- •§ 1. Строение атома
- •Задачи
- •§ 2. Энергетика химических реакций
- •При протекании химических реакций обычно происходит разрыв химических связей и образование новых связей, кроме этого может происходить отрыв или присоединение электронов.
- •Задачи на энергетику химических процессов сводятся к тому, что нужно выразить процесс, энергия которого неизвестна, через комбинацию процессов, энергии которых известны.
- •Задачи
- •3.13*. Сколько заполненных и вакантных МО имеет молекула формальдегида СН2О?
- •Задачи
- •3.14. Какова ковалентность следующих атомов в основном и возбужденных состояниях: H, C, N, O, S, P, F, Cl, Mg, Al?
- •3.15. Изобразить энергетические диаграммы для валентных электронов углерода и кислорода, соответствующие ковалентности, равной нулю. Являются ли эти состояния атомов С и О возбужденными?
- •3.20*. Каково пространственное строение молекул NH2-CH2-CH3 и NH2-CH=CH2? Объяснить отличие направленности связей, которые образует атом азота в этих частицах.
- •3.21*. Отличается ли длина связи С=О в молекулах ацетальдегида и уксусной кислоты?
- •3.23*. Возможны ли изомеры для соединений состава CCl3F, [Zn(NH3)2Cl2], [Pt(NH3)2Cl2]?
- •3.25*. Димер Al2Cl6 и полимер (PdCl2)n имеют следующее строение:
- •Объяснить, почему Al находится в центре тетраэдра, а Pd – в центре квадрата из атомов хлора.
- •3.2.3. Дипольный момент молекул
- •Задачи
- •8.2. Кислотно-основные равновесия
- •основание 1 кислота 2 кислота 1 основание 2
- •8.2.1. Самоионизация (диссоциация) воды и шкала рН
- •Решение:
- •Приближения:
- •8.3. Равновесие между труднорастворимым соединением
- •ОТВЕТЫ
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Формула кислоты
- •Формула кислоты
- •Основание по Бренстеду / сопряженная кислота
- •Основание по Аррениусу
- •Приложение 3
- •Приложение 4
- •Приложение 5
- •Стандартные электродные потенциалы для водных растворов
- •Элемент
ОТВЕТЫ
§1
1.3.а) 99,97%; б) ~10–13 %. 1.4. а) 15,9905 а. е. м.; б) 0,1370 а. е. м.
1.5.7,675 МэВ. 1.11. 23,87 МэВ. 1.12. 39,9640 а.е. м. 1.13. б) b/а·5,5·10–4 г.
1.14.66,6 ч. 1.15. а) е–1 : е–2 : е–4; б) 0,7:1,0 : 0,5. 1.20. 4,42·104 м/с.
1.21. 182,8 эВ. 1.25. −198 эВ.
§2
2.1.0,784 МэВ. 2.3. 14,4 эВ. 2.4. б) 17,3 эВ; в) 18,1 эВ; г) 31,7 эВ;
д) 15,4 эВ. 2.7. 806,6 кДж/моль. 2.8. а) 531,2 кДж; б) 784,2 кДж.
2.9. а) да; б) нет. 2.11. а) − 184,2 кДж; б) − 107,4 кДж. 2.14. а)
нет; б) да. 2.15. а) нет; б) да. 2.16. а) возможно; б) невозможно. 2.17. Еп=
−371,5 эВ, Еэл. от. = 63,7 эВ. 2.18. 2,2 %.
§3
3.1.1/4. 3.2. Еп = −16,3 эВ, Еяд. = 13,3 эВ, Еэл. = −29,6 эВ.
3.31.0,43; 0,69; 0,70. 3.32. 1 D. 3.33. 0,1 D. 3.34. 6,1 D.
§4
4.1. ν = 2,22·1016 c–1; λ = 13,5 нм; ω = 7,4·107 м–1. 4.2. 5.
4.3.3,51 эВ. 4.4. 6,05·1014 с–1. 4.7. 3,68 эВ. 4.8. а) нет; б) да.
