NO2 в реакции 2NO + O2 → 2NO2 возросла в 1 000 раз?

265.Как повлияет на систему, находящуюся в равновесии N2(г) + + 3H2(г) ↔ 2NH3(г), ∆H < 0: а) увеличение температуры; б) уменьшение давления, в) уменьшение концентрации Н2?

266.Найдите температурный коэффициент скорости реакции H2(г) + + I2(г) = 2HI(г), если при увеличении температуры от 580 до 780 ºС скорость реакции возросла в 21 000 раз. Как повлияет на данное равновесие увеличение: а) температуры, б) концентрации иода? Влияет ли давление на равновесие в этой системе?

267.Исходные концентрации NO и Cl2 в гомогенной системе 2NO(г) + + Cl2(г) ↔ 2NOCl(г) составляют соответственно: 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту равновесияпрореагировало 20 % NO.

268.На сколько градусов надо увеличить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 27 раз, если температурный коэффициент скорости реакции равен трем?

269.В каком направлении смещается равновесие в системах:

NO2(г) + SO2(г) ↔ SO3(г) + NO(г), ∆H < 0;

2HBr(г) ↔ H2(г) + Br2(г), ∆H > 0,

при увеличении температуры? Повлияет ли повышение давления на смещение равновесия в данных системах? Ответ поясните.

270.Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 ºС скорость реакции возрастает

в15,6 раза?

10.Растворы

271. Раствор, в 100 мл которого находится 55 г неэлектролита, имеет осмотическое давление 418,5 кПа при температуре 25 °С. Определите молекулярную массу неэлектролита.

69

272.К 100 мл 96%-го раствора Н2SO4 (ρ = 1,84 г/мл) прибавили 800 мл воды. Вычислите процентную и моляльную концентрации, мольные доли кислоты и воды в полученном растворе.

273.Давление пара воды при 50 °С равно 1 230 Па. Вычислите дав-

ление пара раствора, содержащего 50 г этиленгликоля С2H4(ОН)2 в 900 г воды, при той же температуре.

274.Температура замерзания раствора хлорида калия с концентрацией 10 % равна –3,742 °С. Рассчитайте кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.

275.Рассчитайте ионную силу и активность всех ионов в растворе

смолярными концентрациями растворенных веществ: 0,03 моль/л NaCl

и 0,01 моль/л FeCl3.

276.Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения гид-

ролиза солей V2(SO4)3, Fe(ClO)3 и ВеSiO3, выражения для констант гидролиза. Укажите среду растворов. Рассчитайте степень гидролиза и рН 0,02 н. раствора сульфата ванадия (III).

277.Напишите диссоциацию H2Te и вычислите [Н+], [HTe−], [Te2−] и pH по первой ступени в 0,2 н. растворе теллуроводородной кислоты.

278.При какой температуре будет кипеть раствор, состоящий из 0,5 л воды и 50 г метанола CH3OH?

279.Давление насыщенного водяного пара при 70 ºС равно 31,17 кПа.

Найдите давление пара 12%-го раствора глюкозы С6Н12О6 при той же температуре.

280.Рассчитайте нормальную, моляльную концентрации, титр и мольную долю кислоты в 0,1 л раствора с плотностью ρ = 1,18 г/мл, содержащем 42,75 г НСl.

281.Произойдет ли образование осадка СаСrO4 при сливании растворов СаСl2 и К2СrО4 равных объемов и равных молярных концентраций

–0,1 моль/л.

282.Рассчитайте ионную силу и активность всех ионов в растворе

смолярными концентрациями растворенных веществ: 0,1 моль/л HNO3

и 0,003 моль/л Ca(NO3)2.

283.Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения гид-

ролиза солей SrCl2, Cr2S3 и Na2TeO3, выражения для констант гидролиза. Укажите среду растворов. Рассчитайте степень гидролиза и рН 0,01 н. раствора теллурита натрия.

284.Определите давление насыщенного пара раствора, содержащего 111 г хлорида кальция в 1 000 г воды при 100 °С, если давления насыщенных паров над чистым растворителем равно 101,3 кПа. Рассчитайте кажущуюся степень диссоциации соли.

285.Вычислите процентную концентрацию 2,5 н. раствора гидроксида натрия объемом 1,2 л (ρ = 1,114 г/мл). Рассчитайте молярную, моляльную концентрации, титр и мольную долю щелочи в растворе.

70