khimia_metodichka_1

Министерство образования Российской Федерации

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра химии

ХИМИЯ КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ №1

для студентов очно-заочного факультета инженерно-технических специальностей университета

Составители З.А.Мирошник, С.Н.Салтыков, А.В.Дудкин

Липецк 2002

УДК 54(07) М645

Химия. Контрольное задание №1 для студентов очно-заочного факультета инженерно-технических специальностей университета/ Составители: З.А.Мирошник, С.Н.Салтыков, А.В.Дудкин. Липецк: ЛГТУ, 2002. 21с.

Пособие предназначено для студентов очно-заочного факультета технического университета, содержит примеры решения задач по разделам химии, изучаемым в первом семестре, а также задачи для самостоятельного решения, сгруппированные в домашнее задание и распределенные по вариантам.

Табл. 1, Библиогр.: 3 назв. Рецензент А.Е.Середкин

©Липецкий государственный технический университет, 2002.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

Примеры решения задач

Пример 1. Одна и та же масса металла соединяется с 1,591 г галогена и с

70,2 см3 кислорода, измеренного при нормальных условиях (н.у.). Вычислить эквивалентную массу галогена.

Решение: исходя из объѐма кислорода, рассчитаем эквивалентное количество металла, учитывая, что эквивалент кислорода равен 1/4:

Количество эквивалентов металла, согласно закону эквивалентов, равно количеству эквивалентов галогена. Следовательно

Пример 2. Найти молекулярную формулу вещества, содержащего 93,75 %

углерода и 6,25 % водорода, если плотность этого вещества по воздуху равна

4,41.

Решение: рассчитаем молярную массу вещества, исходя из того, что

Масса x атомов углерода в одном моле вещества равна:

Соответственно масса y атомов водорода равна 128 г – 120 г = 8г.

Остаѐтся найти число атомов углерода и водорода как отношение их массы в одном моле к относительной атомной массе:

Молекулярная формула вещества имеет вид C10H8.

Задачи для самостоятельного решения

1. 1,00 г металла соединяется с 1,78 г серы. Найти эквивалентную массу металла, зная, что эквивалентная масса серы равна 16,0 г/моль.

2.При сгорании 3,24 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.

3.При сгорании 5,0 г металла образуется 9,44 г оксида металла. Определить эквивалентную массу металла.

4.Одно и то же количество металла соединяется с 0,20 г кислорода и с 3,17 г галогена. Определить эквивалентную массу галогена.

5.0,752 г металла при взаимодействии с кислотой вытеснило 0,936 л водорода, измеренного при нормальных условиях (н.у.) Определить эквивалентную массу металла.

6.Масса 1 л кислорода равна 1,4 г. Сколько литров кислорода расходуется при сгорании 21 г магния, эквивалент которого равен 1/2 моля?

7.Некоторое количество металла, эквивалентная масса которого равна

28 г/моль, вытесняет из кислоты 5,6 л водорода, измеренного при н.у. Определить массу металла.

8.Определить эквивалентные массы металла и серы, если 3,24 г металла образует 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.

9.Вычислить относительную атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,340 г металла окисляются 0,680 л кислорода (н.у.).

10.Определить эквивалентный объѐм кислорода.

11.Мышьяк образует два оксида, из которых один содержит 65,2 % (масс.) As, а другой 75,7 % (масс.) As. Определить эквивалентные массы мышьяка в обоих случаях.

12.1,00 г некоторого металла соединяется с 8,89 г брома и с 1,78 г серы. Найти эквивалентные массы брома и металла, зная, что эквивалентная масса серы равна 16,0 г/моль.

13.На нейтрализацию 12,25 г кислоты идѐт 10 г гидроксида натрия. Определить эквивалентную массу кислоты.

14.Эквивалентная масса хлора равна 35,5 г/моль, молярная масса атомов меди равна 63,5 г/моль. Эквивалентная масса хлорида меди равна 99,5 г/моль. Какова формула хлорида меди?

15.Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,7 г серной кислоты. Определить эквивалентную массу металла и объѐм выделившегося водорода

(н.у.).

16.На восстановление 1,80 г оксида металла израсходовано 883 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Вычислить эквивалентные массы оксида и металла.

17.1,60 г кальция и 2,61 г цинка вытесняют из кислоты одинаковое количество водорода. Вычислить эквивалентную массу цинка, зная, что эквивалентная масса кальция равна 20,0 г/моль.

18.На нейтрализацию 9,01 г соляной кислоты идет 10 г щѐлочи. Определить эквивалентную массу щѐлочи.

19.Содержание металла в сульфиде составляет 63,6 %. Определить эквивалентную массу металла, если эквивалентная масса серы 16 г/моль.

20.0,376 г алюминия при взаимодействии с кислотой вытеснили 0,468 л

водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить эквивалентный

объѐм водорода, если известно, что эквивалентная масса алюминия равна

8,99 г/моль.

2. СТРОЕНИЕ АТОМА И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ

Примеры решения задач

Пример 1. Составить электронную формулу атома магния и диаграмму заполнения электронами валентных орбиталей атома в нормальном и возбужденном состоянии

Решение: составляем электронную формулу атома магния: 1s22s22p63s2.