4.10.а) 24; б) 577. 4.11. 1,42 Å. 4.12. 2,22 Å. 4.13. а) ~ 120 К;
б) ~ 4 200 К; в) ~ 35 000 К.
|
|
§ 5 |
|
|
|
|
5.3. |
а) 1,43 моль/л; |
б) 0,026; в) ~ |
10 %. |
5.5. |
361,7 |
л. |
5.6. а) |
−319,2 кДж/моль; |
б) 992,8 кДж/моль. |
5.7. ~ |
10. |
5.8. 54 |
и |
lnw = 3,78·1022. 5.10. 18,1 Дж/мольК. 5.12. от 750 до 792 К. 5.13. 276 К. 5.14. 1,91 10–22 Дж/К. 5.15. 5,3. 5.16. ~ 9 400. 5.17. 69,8 Дж/К.
5.18. а) −28,8 Дж/К; б) −40,3Дж/К. 5.19. 23,0 Дж/К. 5.20. 2 м3. 5.21. 21,6 Дж/К. 5.22. а) ∆U = 2,1 кДж, ∆Н = 2,9 кДж, Q = 2,1 кДж;
152
б) ∆U = 2,1 кДж, ∆Н = 2,9 кДж, Q = 2,9 кДж. 5.23. ∆U = 0, ∆Н = 0, Q = W = −1,7 кДж. 5.24. ∆U = 1,1 кДж, ∆Н = 1,6 кДж, ∆S = 3,6 Дж/К,
Q= 1,1 кДж. 5.25. ∆U = −515,8 Дж, ∆Н = −722 Дж, ∆S = 10,8 Дж/К.
§6
6.2.1) 1,5 моля; 2) а) n(Cl) = 2 моля, n(Cl2) = 2,5 моля, б) n(Cl) = 4 моля, n(Cl2) = 1,5 моля. 6.3. а) 3 моля; б) 0,5 моля. 6.4. 3. 6.5. 129,6 кДж.
6.6.−140,5 кДж. 6.7. 2. 6.9. −72,4 кДж/моль. 6.12. а) −126,9; −129,4
кДж/моль; б) −2206,7; −2206,7 кДж/моль; 6.13. а) −91,9 кДж/моль; б)
−119,1 кДж/моль. 6.14. а) −672,9 кДж/моль; б) −128,8 кДж/моль.
6.15. а) −42,1 Дж/К; б) 98,7 Дж/К; в) −38,9 кДж; |
г) −197,7 Дж/К. |
||
6.16. а) −197,7 Дж/К; б) |
−247,8 Дж/К. 6.17. |
2,9 Дж/К. |
|
6.18. ln[w(Н2О,г.) / w(Н2О,ж.)] = |
7,93 1024. 6.20. а) |
−33,0 |
кДж; б) 1) |
86,1 кДж; 2) 103,9 кДж. 6.21. а) 1) −417,9 кДж; 2) −394,6 кДж; б) 1) 166,9 кДж; 2) 150,9 кДж; в) 1) 60,9 кДж; 2) 57,5 кДж; г) 1) 181,0 кДж; 2) 122,9 кДж. 6.22. 96,1–100,4 кДж.
§ 7 |
|
|
7.2. Кр = 6,0 105; Кс = 3,6 108. 7.5. а) 0,5; б) 0. |
7.6. р(Cl2) = |
|
= 4,1 10–5атм; а) Кр = 2,4 104; б) Кр = 156. 7.7. р(А2) = р(В2) = 0,625 атм, |
||
р(АВ) = 1,25 атм. 7.8. 0,3 и 0,1 моль/л. 7.9. р(NO2) = 0,31 атм, |
||
р(N2O4) = 0,69 атм. 7.10. Кр = 4,27; Кс = 0,052. 7.11. Кр |
= 0,123; |
|
Кс = 1,5 10–3; n(CaCO3) = 2,5 10–3, n(CaO) = 0,3 10–3, |
n(CO2) = |
|
= 1,5 10–3 моля. 7.12. а) Кр= 6; Кс= 492; б) – 14, 9 кДж/моль. 7.13. 0,8 |
||
моля. 7.14. 9,2. 7.15. а) 2,44 10–6 атм; б) 2,65 10–6 атм. 7.16. n(A) = n(B) = 0,5 моля, n(C) = 1 моль. 7.17. x(A) = x(B) = 0,5. 7.18. 4 атм.
