2. Строение вещества

№ вар.

1-25. При выполнении задания по этой теме необходимо дать характеристику одному из элементов периодической таблицы Д.И. Менделеева:

• напишите электронную формулу химического элемента в основном состоянии;

• напишите электронную формулу химического элемента в возбужденном состоянии

(если оно возможно) и укажите максимальную спинвалентность;

• укажите принадлежность к s-, р-, d-семейству;

• укажите характерные степени окисления элемента;

• напишите формулы оксидов и соответствующих гидроксидов или кислот;

• укажите, образует ли этот элемент гидриды;

1. Sn, Cl	10. Pt, C	19. Ca, Bi
2. Mg, Рb	11. Fe, Ca	20. Hg, Be
3. Cu, Na	12. Co, K	21. F, Cs
4. Ag, P	2.13. 13. Ni, Si	22. Al, W
5. K, Se	14. Br, Sc	23. P, Ag
6. S, Sn	15. Cl, Cd	24. N, Au
7. Cr, Sr	16. J, Ge	25. Mn, Cd
8. Pb, Al	17. Zn, Ba
9. Sb, Mg	18. Cd, Cr

3 Основные закономерности химических процессов

Химическая термодинамика

1 -25.

№ вар.

1, 3. Вычислите стандартную энтальпию образования уксусной кислоты, используя следующие данные:

1). СН₃СООН (ж) + 2 О₂ = 2 СО₂ (г) + 2 Н₂О (ж) Н = - 871,54 кДж

2). С (графит) + О₂ = СО₂ (г) Н = - 393,5 кДж

3). Н₂ + 1/2 О₂ = Н₂О (ж) Н = - 285,8 кДж

Ответ: - 487,06 кДж

2, 4. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите G⁰₂₉₈ реакции:

СО₂ (г) + 4 Н₂ (г) = СН₄ (г) + 2 Н₂O (ж) Дж/мольК.

5, 7. Вычислите Н⁰₂₉₈, S⁰₂₉₈, G⁰₂₉₈ для процесса

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Ответ: - 130,89 кДж.

6, 8. Определить S⁰₂₉₈ системы: Н₂(г) + S (к) = Н₂S (г)

Ответ: 43,16 Дж/ моль К.

9, 11. Рассчитайте S⁰₂₉₈ реакции разложения бертолетовой соли, если S⁰₂₉₈ KClO₃= 142,97 Дж/мольК, а S⁰₂₉₈ KCl = 82,68 Дж/мольК.

Ответ: 494,50

10, 12. Восстановление Fe₂O₃ водородом протекает по уравнению

Fe₂O₃ (к) + 3 Н₂ (г) = Fe (к) + 3 Н₂О (г) Н⁰₂₉₈=96,61 кДж

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии S⁰₂₉₈= 0, 1387 кДж/моль? При какой температуре начинается восстановление оксида железа?

Ответ: 696 K.

13, 15. Определите G⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению

4 NH₃(г) + 5 О₂ (г) = 4 NO (г) + 6 Н₂О (г)

Вычисления сделайте на основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ. Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Ответ: - 957,77 кДж.

14, 16. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе: 2 NO (г) + O₂ (г) « 2 NO₂ (г). Ответ мотивируйте, вычислив DG⁰₂₉₈ прямой реакции.

Ответ: -69,70 кДж.

17, 19. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите DG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению: NН₃ (г) + НС1 (г) = NН₄С1 (к). Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно?

Ответ: -92,08 кДж.

18, 20. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите G⁰₂₉₈ реакции:

СО₂ (г) + 4 Н₂ (г) = СН₄ (г) + 2 Н₂O (ж) Дж/мольК.

21, 23. Восстановление Fe₂O₃ водородом протекает по уравнению

Fe₂O₃ (к) + 3 Н₂ (г) = Fe (к) + 3 Н₂О (г) Н⁰₂₉₈=96,61 кДж

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии S⁰₂₉₈= 0, 1387 кДж/моль? При какой температуре начинается восстановление оксида железа?

Ответ: 696 K.

24, 25. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите G⁰₂₉₈ реакции:

СО₂ (г) + 4 Н₂ (г) = СН₄ (г) + 2 Н₂O (ж) Дж/мольК.

Химическая кинетика

1 – 25. Как изменится скорость прямой реакции:

№ вар.

