Домашки по химии

УДК 54(07) Х 465

Составители: В.К. Варенцов, д-р техн. наук, профессор А.И. Апарнев, канд. хим. наук, доцент Г.К. Лупенко, канд. хим. наук, доцент

Рецензент Т.П. Александрова, канд. хим. наук, доцент

Работа подготовлена на кафедре химии

ХИМИЯ

Сборник заданий

Редактор Л.Н. Ветчакова

Выпускающий редактор И.П. Брованова Компьютерная верстка В.Н. Зенина

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета

630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

Новосибирский государственный технический университет, 2009

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Выполнение индивидуальных заданий дает возможность проверить уровень усвоения основных разделов курса химии. Индивидуальная работа осуществляется в основном по учебникам: Коровин Н. В. Общая химия: учебник для вузов / В. Н. Коровин. – М.: Высшая школа, 2005; Глинка Н. Л. Общая химия: [учебное пособие для вузов] / Н. Л. Глинка; под ред. А. И. Ермакова. – М.: Интеграл-Пресс, 2005 и конспектам лекций. Необходимые справочные данные приведены в приложении. Студенту выдается определенное число заданий по темам, номер варианта соответствует номеру в журнале группы. Задания выполняются в письменной форме в отдельной тетради и сдаются преподавателю в сроки, указанные в учебном плане.

4

Т е м а 1

ХИМИЧЕСКИЙ ЭКВИВАЛЕНТ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ.

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Задание 1. Даны массы металла (mМе), его оксида (mо) и сульфида (mс) (см. ваш вариант в табл. 1).

Рассчитайте молярные массы эквивалентов металла, серы, оксида и сульфида металла.

Задание 2. Даны масса двухвалентного металла (mМе) и объем кислорода (VO2 ), затраченного на его окисление при н.у.

Рассчитайте молярную массу эквивалентов металла, молярную массу металла и назовите металл.

Задание 3. Дана схема реакции (см. табл. 1):

1)определите степень окисления атомов элементов, меняющих ее

впроцессе реакции;

2)составьте электронный баланс с учетом принципа равенства числа отдаваемых и принимаемых электронов, укажите процессы окисления и восстановления;

3)запишите множители в уравнение окислительно-восстанови- тельной реакции как основные стехиометрические коэффициенты;

4)подберите стехиометрические коэффициенты остальных участников реакции;

5)выпишите формулы вещества – окислителя и восстановителя и рассчитайте их молярные массы эквивалентов.

5

Т а б л и ц а 1

Т е м а 2 СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Задание 1. Для элементов, атомы которых образуют молекулу (см. вариант в табл. 2):

1)напишите электронные формулы, подчеркните валентные электроны и определите семейство;

2)укажите значения квантовых чисел для валентных электронов;

3)распределите валентные электроны по энергетическим ячейкам

иопределите валентность в основном (невозбужденном) и возбужденном состояниях;

4)объясните связь электронного строения атома элементов с их положением в периодической системе (период, группа, подгруппа);

5)определите степени окисления элементов в молекуле;

6)составьте электронные формулы для атомов элементов с данной степенью окисления и охарактеризуйте их окислительновосстановительные свойства;

7)охарактеризуйте химические свойства элементов, заполнив следующую таблицу:

7

Т е м а 3

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Задание. Дано уравнение реакции (см. ваш вариант в табл. 3).

1. Для всех веществ, участвующих в реакции, выпишите из приложения 1 значения стандартных термодинамических величин f H298о и S298о .

2. Вычислите изменение энтальпии реакции r H298о и определите,

является ли данная реакция экзо– или эндотермической. Запишите термохимическое уравнение реакции.

3. По виду уравнения реакции, не прибегая к расчетам, определите знак изменения энтропии реакции r Sо . Вычислив изменение энтро-

пии реакции в стандартных условиях, объясните знак r Sо .

4. Вычислите энергию Гиббса прямой реакции в стандартных усло-

виях rG298о и установите возможность самопроизвольного протекания

реакции.

5. Определите температуру, при которой реакция находится в равновесии (Тр).

фике область температур самопроизвольного протекания реакции.

8.Вычислите значения константы равновесия Кc для температур:

Т= Тр, Т = Тр–100, Т = Тр + 100. Cделайте вывод о влиянии температуры на величину Кc и на смещение химического равновесия.

Та б л и ц а 2

8

Т е м а 4

КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Задание 1. Дано уравнение реакции (см. ваш вариант в табл. 3).

1. Запишите кинетические уравнения скоростей прямой v и обрат-

ной v реакций. Гомо– или гетерогенной является данная реакция?

2. Рассчитайте скорость прямой реакции v0 в начальный момент

времени (при С0). Как изменится скорость прямой реакции к моменту

времени vt , когда прореагирует 20 % вещества В?

3. Рассчитайте увеличение скорости прямой реакции vр при одно-

временном повышении давления в системе в 2 раза и температуры

vT на 20 С при = 2.

Задание 2. Даны уравнение реакции и исходные концентрации веществ (см. вариант табл. 3).

1.Запишите выражение для константы равновесия химической реакции через концентрации Кс.

2.Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ к моменту времени, когда прореагирует 30% вещества В и вычислите константу равновесия.

3.Укажите направление смещения равновесия при изменении каждого из факторов (С, Р, V или Т).

Задание 3. Используя вещество с молярной массой М =

=100 г/моль, было приготовлено пять растворов с различной концентрацией С0 (см. вариант в табл. 4).

1.Рассчитайте массу вещества, адсорбированного из 100 мл каждого раствора адсорбентом (m, г), если равновесные концентрации [C1] =

=0,002, [C2] = 0,01, [C3] = 0,04, [C4] = 0,16, [C1] = 0,63 моль/л. Вычис-

лите величину адсорбции (Г).

2.Постройте график зависимости величины адсорбции (Г) от равновесной концентрации в натуральной и логарифмической системе координат и вычислите константы уравнения Фрейндлиха.

9

Т а б л и ц а 3