11

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЛИВЕСКИЙ ФИЛИАЛ ГОУ ВПО “ОРЕЛГТУ”

ФАКУЛЬТЕТ ОЧНО-ЗОАЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

Кафедра технических дисциплин

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ»

Работу выполнил студент Титов В. В.

Специальность 151001 «Технология машиностроения»

Группа 1Т Шифр 081465

Вариант №26

Отметка о зачете ___________ дата «___»___________2008г.

Преподаватель Герасина Е. В.

Ливны 2008

Содержание

Содержание 2

Задание №27. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4d или 5s; 6s или 5p? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43 2

Задача №48. Марганец образует соединения, в которых он проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца (IV). 4

Задача №90. Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензина с образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования С6Н6(ж). Ответ +49,03 кДж 5

Задача №132. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы CO2 + C 2CO. Как изменится скорость прямой реакции – образования, если концентрацию CO2 уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход CO? 6

Задача №195. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) CdS и HCl; б) Cr(OH)3 и NaOH; в) Ba(OH)2 и CoCl2. 7

Задача №216. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: NaCN или NaClO; MgCl2 или ZnCl2? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. 8

Список использованной литературы 10

Задание №27. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4d или 5s; 6s или 5p? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43

Решение:

В первом случае заполнение электронами энергетических уровней в атомах элементов происходит следующим образом: вначале заполняется 5s-подуровень, затем 4d-подуровень.

Данные орбитали атома (4d, 5s) присущи элементам больших периодов. Формирование электронных оболочек в атомах элементов больших периодов происходит более сложно, чем в атомах элементов малых периодов. Это связано с тем, что в атомах элементов больших периодов s-подуровень данного энергетического уровня обладает меньшей энергией, чем d-подуровень предшествующего уровня. В атоме рубидия и стронция (№37 и №38) начинает формироваться пятый энергетический уровень (5s¹ и 5s² соответственно), а начиная с иттрия (№39), заполняется d-подуровень четвертого энергетического уровня, вплоть до кадмия (№48). Это объясняет, почему 5s заполняется раньше, чем 4d-подуровень.

Во втором случае заполнение электронами энергетических уровней в атомах элементов происходит следующим образом: вначале заполняется 5p-подуровень, затем 6s-подуровень.

Данные орбитали атома (5p, 6s) так же присущи элементам больших периодов. В атомах элементов больших периодов s-подуровень данного энергетического уровня обладает меньшей энергией, чем p-подуровень предшествующего уровня

В атомах элементов индий (№49), олово (№50), сурьма (№51), теллур (№52), йод (№53), ксенон (№54) заполняется 5p-подуровень. Последний элемент пятого периода – ксенон имеет электронную формулу: …5s²5p⁶. В атомах первых двух элементов шестого периода – цезия (№55) и бария (№56) электроны занимают s-подуровень нового внешнего энергетического уровня (6s¹ и 6s² соответственно). У лантана (№57) заполняется 5d-подуровень. Затем заполняется 4f-подуровень (начиная с цезия и до лютеция), потом заполняются 5d-подуровень и 6p-подуровень. Последний элемент шестого периода – радон имеет электронную формулу: …5p⁶5d¹⁰6s²6p⁶. Это объясняет, почему 5p заполняется раньше, чем 6s-подуровень.

Элемент с порядковым номером 43 – технеций (Tc)

Tc 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁵5s²

Задача №48. Марганец образует соединения, в которых он проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца (IV).

Решение:

Марганец – элемент четвертого периода. Это металл седьмой группы, побочной подгруппы.

Марганец образует соединения со степенью окисления +2, +3, +4, +6, +7. Формулы оксидов и гидроксидов, которые отвечают данным степеням окисления, следующие:

• оксиды

одноокись марганца MnO (II), полутораокись марганца Mn₂O₃ (III), двуокись марганца MnO₂ (IV), трехокись марганца MnO₃ (VI), полусемиокись марганца Mn₂O₇ (VII),

• гидроксиды

гидроксид марганца Mn(OH)₂ (II), гидроксид марганца (III), гидроксид марганца Mn(OH)₄ (IV)

Гидроксид марганца Mn(OH)₄ (IV) обладает амфотерными свойствами, т.е. он вступает в реакции, как с кислотами, так и с основаниями.