1. 4NH₃(г) + 5O₂(г)  4NO(г) + 6H₂O(г), если давление увеличить в 2 раза?

2. 2HCl(г) + ½ O₂(г)  Cl₂(г) + H₂O(г), если увеличить концентрацию HCl в 6 раз?

3. 2CH₄(г) + O₂(г)  2CO(г) + 4H₂(г), если концентрацию метана уменьшить в 2 раза?

4. S(т) + O₂(г) SO₂(г), если концентрацию кислорода увеличить в 10 раз?

5. 2Н₂(г)+O₂(г)2Н₂O(ж), если уменьшить давление в 5 раз?

6. СН₄(г) + O₂(г)  СО₂(г) + 2Н₂(г), если уменьшить давление в 3 раза?

7. 2NO(г) + O₂(г)  2NО₂(г), если уменьшить объем в системе в 3 раза?

8. 2NO(г) + O₂(г)  2NО₂(г), если повысить концентрацию NO в 3 раза?

9. 2С(т) + O₂(г)  2СО(г), если повысить концентрацию O₂ в 15 раз?

10 2HCl(г) + ½ O₂(г)  Cl₂(г) + H₂O(г), если увеличить концентрацию HCl в 8 раз?

11. 4NH₃(г) + 5O₂(г)  4NO(г) + 6H₂O(г), если давление увеличить в 7 раз?

12 2Н₂(г) + O₂(г)  2Н₂O(ж), если уменьшить давление в 6 раз?

13 S(т) + O₂(г) SO₂(г), если концентрацию кислорода увеличить в 14 раз?

14. 2CH₄(г) + O₂(г)  2CO(г) + 4H₂(г), если концентрацию метана уменьшить в 5 раз?

15. 2NO(г)+O₂(г)2NО₂(г), если повысить концентрацию NO в 3 раза?

16. 2С(т) + O₂(г)  2СО(г), если повысить концентрацию O₂ в 25 раз?

17. 2NO(г)+O₂(г)2NО₂(г), если уменьшить объем в системе в 3 раза?

18. 2CH₄(г) + O₂(г)  2CO(г) + 4H₂(г), если если повысить концентрацию O₂ в 10 раз?

19. S(т) + O₂(г) SO₂(г), если концентрацию кислорода уменьшить в 10 раз?

20. 2Н₂(г)+O₂(г)2Н₂O(ж), если увеличить давление в 7 раз?

21. 4NH₃(г) + 5O₂(г)  4NO(г) + 6H₂O(г), если давление уменьшить в 5 раз?

22. 2HCl(г) + ½ O₂(г)  Cl₂(г) + H₂O(г), если уменьшить концентрацию HCl в 3 раза?

23. 2С(т) + O₂(г)  2СО(г), если понизить концентрацию O₂ в 6 раз?

24. СН₄(г) + O₂(г)  СО₂(г) + 2Н₂(г), если увеличить давление в 4 раза?

25. 2CH₄(г) + O₂(г)  2CO(г) + 4H₂(г), если концентрацию кислорода увеличить в 10 раз?

№ вар.

1 – 25.

1, 3. Две реакции при 283 К протекают с одинаковой скоростью. Температурный коэффициент скорости первой и второй реакции равны соответственно 2,5 и 3,0. Как будут относится скорости реакций, если первую из них провести при 350 К, а вторую при 330 К ?

Ответ: 2,65: 1,00.

2, 4. Вычислите при какой температуре реакция закончится за 45 минут, если при 293 К на это требуется 3 часа. Температурный коэффициент равен 3,2.

Ответ: 304,9 К .

5, 7. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 90 раз ? Температурный коэффициент равен 2,7 .

Ответ: 45,3 ⁰ C.

6, 8. Как изменится скорость реакции при охлаждении реакционной смеси с 40 до -10 градусов Цельсия , если температурный коэффициент реакции равен 2.7 .

Ответ : в 143,5 раза.

9, 11. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80⁰ С. Температурный коэффициент скорости реакции равен 3.

10, 12. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60⁰С, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?

11, 13. Вычислите, при какой температуре реакция закончится за 45 минут, если при 293 К на это требуется 3 часа. Температурный коэффициент равен 3,2.

Ответ: 304,9 К.

15, 17. На сколько градусов нужно повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 30 раз? Температурный коэффициент равен 4.

16, 18. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 100 до 70⁰ С. Температурный коэффициент скорости реакции равен 4.