7.19. 0,5. 7.20. 0,31. 7.21. а) 1; б) 2,0 кДж/моль. 7.22. С(СО) = 2,27,
С(Н2О) = 3,27, С(СО2) = С(Н2) = 2,73 моль/л. 7.23. ~ 1100 К.
7.24. а) 16,2 % мол.; б) не изменится; в) не изменится. 7.28. а) 53,6
кДж/моль; б) − 53,6 кДж/моль. 7.29. а) ∆rНо = 76,5 кДж/моль, ∆rSо =
156 Дж/К·моль. 7.30. а) ∆rНо = 36,3 кДж/моль, ∆rSо = 75 Дж/К/моль;
б) р(А) = 0,05 атм, р(В) = 0,1 атм. 7.31. n(ZnCO3) = 0,512, n(ZnO) = n(CO2) = 0,488 моля, n(MgCO3) ≈ 1 моль, n(MgO) ≈ 0. 7.32. 5,0 кДж/моль.
7.33.−20,1 кДж/моль. 7.34. а) 58 Дж/моль; б)−35 Дж/моль.
7.35.61,3 Дж/моль К. 7.36. ~ 410 К.
153
§8
8.1.20 г/моль. 8.2. 2,56 10–4моль/л. 8.3. −75,4 Дж/моль. 8.4. 22,4
атм. 8.5. 58 г/моль. 8.6. а) 0,36 и 2,66 атм; б) 2,44 и 4,89 атм.
8.7.а) 29,2 атм; б) 2,2 %. 8.11. C0(HBr)=0,4моль/л, С0(КОН)=
0,2моль/л. 8.12. ∆rН0298 |
= −55,8 кДж/моль, ∆rG0298 = −79,9 кДж/моль. |
8.13. а) 2,08; б) 4,25; |
в) 8,45. 8.14. 10–2 моль/л. 8.15. 0,1. |
8.16. 1,18 10–6моль/л. |
8.17. а) 2,49 10–4; б) уменьшится в 4 104 раз; |
в) 6,2 10–9. 8.18. а) 2 10–3моль/л; б) [A–] = 2 10–3, [H+] = 3 10–3, [HA] = 6 10–3, [Cl–] = 1 10–3моль/л; α = 0,25. 8.19. 2,9 10–7 моль/л. 8.20. а) 4;
б) −47,7 Дж/моль К; в) уменьшить в 1,21 раза; г) увеличить на 7,2 °.
8.21. [F–] = 6,7 10–3, [HF2–] = 3,3 10–3, [HF] = 9,57 10–2 моль/л.
8.22. Ка1 = 10–5, Ка2 = 10–7. 8.24. 5 10–4. 8.26. а) [H+] = [SO42–] = = 3,24 10–2, [HSO4–] = 8,76 10–2, [K+] = 12 10–2, [OH–] = 0,309 10–12 моль/л,
рН = 1,49; б) 1,43. 8.27. а) 2,10; б) 4 10–3. 8.32. 10–5. 8.33. 5,07.
8.34. 6,2 10–5 моля. 8.35. 3,26. 8.37. ≈ 660. 8.38. [SO42–] = 5,5 10–2,
[HSO4–] = 4,5 10–2 моль/л, [H2SO4] ≈ 0. 8.39. а) 4 10–7; б) 0,44 атм. 8.40. [SO32–] = 3,6 10–7, [HSO3.] = 995 10–7, [H2SO3] = 1,2 10–7моль/л. 8.41. 4,48. 8.42. 2 10–4 моля. 8.43. 1)а) 3; б) [A–] = 4 10–4, [B–] = 6 10–4 моль/л;
2) а) 2,67; б) [A–] = 1,87 10–3, [B–] = 2,8 10–4 моль/л. 8.45. б) 1,110–8 моль/л.
