Химия. Сборник задач и упражнений. Учебно-методическое пособие-1

10. Ядро атома содержит 10 нейтронов, электронная оболочка – 9 электронов. Какой это элемент? Напишите полную электронную формулу этого элемента?

11.Определите по формулам высших оксидов номера групп, в кото-

рых находятся элементы Э, образующие оксиды состава: Э2О, Э2О3, Э2О5, ЭО3. Объясните это с точки зрения электронного строения атомов.

12.Какие из ионов элементов пятого периода: Rb+, Sr2+, Zr4+, Ag+, Te2–, I– по строению электронной оболочки одинаковы с атомом криптона?

13. Напишите полные электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 19 и 21. Какие это элементы? Укажите валентные электроны атомов этих элементов.

14.Являются ли ионы O2– и S2– аналогами по строению внешних электронных оболочек?

15.Являются ли ионы F– и Mn2 + аналогами по строению внешних электронных оболочек?

16.Электронные оболочки каких из ионов Sb3+, Te2–, I–, Cs+ одинаковы по строению электронной оболочки атома ксенона (Хе)?

17.Элемент имеет в основном состоянии электронную конфигурацию внешней оболочки 3d54s2. Определите по периодической таблице, какой это элемент и запишите его полную электронную формулу.

18.Назовите возможные значения всех четырех квантовых чисел для каждого из четырех электронов бериллия.

19.Сколько неспаренных электронов имеет атом каждого из следующих элементов: Si, Mg, Fe, Tl? Какое максимальное количество электронов могут отдать эти элементы при окислении?

20.Какова электронная формула внешних электронных оболочек ионов: Cd2+ , Cr3+ , Mo4+ , Sr2+? У каких из этих ионов внешняя элек-

тронная оболочка сходна с внешней электронной оболочкой инертных газов?

21.Назовите элементы, соответствующие следующим характеристикам:

а) щелочной металл с валентным электроном на 5s орбитали; б) неметалл с валентными электронами на 5р орбитали.

22.Сколько и какие значения может принимать магнитное кванто-

вое число ml при орбитальном квантовом числе l = 0; 1 и 2? Приведите примеры.

11

23.Какова электронная формула внешних электронных слоев ионов: K+ , Cd2+ , Sn2+ , Se2–? У каких из этих ионов внешняя электронная оболочка сходна с внешней электронной оболочкой инертных газов?

24.Какие ионы мышьяка (As) и селена (Se) имеют одинаковое электронное строение с атомом криптона (Kr)?

25.Определите, какие элементы в периодической таблице имеют электронную формулу внешних электронов (n–1)d4ns2. Напишите их химические символы и полную электронную формулу одного из них.

26.Какие ионы одинаковы по строению своих внешних электронных оболочек: S2– и Cl– или Сl– и Br–?

27.Какие ионы элементов второго периода одинаковы по строению электронной оболочки с атомом неона Ne?

28.Какие из частиц – S, Cl+ , P3+ , Si2+ – одинаковы по своему электронному строению?

29.Элемент со степенью окисления +5 имеет электронную конфигурацию валентных оболочек 4s2. Определите, какой это элемент. Укажите значения квантовых чисел валентных электронов данного атома.

30.Элемент со степенью окисления –2 имеет электронную конфигурацию валентных оболочек 4s24p6. Определите, какой это элемент. Укажите значения квантовых чисел валентных электронов данного атома.

12

2. Реакция горения ацетилена C2Н2 выражается уравнением

C2H2 + 5/2 O2 = 2 CO2 + H2O(ж); r H298o = –1299,6 кДж.

Рассчитайте энтальпию образования f H298o ацетилена. 3. Рассчитайте теплоту процесса испарения воды r H298o

f H298o (Н2О(г)) = –241,8 кДж/моль.

4.Какая теплота Q выделится при сгорании 5 молей ацетилена

C2H2 + 5/2 O2 = 2 CO2 + H2O(ж)?

5.Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o сероуглерода CS2(ж), если протекает реакция

CS2 + 3 O2 = CO2 + 2 SO2, r H298o = –1076 кДж. 6. Разложение хлората калия протекает по уравнению

KСlO3(к) = KCl(к) + 3/2 O2.

Какое количество теплоты Q выделилось, если объем кислорода после реакции составил 2,24 л (н.у.)?

7. Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o Fe2O3, вступившего в реакцию

Fe2O3 + 3 CO = 2 Fe + 3 CO2, r H298o = –26,9 кДж.

8. Какое количество теплоты Q необходимо для разложения 2,5 г карбоната меди по реакции

CuCO3(к) = CuO(к) + CO2(г)?

14

9.Рассчитайте стандартную энтальпию реакции r H298o

Fe2O3 + 2 Al = 2 Fe + Al2O3.

