Химия_УМП

111

Вариант 8

1.Написать формулы гидроксидов, соответствующих оксидам: SnO;

SnO2; N2O3; N2O5; CdO; MnO; MnO2; Mn2O7. Какими свойствами (основными,

амфотерными, кислотными) обладают приведенные оксиды и гидроксиды. Назвать и построить их графические формулы. Определить эквивалент и эквивалентную массу для соединений: MnO2; Mn(OH)4; Mn(SO4)2; H2MnO4.

2.Закончить уравнения реакций:

Составить ионные уравнения реакций (где возможно).

3. Вычислить изменение энергии Гиббса при 25˚С для реакции между чистыми веществами: 2AgNO3(T)=2Ag(T)+2NO2+O2 по стандартным значениям энтальпий образования и абсолютных энтропий химических веществ:

Можно ли назвать этот процесс самопроизвольным? Измениться ли направление процесса при повышении температуры до 500˚С? Какова роль энтропийного и энтальпийного и факторов?

4. Рассчитать изменение энтропии при превращении 200 г воды в пар, взятой при 0˚С до 150˚С. Удельная теплота плавления воды при 0˚С 334,72 Дж/г, удельная теплота испарения волы при 100˚С равна 2,255 кДж/г, удельная теплоемкость жидкой воды 4,184 Дж/(г·К).

Ср(пар)=30,13+11,3·10-3·Т+0,33·105·Т-2 Дж/(моль·К).

5.Вычислить константу равновесия реакции восстановления оксида железа (II) оксидом углерода (II) при 1000 К и давлении 202,65 кПа, если установлено, что равновесная смесь газов содержала 40% CO2.

6.Чему равна энергия активации реакции, если при повышении температуры от 290 до 300 К скорость ее увеличивается в 2 раза?

7.По диаграмме системы магний-свинец определить:

а) тип диаграммы и ее особенности; б) число компонентов, число фаз и число степеней свободы в каждой из

областей, ограниченных линиями диаграммы, на линиях и точках. Что значит данное число степеней свободы?

в) построить кривые охлаждения для смесей, содержащих 0, 20, 60, 80 и 100% свинца;

112

г) какое количество твердого магния можно выделить из сплава, содержащего 40% свинца, охладив систему до 500˚С. Масса сплава 1 кг;

д) сформулируйте правило фаз Гиббса, что называется фазой, компонентом?

8. При растворении NaCl и CaCl2 в воде никаких реакций между NaCl, CaCl2 и H2O не происходит. При растворении же Na2SO4 и CaCl2 протекает реакция: Na2SO4 + CaCl2 CaSO4↓+2NaCl. Подсчитать в обоих случаях число составных частей системы, число компонентов и определите число степеней свободы.

Вариант 9

1.Составить уравнения получения возможных солей при взаимодействии гидроксида железа (III) и угольной кислоты. Назвать все соли и построить их графические формулы.

2.В раствор нитрата серебра погрузили медную пластинку массой 80 г. После полного вытеснения серебра масса пластинки увеличилась на 7,5%. Определить количество содержащегося в растворе серебра.

3. Вычислить стандартное изменение энергии Гиббса G˚298К для реакции между чистыми веществами:

2NaHCO3(T)=Na2CO3(T)+H2O(г)+CO2(г)

по стандартным значениям энтальпий образования и абсолютных энтропий химических веществ:

113

4. Рассчитать теплоту образования твердого оксида мышьяка из простых веществ:

5.Константа скорости реакции A+2B 3C равна 0,6 л2·моль-2·с-1. Начальные концентрации: [A]=2,0 моль/л и [B]=2,5 моль/л. В результате реакции концентрация вещества В оказалась равной 0,5 моль/л. Вычислите, какова концентрация вещества А и скорость реакции?

6.Как повлияет изменение давления и температуры на равновесие следующих обратимых реакций:

1)2COCO2+C+172,5 кДж;

2)2H2S2H2+S2(r)-169,4 кДж.

Ответы объясните, почему? Для реакции (2) – как изменится скорость реакции при разбавлении реагирующей смеси в три раза?

7. По приведенным кривым охлаждения построить диаграмму состояния системы висмут-сурьма.

По диаграмме определить:

а) тип диаграммы и ее особенности; б) каков исходный состав сплава, если при 500˚С половина его затвер-

дела;

в) 70%-ный твердый раствор находится в равновесии с жидким. Каков состав жидкого раствора;

114

г) 50 г сплава, содержащего 60% сурьмы, нагреты до 450˚С. Сколько сурьмы осталось в твердом растворе? Сколько висмута перешло в жидкий раствор?

8. При очистке воздуха активированным углем при 40˚Спротекают реакции:

2H2S(г)+O2(г)=2H2O(ж)+S2(г)

CS2(г)+O2(г)=CO2(г)+2S(Т)

Примените к этой системе правило фаз Гиббса.

