- •Общая химия Учебное пособие
- •Предисловие
- •Глава 1. Основные понятия химии. Современная номенклатура неорганических веществ. Химические свойства и способы получения неорганических соединений. Химические реакции Основные понятия общей химии
- •Важнейшие классы неорганических соединений и их номенклатура
- •Важнейшие химические свойства и способы получения оксидов, оснований, кислот, амфотерных гидроксидов и солей
- •Химические реакции. Классификация химических реакций
- •I. Классификация реакций по числу и составу реагирующих веществ
- •II. Классификация реакций по тепловому эффекту
- •III. Классификация реакций по фазовому составу веществ
- •IV. Классификация химический реакций
- •Примеры решения типовых задач
- •Литература
- •Тема: Важнейшие химические свойства и способы получения оксидов, оснований, кислот, амфотерных гидроксидов и солей
- •Тема: Классификация химических реакций
- •Контрольная работа №1 Задание 1.
- •Задание 2.
- •Задание 3.
- •Задание 4.
- •Глава 2. Строение атома. Периодическая система и Периодический закон д.И. Менделеева в свете современных представлений о строении атома. Химическая связь. Комплексные соединения Строение атома
- •Последовательность заполнения электронных состояний в атоме:
- •Периодический закон и периодическая система д. И. Менделеева в свете современных представлений о строении атома
- •Химическая связь
- •Механизмы образования химической связи (метод валентных связей)
- •Комплексные соединения
- •Литература
- •Карапетьянц м.Х., Дракин с.И. Общая и неорганическая химия. – м.: Химия, 1993. – 558 с.
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельной работы Тема: Строение атома
- •Тема: Периодическая система элементов
- •Тема: Химическая связь и строение молекул
- •Тема: Комплексные соединения
- •Контрольная работа №2
- •Глава 3. Термодинамика химических процессов Основные понятия термодинамики
- •Первый закон термодинамики
- •Второй закон термодинамики
- •Третий закон термодинамики
- •Энергия Гиббса
- •Литература
- •Карапетьянц м.Х., Дракин с.И. Общая и неорганическая химия. – м.: Химия, 1993. – 558 с.
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельной работы
- •Глава 4. Химическая кинетика. Обратимость химических реакций. Химическое равновесие Основные понятия химической кинетики
- •Факторы, влияющие на скорость химических реакций
- •Обратимость химических реакций. Химическое равновесие
- •Смещение химического равновесия
- •Литература
- •Карапетьянц м.Х., Дракин с.И. Общая и неорганическая химия. – м.: Химия, 1993. – 558 с.
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельной работы Тема: Химическая кинетика
- •Тема: Обратимость химических реакций. Химическое равновесие
- •Контрольная работа №3 по разделам «Термодинамика» и «Химическая кинетика»
- •Задание 3.
- •Задание 4.
- •Задание 5.
- •Итоговый тест Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Литература
- •Карапетьянц м.Х., Дракин с.И. Общая и неорганическая химия. – м.: Химия, 1993. – 558 с.
- •Некоторые константы и величины
- •Соотношение между некоторыми единицами в различных системах.
- •Значения газовой постоянной в различных единицах измерения
- •Электродные потенциалы
- •Содержание
- •Для заметок
Литература
Глинка Н. Л. Общая химия. – М.: Химия, 2006. – 720 с.
Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – Л. Химия, 1985. – 264 с.
Карапетьянц м.Х., Дракин с.И. Общая и неорганическая химия. – м.: Химия, 1993. – 558 с.
Коровин В.Н. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2000. – 557 с.
Коровин Н.В., Масленникова Г.Н. и др. Курс общей химии. – М.: Высшая школа, 1990. – 445 с.
Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия. – СПб: Химиздат, 2001. – 512 с.
Примеры решения типовых задач
Задача 1. Вычислите теплоту сгорания этилового спирта С2Н5ОН.
Решение: уравнение реакции горения этилового спирта имеет вид:
С2Н5ОН(ж)+ 3О2= 2СО2+ 3Н2О(газ), ∆Н=?
∆Нр-ии = (2 ∆Н0298(СО2) + ∆Н0298(Н2О(газ))) – ∆Н0298(С2Н5ОН(ж));
∆Н р-ии= 2(–393,51) + 3(–241,84) – (–277,63) = –1234,91 кДж/моль.
Задача 2. Рассчитайте тепловой эффект реакции окисления кремния, протекающией по уравнению: Si(т)+2H2O(ж)=SiO2(k)+2H2(г), по стандартным теплотам образования веществ.
Решение: находим стандартные теплоты образования веществ (см. приложение):
∆Н0298(SiO2(k))= – 859,3 кДж/моль; ∆Н0298(H2O(ж))= – 285,8 кДж/моль.
Тепловой эффект реакции ∆Н0298 рассчитываем по уравнению первого следствия из закона Гесса:
∆Н0р-ии= ∑i∆Н0298(конечн.прод.) – ∑j∆Н 0298(исходн.в-в).