19, 20. Как изменится скорость реакции при охлаждении реакционной смеси с 40 до 20 градусов Цельсия , если температурный коэффициент реакции равен 3 .

21, 23. На сколько градусов нужно понизить температуру, чтобы скорость реакции уменьшилась в 15 раз ? Температурный коэффициент равен 1,5 .

24, 25. Как изменится скорость реакции при нагревании реакционной смеси от 140 до 210 градусов Цельсия , если температурный коэффициент реакции равен 2.

Химическое равновесие

№ вар.

1 - 25. Пользуясь правилом Ле -Шателье объяснить, в каком направлении будет смещаться равновесие химических реакций:

1. а) с повышением температуры; б) с увеличением объема?

а) Fe₂O₃ (т) + 3CO (г)  2Fe (к) +3CO₂ (г),  _r Н⁰₂₉₈ = - 26,8 кДж,

б) 2H₂S(г) + 3O₂(г)  2SО₂ (к) + 2H₂O(ж),  _r Н⁰₂₉₈ = -1123,4 кДж.

2. а) с повышением температуры; б) с увеличением объема?

а) 2CO (г)+ O₂ (г) 2CO₂ (г),  Н⁰₂₉₈ = -566 кДж,

б) 2NO (г) + O₂ (г)  2NO₂(г),  Н⁰₂₉₈ = -113.0 кДж.

3. а) с понижением температуры; б) с понижением давления?

а) N₂ (г) + 3H₂ (г)  2NH₃(г),  _r Н⁰₂₉₈ = - 92,4 кДж,

б) MgO (г)+CO(г)Mg (к)+CO₂(г), _rН⁰₂₉₈ = 318,8 кДж.

4. а) с понижением температуры; б) с уменьшением объема:

а) 2SO₂(г) + O₂(г) 2 SO₃(г),  _r Н⁰₂₉₈ = -196,6 кДж,

б) N₂(г) + O₂(г)  2NO(г),  _r Н⁰₂₉₈ = 180,7 кДж.

5. а) с понижением температуры; б) с уменьшением объема:

а) 2CO (г)+ O₂ (г) 2CO₂ (г),  _r Н⁰₂₉₈ = -566 кДж,

б) 2NO (г) + O₂ (г)  2NO₂(г),  _r Н⁰₂₉₈ = -113,0 кДж.

6. а) с повышением температуры; б) с повышением давления

а) 3O₂ (г)  2 O₃(г),  _r Н⁰₂₉₈ = 184,6 кДж,

б) 2Н₂ (г) + O₂ (г)  2Н₂O(г),  _r Н⁰₂₉₈ = -483,7 кДж.

7. а) с понижением температуры; б) с понижением давления?

а) CO (г) + H₂O (г)  CO₂ (г) + H₂(г),  _r Н⁰₂₉₈ = - 41.2 кДж,

б) COCl₂(г)  Cl₂(г) + CO(г),  _r Н⁰₂₉₈ = 112.5 кДж.

8. а) с повышением температуры; б) с повышением давления?

а) CaO (к) + H₂ (г)  Ca (к) + H₂O(ж), _rН⁰₂₉₈=350 кДж,

б) NH₄NO₃(к)  N₂O(г) + 2H₂O(г), _r Н⁰₂₉₈ = - 36,2 кДж.

9. а) с понижением температуры; б) с понижением давления?

а) 2C₂H₂ (г) + 5O₂ (г)  4CO₂ (г) + 2H₂O (г),  _r Н⁰₂₉₈ = - 2284,4 кДж,

б) N₂ (г) + 2O₂ (г)  2NO₂ (г),  _r Н⁰₂₉₈ = 67 кДж.

10. а) с повышением температуры; б) с повышением давления?

а)3O₂ (г)  2 O₃(г),  Н⁰₂₉₈ = 184,6 кДж,

б) 2Н₂ (г) + O₂ (г)  2Н₂O(г),  Н⁰₂₉₈ = -483,7 кДж.

11. а) с понижением температуры; б) с понижением давления?

а) CO (г) + H₂O (г)  CO₂ (г) + H₂(г), Н⁰₂₉₈=-41,2кДж,

б) COCl₂(г)  Cl₂(г) + CO(г),  Н⁰₂₉₈ = 112,5 кДж.