Валентными орбиталями являются орбитали третьего энергетического уровня,

то есть 3s. В нормальном состоянии одноэлектронные облака отсутствуют, так как в атоме все электроны спарены.

n=3

n=2 p

n=1

S

При затрате энергии атом магния переходит в возбужденное состояние.

При этом происходит переход одного 3s-электрона на вакантную 3р-орбиталь.

Энергия ионизации возрастает. Электронная конфигурация изменяется

1s22s22p63s13p1. Появляются два одноэлектронных облака, орбитальная диаграмма для атома магния в возбужденном состоянии имеет следующий вид:

n=3

n=2 p

n=1

S

Размещение электронов на 3s и 3р в соответствии с правилом Гунда:

суммарный спин атома имеет максимальное значение.

Пример 2. На каком основании серу и молибден помещают в одной группе периодической системы Д.И. Менделеева? Каковы особенности заполения электронами атома молибдена?

Решение: электронная конфигурация атома 16S имеет вид 1s22s22p63s23p4, а атома 42Mo – 1s22s22p63s23p64s23d104p65s14d5. Валентные электроны атома серы 3s23p4, молибдена – 5s14d5. В связи с тем, что валентные электроны (количество электронов равно 6) располагаются на различных подуровнях, эти атомы не могут располагаться в одной подгруппе. Но так как количество валентных электронов у них одинаково, атомы этих элементов помещены в одну группу.

Задачи для самостоятельного решения

21. Какие орбитали – 4f или 6S - раньше заполняются электронами ?

Обоснуйте ответ. Составьте электронную формулу атома элемента, порядковый номер которого 43.

22. Что такое относительная электроотрицательность ? Что она характеризует? Пользуясь таблицей значений относительных электроотрицательностей элементов, расположите химические символы перечисленных ниже элементов в порядке последовательного возрастания электроотрицательностей: бор, фосфор, магний, фтор, кислород, цезий,

кремний, углерод.

23.Чем отличаются по электронному строению и свойствам атомы меди от ионов меди Сu2+ ?

24.Что такое квантовые числа ? Какие значения они могут принимать ?

25.Сколько и какие значения может принимать магнитное квантовое число ml при орбитальном числе l = 0,1,2 и 3 ? Какие элементы в периодической системе называются s-,р-, d- и f-элементами? Приведите примеры.

26.Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4d или 5s;

6s или 5р ? Почему ? Составьте электронную формулу атома элемента,

порядковый номер которого 42.

27. Вычислите абсолютные значения электроотрицательностей элементов лития и фтора по следующим данным: потенциал ионизации лития 6,39 эВ,

фтора - 17,42 эВ; сродство к электрону лития 0,22 эВ, фтора - 3,44 эВ. Какова относительная электроотрицательность фтора, если условно принять электроотрицательность лития равной единице?

28.Что такое энергия ионизации? В каких единицах она выражается? Как изменяется энергия ионизации элементов внутри группы в периодической системе элементов?

29.Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 9 и 28. К какому электронному семейству относится каждый из них?

30.Что такое сродство химического элемента к электрону? В каких единицах оно выражается? Как изменяется энергия сродства к электрону внутри периода в периодической системе элементов?

31.Что такое электроотрицательность? Как изменяется электроотрицательность элементов в периоде периодической системы элементов ?

32.Как изменяются химические свойства элементов с увеличением порядкового номера в пределах одного периода? Дайте ответ, исходя из строения атомов элементов.

33.Как изменяются свойства элементов главных подгрупп с увеличением порядкового номера? Ответ мотивируйте.

34.Как изменяется окислительная активность неметаллов в одной .группе периодической системы с увеличением порядкового номера?

35.Исходя из положения металла в периодической системе, укажите,

какой из двух гидроксидов является сильным основанием Ba(OH)2 или

Mg(OH)2; Ca(OH)2 или Fe(OH)2; Cd(OH)2 или Sr(OH)2?

36. Что является мерой металлических и неметаллических свойств

элементов? Какие элементы обладают наиболее выраженными

неметаллическими свойствами? Укажите их положение в периодической

системе.

37.У какого элемента четвертого периода - ванадия или мышьяка - более выражены металлические свойства?

38.У какого из р-элементов пятой группы периодической системы фосфора или сурьмы - сильнее выражены неметаллические свойства ?

39.Напишите электронные формулы атомов элементов 5-го периода VI

группы. Что общего у этих элементов и чем они отличаются в химическом

отношении?

40. Напишите электронные формулы атомов элементов 4-го периода VII

группы. Что общего у этих элементов и что отличает их друг от друга в

химическом отношении?

3. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Примеры решения задач

Пример 1. Объяснить механизм образования молекулы SiF4.

Решение: распределение электронов по атомным орбиталям кремния имеет вид 1S22S22P63S23P2. Энергетические диаграммы атома кремния в основном и возбужденном состояниях:

Si

3d

3p

3s

Si*

3d

3p

3s