Учитывая, что теплоты образования простых веществ равны нулю, находим тепловой эффект реакции:
∆Н0р-ии=∆Н0298(SiO2(k)) – 2∆Н0298(H2O(ж))= –859,3 –2(– 285,8)= –287,7 кДж.
Задача 3. Исходя из теплоты образования газообразного диоксида углерода ∆Н0298= –393,5 кДж/моль и термохимического уравнения:
С (графит)+ 2N2O(г)= СО2(г)+ 2N2 (г); ∆Н = – 557,5 кДж , вычислите теплоту образованияN2O(г).
Решение:тепловой эффект реакции ∆Н0298 реакции равен:
∆Н0р-ии= ∑i∆Н0298(конечн.прод.) – ∑j∆Н 0298(исходн.в-в);
∆Н0р-ии=(∆Н0298(СО2(г)) + 2∆Н0298(N2 (г)))– (∆Н0298С(графит))+ 2∆Н0298N2O(г)), отсюда: ∆Н0р-ии=∆Н0298(СО2(г)) – 2∆Н0298N2O(г), т.к. ∆Н0298 простых веществ равны нулю.
Вычисляем теплоту образования N2O(г):
∆Н0298N2O=(∆Н0298(СО2(г)) – ∆Н0р-ии)/2=((– 393,5– (–557,5))/2=82 кДж/моль.
Задача 4. Вычислите ∆G0298 для реакции протекающей по уравнению: TiO2(k) + 2C(k) = Ti(k)+ 2CO(г), если известно, что ∆Н0298=718 кДж, ∆S=365 Дж/К. Возможно ли протекание данной реакции в стандартных условиях?
Решение: Изменение изобарно-изотермического потенциала определяется по уравнению: ΔG = ΔН – TΔS.
∆G0р-ии=718 – 298·365·10–3 = 609,2 кДж. Знак ∆G0 показывает направление самопроизвольного протекания реакции; ∆G0р-ии > 0, поэтому в стандартных условиях данная реакция самопроизвольно протекать не будет.
Задача 5. Определите температуру, при которой находится в равновесии система: NH3 (г) + HCl (г) ↔ NH4Cl (к) .
Решение:изменение изобарно-изотермического потенциала определяется по уравнению: ΔG=ΔН –TΔS, т.к. при равновесии изменение свободной энергии равно нулю (∆G = 0), то температура, при которой система находится в равновесии, равнаT= ∆H/∆S.
Определяем тепловой эффект в реакции образования хлорида аммония из газообразных аммиака и хлористого водорода по уравнению первого следствия из закона Гесса:
∆Н0р-ии= ∆Н0298(NH4Cl(k)) – (∆Н0298(NH3(г)) +∆Н0298(HCl(г))) (стандартные теплоты образования веществ см. приложение);
∆Н0р-ии= –315,4–(–92,3) –(–46,2)= –176,9 кДж.
Определяем энтропию реакции:
∆S0р-ии= ∆S0298(NH4Cl (k)) – (∆S0298(NH3 (г)) + ∆S0298(HCl (г)));
∆S0р-ии= 94,6–192,5 –186,7= –284,6 Дж или –284,6·10-3кДж.
Температура, при которой система находится в равновесии:
T= ∆H/∆S= – 176,9 /–284,6·10-3= 621,6 К.
Задача 6.Не производя вычислений, определить знак изменения энтропии в следующих реакциях:
NH4NO3(к)=N2O(г)+ 2Н2О(г)(1);
2Н2(г)+ О2(г)= 2Н2О(г)(2);
2Н2(г)+ О2(г)= 2Н2О(ж)(3).
Решение: в реакции (1) 1 моль вещества в кристаллическом состоянии образует 3 моля газов, следовательно, ∆S1> 0. В реакциях (2) и (3) уменьшается как общее число молей, так и число молей газообразных веществ, так что ∆S2< 0 и ∆S3> 0. При этом ∆S3 имеет более отрицательное значение, чем ∆S2, так как ∆S2 (Н2О(ж)) < ∆S3 (Н2О(г)).
Задача 7. Определить знаки ∆Н, ∆S, ∆Gдля реакции:
АВ(к)+ В2(г)= АВ3(к), протекающей при температуре 298 К в прямом направлении. Как будет изменяться значение ∆Gс ростом температуры?
Решение:самопроизвольное протекание реакции указывает на то, что для нее ∆G< 0. В результате реакции общее число частиц в системе уменьшается, причем расходуется газ В2, а образуется кристаллическое вещество АВ3; это означает, что система переходит в состояние с более высокой упорядоченностью, т. е. для рассматриваемой реакции ∆S< 0. Таким образом, в уравнении ΔG=ΔН –TΔSвеличина ΔG– отрицательна, а второй член правой части уравнения (–TΔS) положителен. Это возможно только в том случае, еслиΔН < 0. С ростом температуры положительное значение члена –TΔS в уравнении возрастает, так что величина ΔGбудет становиться менее отрицательной.