12. а) с повышением температуры; б) с повышением давления:

а) 2SO₂(г) + O₂(г) 2 SO₃(г),  _r Н⁰₂₉₈ = -196,6 кДж,

б) N₂(г) + O₂(г)  2NO(г),  _r Н⁰₂₉₈ = 180,7 кДж.

13. а) с повышением температуры; б) с повышением давления

а) 2C₆H₆ (ж) + 15O₂(г)12CO₂(г)+6H₂O(ж), _rН⁰₂₉₈ = - 5416,3 кДж,

б) CO (г) + PbO (к)  Pb (к) + CO₂ (г), _rН⁰₂₉₈=-64 кДж.

14. а) с повышением температуры; б) с повышением давления?

а) 2CO (г)  CO₂ (г) + С(т),  _r Н⁰₂₉₈ = - 172,5 кДж,

б) CO₂(г) + 2Н₂ (г)  CН₃OН (г),  _r Н⁰₂₉₈ = 193,3 кДж.

15. а) с повышением температуры; б) с увеличением объема?

а) Fe₂O₃ (т) + 3CO (г)  2Fe (к) +3CO₂ (г),  _r Н⁰₂₉₈ = - 26,8 кДж,

б) 2H₂S(г) + 3O₂(г)  2SО₂ (к) + 2H₂O(ж),  _r Н⁰₂₉₈ = -1123,4 кДж.

16. а) с понижением температуры; б) с повышением давления

а) 3O₂ (г)  2 O₃(г),  _r Н⁰₂₉₈ = 184,6 кДж,

б) 2Н₂ (г) + O₂ (г)  2Н₂O(г),  _r Н⁰₂₉₈ = -483,7 кДж.

17. а) с понижением температуры; б) с понижением давления?

а) NH₄NO₃(к)  N₂O(г) + 2H₂O(г), _r Н⁰₂₉₈ = - 36,2 кДж.

б) N₂(г) + O₂(г)  2NO(г),  _r Н⁰₂₉₈ = 180,7 кДж.

18. а) с понижением температуры; б) с уменьшением объема:

а) 2Н₂ (г) + O₂ (г)  2Н₂O(г),  _r Н⁰₂₉₈ = -483,7 кДж.

б) 2SO₂(г) + O₂(г) 2 SO₃(г),  _r Н⁰₂₉₈ = -196,6 кДж,

19. а) с понижением температуры; б) с повышением давления

а) CHCl₃(г) + Cl₂(г)  CCl₄(г) + HCl(г), _rН⁰₂₉₈ = 318,8 кДж.

б) CO₂ (г) + C (т)  2CO (г),  _r Н⁰₂₉₈ = - 2284,4 кДж,

20. а) с повышением температуры; б) с увеличением объема?

а) 2S(к) + 2H₂O(г)  O₂ (г) + 2H₂S(г),  _r Н⁰₂₉₈ = -483,7 кДж.

б) C₂H₂(г) + H₂(г) C₂H₄(г), _rН⁰₂₉₈ = - 3416,3 кДж,

21. а) с понижением температуры; б) с уменьшением объема?

а) 2CO (г)+ O₂ (г) 2CO₂ (г),  Н⁰₂₉₈ = -566 кДж,

б) 2NO (г) + O₂ (г)  2NO₂(г),  Н⁰₂₉₈ = -113.0 кДж.

22. а) с повышением температуры; б) с увеличением объема?

а) 2H₂S(г) + 3O₂(г)  2SО₂ (к) + 2H₂O(ж),  Н⁰₂₉₈ = -1123,4 кДж.

б) MgO (г)+CO(г)Mg (к)+CO₂(г), Н⁰₂₉₈ = 318,8 кДж.

23. а) с понижением температуры; б) с понижением давления?

а) 2C₂H₂ (г) + 5O₂ (г)  4CO₂ (г) + 2H₂O (г),  Н⁰₂₉₈ = - 2284,4 кДж,

б) N₂ (г) + 2O₂ (г)  2NO₂ (г),  Н⁰₂₉₈ = 67 кДж.

24. а) с понижением температуры; б) с уменьшением объема?

а) Fe₂O₃ (т) + 3CO (г)  2Fe (к) +3CO₂ (г),  _r Н⁰₂₉₈ = - 26,8 кДж,

б) 2H₂S(г) + 3O₂(г)  2SО₂ (к) + 2H₂O(ж),  _r Н⁰₂₉₈ = -1123,4 кДж.