Вариант 10

1. Написать формулы оксидов, соответствующих гидроксидам: H2SiO3; H4SiO4; H3AsO4; HАsO3; Cu(OH)2; Zn(OH)2. Какими свойствами (основными,

амфотерными, кислотными) обладают оксиды и соответствующие им гидроксиды. Назвать и построить их графические формулы. Определить эквивалент

Na+O2=;

Какие из приведенных реакций можно использовать в технологии получения пленок (каких)? Составить ионные уравнения (где возможно).

3. Вычислите изменение энтальпии HD в процессе превращения диметилового эфира в этиловый спирт:

CH3OCH3(г)=CH3CH2OH(ж)

Какое вещество – эфир или спирт – более устойчиво? Почему не происходит самопроизвольного превращения одного вещества в другое.

4. Какое количество теплоты выделится при превращении 1 кг красного фосфора в черный, если при сгорании красного и черного фосфора образуется P2O5 и выделится, соответственно, тепло:

HD(Ркрасн.)=-18,41 кДж/моль;

HD(Рчерн.)=-43,2 кДж/моль.

5. Реакция протекает по уравнению 2SO2+O2 2SO3. Вычислить константу равновесия и исходные концентрации сернистого газа и кислорода, ес-

116

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

Вариант 1

3.Напишите электронные формулы для элементов: Be; S; Ta; Sm; Rn. К какому семейству (s, p, d, f) относится каждый из элементов?

4.В каком периоде и группе находятся элементы, если их электронная формула заканчивается: 3S2, 4S24p5, 5d66S2? Какие степени окисления возможны у этих элементов?

5.В комплексном соединении, полученном при реакции

2HCl+PtCl4=H2[PtCl6],

определите центральный атом (комплексообразователь), его степень окисления, координационное число. Какой атом является донором, какой – акцептором? Какой характер связи в HCl, PtCl4 и в ионе [PtCl6]2−? Имеет ли место гибридизация (какая)? Постройте графическую формулу H2[PtCl6].

6.Арсенид галлия GaN – сложный полупроводник. Какова природа химической связи и тип проводимости в нем? При установлении его состава

формула имела вид GaN0,95. Затем нитрид галлия легировали в одном случае цинком, в другом – германием. Какой тип проводимости во всех случаях? Объясните проводимость с точки зрения зонной структуры и природы химической связи. Какой тип твердого раствора образуется при легировании?

7.Для следующих уравнений подобрать коэффициенты:

1)методом электронного баланса (1, 2, 3);

2)методом электронно-ионного баланса (4, 5).

Укажите окислитель и восстановитель:

1)MnO2+O2+KOH→K2MnO4+H2O;

2)K2SnO2+Br2+KOH→ K2SnO3+KBr+H2O;

3)H3AsO3+KMnO4+KOH→ K3AsO4+K2MnO4+H2O;

4)H3AsO3+KMnO4+H2SO4→ H3AsO4+K2SO4+MnSO4+ H2O;

5)K2Cr2O7+KJ+H2SO4→ K2SO4+Cr2(SO4)3+J2+ H2O.

Определите эквивалент окислителя и восстановителя в уравнениях 1, 2, 3.

8.Определите, какой из электродов будет отрицательный в паре Al/Al3+

иNi/Ni2+. Составьте гальванический элемент, напишите электродные процессы, которые происходят у электродов, какая реакция лежит в основе гальванического элемента и определите ЭДС этого элемента, если

ϕD Al/Al3+=-1,66B, ϕD Ni/Ni2+=-0,25B.

117

1. Определите, какой из металлов – цинк, марганец или магний лучше взаимодействует с разбавленной серной кислотой. Ответ дайте на основании значений ЭДС гальванических элементов, составленных на основе реакции Me+H2SO4p→. Напишите гальваническую цепь, электродные процессы и подсчитайте ЭДС, если

2. Какие процессы будут протекать на электродах при электролизе растворов: а) ZnCl2 с платиновым анодом; б) ZnSO4 с цинковым анодом? Какие поляризационные процессы возможны при этом?

Распределите электроны по энергетическим ячейкам согласно правилу Хунда

иопределите элемент.

2.Как изменяются свойства оксидов элементов одного периода системы Д.И. Менделеева в высшей степени окисления: Li, Be, B, C, N?

3.Определите, какой характер связи проявляется в соединениях: SnH4, BiCl3, CdJ2, J2, SiJ4? Какие электроны принимают участие в образовании связи? Имеют ли место гибридизация (какая) и Пи-связь? Покажите направление перекрывания электронных облаков. Какова форма молекул?

4.Фосфид алюминия AlP – сложный полупроводник. Какой характер связи и тип проводимости в нем? При анализе было установлено, что состав

полупроводника выражается формулой AlP0,9. Изменится ли проводимость, если пролегировать в одном случае германием, в другом - цинком. Объясните проводимость с точки зрения зонной структуры и природы химической связи. Какой тип твердого раствора образуется при этом?