8.46. а) 0,224 моль/л; б) 0,179 моль/л. 8.47. а) 1,110–4 и 5,510–10 моль/л;
б) 10,4. 8.48. 7,15. 8.49. не будет. 8.50. а) 210–7 моль/л; б) 110–2 моль/л.
8.51. а) 1,2 10–6 моль/л; б) 1,4 10–12 моль/л. 8.52. 12,7. 8.53. а) [Ag+]
≈ [Cl–] = 1,3 10–5 моль/л, [Br–] = 3,4 10–8 моль/л; б) 2132 л.
§ 9
9.5. 0,305 В. 9.6. 3 10–12 моль/л. 9.7. а) 3; б) 5. 9.8. −0,118 В
и −0,059 В; р2 / р1 = 100. 9.9. 1,04 В. 9.10. б) 1,13 В. 9.11. а) ∆rG = −7,62, ∆rGо = ±1,93 кДж/моль; б) 1,0 10–4 или 4,810–2 моль/л. 9.12. а) 2,810–14
моль/л; б) 2,9 10–3 моль/л. 9.14. б) ЕК = 1,578 В; ЕА = –0,330 В. 9.15. а) нет; б) да. 9.16. 0,072 В. 9.17. а) 0,151 В; б) 0,075 В. 9.18. а) 0,059 В;
б) 0,295 В. 9.19. 0,111 В; а) не изменится; б) 0,222 В. 9.21. б) 4,89
и 0,49 атм. 9.22. 1,6 10–6. 9.23. −0,76 В. 9.24. −0,029 В. 9.25. [A+] = 0,13,
[B2+] = 0,18 моль/л, n(Aтв.) = 0,47, n(Bтв.) = 0,52 моля. 9.26. [Ni2+] = 2,2 10–3, [Co2+] = 0,108 моль/л. 9.28. [Ce4+] ≈ 0, [Ce3+] = 2,0, [Sn2+] = 0,5,
[Sn4+] = 1,5 моль/л. 9.29. − 0,026 В. 9.30. а) 0,1 моль/л; б) 1 10–3 моль/л.
154
§10
10.1.2,5 106 моль/л с. 10.2. 1,25 10–5 л/моль с. 10.3. x = 2; y = 1.
10.4.129 ч. 10.5. 14,6 %. 10.6. 3 000 с. 10.7. второй порядок;
8 10–6 (мм рт. ст.)–1 с–1. 10.8. 1,1 ч. 10.9. а) 6 с; б) 6 с. 10.10. 0,046.
10.11.а) 1,5 и 0,75 моль/л; б) 1,33 и 0,67 моль/л; в) 2 и 1 моль/л.
10.12.второй порядок; 100 с. 10.13. 63,2 %. 10.14. 0,693 мин. 10.15. тримо-
лекулярная; 25 (л/моль)2 с–1. 10.16. 313 К. 10.17. а) 31,1 кДж/моль;
б) 0,044 моля. 10.18. 53,6 кДж/моль. 10.19. 7,7 105 с–1. 10.20. 5,9 с–1.
10.21. v+0 = 4,3 108, v–0 = 2,4 моль/л с. 10.22. а) 1,4 10–3 моль/л с;
б) 2,8 10–10 с. 10.23. [A] = 0,033, [B] = 0,167 моль/л; ∆rН0 ≈ –4,0 кДж.
10.24. k1 = 1,0 10–2 c–1, k–1 = 1,0 10–1 л/моль с. 10.25. C(A) = 0,01, C(B) = 0,02, C(D) = 0,07 моль/л. 10.26. k1 = 0,075 мин–1, k2 = 0,025 мин–1.
10.27. k2 / k1 = 20. 10.31. 53,6 кДж/моль.
155