25. а) с повышением температуры; б) с повышением давления?

а) CO (г) + H₂O (г)  CO₂ (г) + H₂(г),  _r Н⁰₂₉₈ = - 41.2 кДж,

б) COCl₂(г)  Cl₂(г) + CO(г),  _r Н⁰₂₉₈ = 112.5 кДж.

1 - 25. Напишите выражения для констант равновесия следующих обратимых химических реакций:

1. а) CaCO₃ (к)  CaO (к) + CO₂ (г),

б) FeO (к) + CO (г)  Fe (к) + CO₂ (г),

2. а) 2H₂ (г) + O₂(г)  2H₂O(г).

б) SO₂Сl₂(г)  SO₂(г) + Сl₂(г),

3. а) 2Al(к) + 3Cl₂(г)  2AlCl₃(к),

б) CH₃OH (ж)  2H₂ (г) + CO(г).

4. а) 2HBr(г)  H₂(г) + Br₂(г),

б) 2S(к) + 2H₂O(г)  O₂ (г) + 2H₂S(г).

5. а) CHCl₃(ж) + Cl₂(г)  CCl₄(ж) + HCl(г).

б) 2Al(к) + 3Cl₂(г)  2AlCl₃(к),

6. а) 2Ag(к) + Cl₂(г)  2AgCl(к).

б) SO₂Сl₂(г)  SO₂(г) + Сl₂(г),

7. а) FeO (к) + CO (г)  Fe (к) + CO₂ (г),

б) 2H₂ (г) + O₂(г)  2H₂O(г).

8. а) 4HСl(г) + O₂(г)  2Cl₂(г) + 2H₂O(ж),

б) MgO(к) + CO₂(г)  MgCO₃(к).

9. а) Cl₂(г) + CO(г)  COCl₂(г).

б) C₂H₂(г) + H₂(г) C₂H₄(г),

10. а) PCl₅(г)  PCl₃(г) + Cl₂(г).

б) 2SO₂(г) + O₂(г)  2SO₃(г),

11. а) 2H₂S(г) + SO₂(г)  3S (к) + 2H₂O(г).

б) H₂S(г)  S(к) + H₂(г),

12. а) 2H₂(г) + CO(г)  CH₃OH(г).

б) 2Al(к) + 3Cl₂(г)  2AlCl₃(к),

13. а) 4HСl(г) + O₂(г)  2Cl₂(г) + 2H₂O(ж),

б) MgO(к) + CO₂(г)  MgCO₃(к).

14. а) CHCl₃(г) + Cl₂(г)  CCl₄(г) + HCl(г).

б) CO₂ (г) + C (т)  2CO (г),

15. а) FeO(к) + H₂O(г)  Fe(OH)₂(к),

б) CO(г) + H₂O(г)  H₂(г) + CO₂(г),

16. а) 2S(к) + 2H₂O(г)  O₂ (г) + 2H₂S(г).

б) C₂H₂(г) + H₂(г) C₂H₄(г),

17. а) CH₃OH (ж)  2H₂ (г) + CO(г).

б) CaCO₃ (к)  CaO (к) + CO₂ (г),

18. а) С(т) + 2H₂O(г)  CO₂(г) + 2H₂(г),

б) 2NO₂(г)  N₂O₄(г),

19. а) Cl₂(г) + CO(г)  COCl₂(г);

б) COCl₂(г)  CO(г) + Cl₂(г),

20. а) 2HCl(г)  H₂(г) + Cl₂(г),

б) 2Ag(к) + Cl₂(г)  2AgCl(к).

21. а) CaCO₃ (к)  CaO (к) + CO₂ (г),

б) FeO (к) + CO (г)  Fe (к) + CO₂ (г),

22. а) 2Al(к) + 3Cl₂(г)  2AlCl₃(к),

б) CH₃OH (ж)  2H₂ (г) + CO(г).

23. а) PCl₅(г)  PCl₃(г) + Cl₂(г).

б) 2SO₂(г) + O₂(г)  2SO₃(г),

24. а) 2HBr(г)  H₂(г) + Br₂(г),

б) 2S(к) + 2H₂O(г)  O₂ (г) + 2H₂S(г).

25. а) MgO(к) + CO₂(г)  MgCO₃(к).

б) Cl₂(г) + CO(г)  COCl₂(г).