5.Для следующих уравнений подобрать коэффициенты:

1)методом электронного баланса (1, 2, 3);

2)методом электронно-ионного баланса (4, 5).

Укажите окислитель и восстановитель:

1)K2Cr2O7+K2S+H2SO4→K2SO4+Cr2(SO4)3+S+ H2O;

2)H2S+HNO3→H2SO4+NO2+H2O;

3)NaCrO2+Br2+NaOH→ Na2CrO4+NaBr+H2O;

119

1)KMnO4+ H2SO4 +H2S→K2SO4+S+MnSO4+ H2O;

2)NiS+H2O2+2CH3COOH→S+Ni(CH3COO)2+H2O;

3)Fe(CrO2)2+K2CO3+O2→ Fe2O3+K2CrO4+CO2;

4)FeSO4+KMnO4+H2SO4→ Fe2(SO4)3+K2SO4+MnSO4+ H2O;

5)Ba+HNO3p→Ba(NO3)2+NH4NO3+ H2O.

Определите эквивалент окислителя и восстановителя в уравнениях 1, 3, 5.

6. Определите, какой из электродов будет отрицательным в паре Mg/Mg2+ и Be/Be2+. Составьте ГЭ и определите ЭДС этого элемента. Составьте уравнения происходящих реакций.

7. Определите, какой из металлов – цинк, магний или марганец лучше взаимодействует с разбавленной азотной кислотой? Ответ дайте на основании значений ЭДС, ГЭ, в работе которых лежит реакция Me+HNO3p→. Составьте электродные процессы, ионные и молекулярные уравнения

8. Какие процессы будут протекать на электродах при электролизе растворов: а) CoCl2 с платиновым анодом; б) СuSO4 с кобальтовым анодом? Какие поляризационные процессы возможны при этом? Составьте уравнения всех происходящих процессов.

Вариант 4

1.Напишите электронные формулы атомов элементов в различных сте-

пенях окисления для Sr[+2], Br[-1], Cr[+3], Cr[+6].

2.Охарактеризуйте четырьмя квантовыми числами следующие состояния электронов: 4S1, 3p4, 5d5.

3.В комплексном соединении, полученном при реакции

BeF2+SiF4=Be[SiF6],

определите центральный атом (комплексообразователь), его степень окисления, координационное число. Какой атом является донором, какой – акцептором? Какой характер связи в BeF2, SiF4 и в ионе [SiF6]−2? Имеет ли место гибридизация (какая)? Постройте графическую формулу Be[SiF6].

4. Селенид цинка ZnSe – сложный полупроводник. Какой характер связи и тип проводимости в нем? При анализе было установлено, что состав полупроводника выражается формулой ZnSe0,85. Изменится ли проводимость,

120

если пролегировать в одном случае алюминием, в другом - мышьяком. Объясните проводимость с точки зрения зонной структуры и природы химической связи. Какой тип твердого раствора образуется при этом?

5.Для следующих уравнений подобрать коэффициенты:

1)методом электронного баланса (1, 2, 3);

2)методом электронно-ионного баланса (4, 5).

Укажите окислитель и восстановитель:

1)Ca+ H2SO4K→CaSO4+H2S+ H2O;

2)KJ+KNO3+H2SO4→K2SO4+J2+NO+H2O;

3)CrCl3+H2O2+NaOH→ Na2CrO4+NaCl+H2O;

4)KMnO4+KJ+H2SO4→ K2SO4+MnSO4+J2+ H2O;

5)Na2SnO2+Bi(NO3)3+NaOH→Na2SnO3+Bi+NaNO3 +H2O.

Определите эквивалент окислителя и восстановителя в уравнениях 3, 4, 5.

6. Определите, какой из металлов – олово, никель или хром лучше взаимодействует с разбавленной серной кислотой? Ответ дайте на основании значений ЭДС, ГЭ, составленных по реакции Me+H2SO4p→. Составьте электродные процессы, ионные и молекулярные уравнения.

7.Составьте схему электролиза: а) в расплаве ZnCl2, б) в растворе ZnCl2, (Pt анод), в) в растворе ZnCl2 с цинковым анодом. Какие поляризационные процессы возможны в случаях «б» и «в». Составьте уравнения происходящих процессов.

8.Металлическая деталь, поверхность которой равна 100 см2 должна быть покрыта слоем электролитически осажденного никеля толщиной 0,3 мм. Сколько времени должно длиться осаждение при силе тока 3А? Сколько времени потребуется на осаждение этого же количества никеля, если выход по току равен 90%? Плотность никеля равна 9 г/см3.

Вариант 5

1. Запишите в виде электронной формулы состояния электронов, имеющих следующий набор квантовых чисел:

Распределите электроны по энергетическим ячейкам согласно правилу Хунда и определите элемент.