Уравнения реакций следующие:

Mn(OH)₄+ 4 HCl = MnCl₄ + 4 H₂O

– это взаимодействие с кислотами;

Mn(OH)₄+ 4 NaOH = Na₄MnO₄ + 4 H₂O

– это взаимодействие с основаниями;

Задача №90. Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензина с образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования С₆Н₆(ж). Ответ +49,03 кДж

Решение:

С₆Н₆(ж) +7 ½ O₂ = 6 CO₂ (г) + 3 H₂O (г)

Или:

2 С₆Н₆(ж) +15 O₂ = 12 CO₂ (г) + 6 H₂O (г)

В таблице №5 – Стандартные теплоты (энтальпии) образования некоторых веществ (4, стр. 41) находим стандартные теплоты CO₂ (г) и H₂O (г). Теплоту образования простых веществ (O₂) примем равным нулю. Используя следствие из закона Гесса:

∆H_хр = ∑∆H_обр^прод - ∑∆H_обр^исх

∆H_хр = (6*∆H_со2 + 3*∆H_н2o) – (∆H_C6H6 + 7 ½ *∆H_о2)

∆H_со2 = - 393,51 кДж

∆H_н2o = - 241,83 кДж

-3 135,58 = (6*(- 393,51) + 3*(- 241,83)) – (∆H_C6H6 + 0)

-3 135,58=(- 2361,06 – 725,49) - ∆H_C6H6

∆H_C6H6 =(- 2361,06 – 725,49) – (-3 135,58)

∆H_C6H6 = - 3 086,55+3 135,58

∆H_C6H6 = +49,03 кДж

или:

∆H_хр = ∑∆H_обр^прод - ∑∆H_обр^исх

∆H_хр = (12*∆H_со2 + 6*∆H_н2o) – (2∆H_C6H6 + 15*∆H_о2)

∆H_со2 = - 393,51 кДж

∆H_н2o = - 241,83 кДж

2*(-3 135,58) = (12*(- 393,51) + 6*(- 241,83)) – (2*∆H_C6H6 + 0)

2*(-3 135,58) =(- 4 722,12 – 1450,98) -2* ∆H_C6H6

∆H_C6H6 =((- 4 722,12 – 1450,98) – 2*(-3 135,58))/2

∆H_C6H6 = (- 6 173,10+6 271,16)/2

∆H_C6H6 = +49,03 кДж

Задача №132. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы CO₂+ C 2CO. Как изменится скорость прямой реакции – образования, если концентрацию CO₂уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход CO?

1. Константа равновесия гетерогенной системы CO₂ + C 2CO имеет вид:

2. Используем закон действующих масс:

До изменения концентрации: _, тогда

После изменения концентрации: _, тогда

Отсюда:

Таким образом, скорость прямой реакции – образования уменьшится в 4 раза, если концентрацию CO₂ уменьшить в четыре раза

3. В данной реакции из одной молекулы углекислого газа CO₂ и одной молекулы углерода C получается две молекулы CO.Число молекул осталось постоянным. Равновесие не смещается. В соответствии с принципом Ле Шателье увеличение давления смещает равновесие в сторону той реакции, которая приводит к уменьшению общего числа молекул в газовой смеси, а, следовательно, к уменьшению давления в системе. И, наоборот, при уменьшении давления равновесие смещается в сторону реакции, сопровождающейся увеличением общего числа молекул газа, что влечет за собой увеличение давления в системе. Таким образом, для того чтобы повысить выход CO, нужно уменьшить давление. Это вызывает смещение равновесия в сторону образования угарного газа CO, что сопровождается повышением давления в системе.