10.Рассчитайте тепловой эффект реакции r H298o

2 Р(к) + 5 Cl2(г) = 2 PCl5(г),

если известны тепловые эффекты следующих реакций:

2 Р(к) + 3 Cl2(г) = 2 PCl3(г), r H298o = –559 кДж,

PCl3(г) + Cl2(г) = PCl5(г), r H298o = –95,4 кДж. 11. Дано термохимическое уравнение реакции

SiO2 + CaO = CaSiO3, r H298o = –93,8 кДж.

Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o CaSiO3.

12. Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o метана, получаемого по реакции

С + 2 Н2 = СН4,

если его энтальпия сгорания сгорH298o равна –890 кДж/моль, а эн-

тальпии сгорания водорода и углерода равны –285 и –392 кДж/моль соответственно.

13. Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o нитрида алюминия AlN, получаемого по реакции

NH3(г) + AlCl3(г) = AlN(к) + 3 HCl(г),

если для получения 1,23 г AlN необходимо затратить 1084,8 Дж теплоты.

14. Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o фосфина РН3 исходя из термохимического уравнения реакции

2 РН3(г) + 4 О2 = Р2О5(к) + 3 Н2О(г), r H298o = –2243,54 кДж.

15

15. Процесс восстановления железа выражается уравнением

Fe2O3 + 3 H2 = 2 Fe + 3 H2O(г).

Сколько теплоты Q (кДж/моль) выделяется или поглощается при получении 168 г железа?

16. Тепловой эффект реакции

2 FeO(к) + 2 SO2(г) + О2(г) = 2 FeSO4(к)

равен –366,9 кДж/моль. Рассчитайте стандартную энтальпию образо-

вания f H298o FeSO4(к).

17. Сколько теплоты Q (кДж) выделится при восстановлении 8 г CuO, получаемого по реакции

CuO + H2 = Cu + H2O(ж)?

18. Какая теплота Q (кДж) выделяется или поглощается при получении 112 г никеля в результате процесса восстановления никеля

2 NiO + C = 2 Ni + CO2? 19. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции

SO3(г) + H2O(ж) = H2SO4(ж)

SO2(г) + H2O(ж) + ½ O2(г) = H2SO4(ж), r H298o = – 231,46 кДж. 20. Рассчитайте стандартную энтальпию реакции

СОCl2(г) + ½ O2 = CO2 + Cl2

16

21. Рассчитайте тепловой эффект реакции

S(т) + 2 N2O(г) = SO2(г) + 2 N2(г).

Рассчитайте количество теплоты, которое выделится или поглотится при участии в реакции 1,6 г серы?

22. Реакция горения метана выражается термохимическим уравнением

CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O(ж), r H298o = –890,38 кДж.

Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o метана.

23. Рассчитайте количество теплоты, выделяющееся при получении

6,4 г меди по реакции

CuO + H2 = Cu + H2O(ж).

24. Реакция горения метанола выражается термохимическим уравнением

CH3OH(ж) + 3/2 O2 = CO2 + 2 H2O(ж), r H298o = –725,74 кДж.

Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o метанола. 25. Дано термохимическое уравнение реакции

½ Fe2O3 + Al = Fe + ½ Al2O3, r H298o = –426,77 кДж.

Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o Al2O3.

Какое количество теплоты выделяется при расходовании 5,4 кг алюминия?

26. Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o Fe2O3 при проведении восстановления железа углем

3C + 2Fe2O3 = 4Fe + 3CO2, r H298o = 463,8 кДж.

Какое количество (m, г) железа было получено, если было затрачено 34,8 кДж энергии?

17

27. Процесс восстановления хрома выражается уравнением

Cr2O3 + 3CO = 2Cr + 3CO2.

Какое количество теплота выделяется или поглощается при получении 112 г хрома?

28. При восстановлении 15,9 г оксида меди по реакции

CuO(т) + С(графит) = Cu(т) + СО(г)

поглотилось 10,3 кДж теплоты. Рассчитайте стандартную энтальпию

30. Рассчитайте стандартную энтальпию образования f H298o суль-

18

Задание 3. Энтропия как мера вероятности состояния системы

1.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

SiCl4(г) + O2(г) = SiO2(т) + 2 Cl2(г).

2.Рассчитайте по табличным данным изменение энтропии реакции

иобъясните знак r S298o

4NH3(г) + 3 O2(г) = 6 H2O(г) + 2 N2(г).

3.Рассчитайте изменение энтропии реакции r S298o

2 NO(г) + О2(г) = N2O4(г)

19

6. Не прибегая к расчётам и не пользуясь табличными данными, определите знак r S298o в следующих реакциях

а) 2 СО(г) = С(к) + СО2(г),

б) Cu2O(к) + Н2(г) = 2 Сu(к) + Н2О(г), в) SbCl5(г) = SbCl3(к) + Cl2(г).

3/2 О2(г) = О3(г),

20