Химия вариант17

№ 3

Из 1,35 г оксида металла получается 2,85 г его нитрита. Вычислить эквивалентную массу его металла.

Ответ:

Дано: =1,35 г =3,15 г

- ?

Решение:

Из закона эквивалентов:

Эквиваленты оксида и нитрита можно записать как:

Подставим эти выражения в закон эквивалентов и выразим

Тогда:

Ответ: .

№ 21

Что называется энергией сродства к электрону? В каких единицах она выражается? Как изменяется окислительная способность неметаллов в периодах и группах с увеличением порядкового номера?

Ответ:

Энергия сродства к электрону – это энергия, выделяющееся при присоединении электрона к свободному атому. Обычно энергию сродства к электрону выражают в электрон-вольтах.

Окислительная способность неметаллов в периоде с увеличением порядкового номера увеличивается. В группе наоборот – уменьшается.

№36

Возможна ли самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях? Определите температуру, при которой вероятность протекания реакции в обоих направлениях одинакова.

Ответ:

Определим возможность самопроизвольного протекания реакции при стандартных условиях:

т.к. , то самопроизвольное протекание реакции при стандартных условиях невозможно.

Определим температуру при которой вероятность протекания реакции в обоих направлениях одинакова.

В этих условиях , тогда

Ответ: при стандартных условиях самопроизвольное протекание реакции невозможно, Т≈38373 К.

№ 55

В каком направлении сместиться равновесие в системе есил давление увеличить в 2 раза и одновременно повысить температуру на 10 градусов? Температурный коэффициент прямой реакции равен 2, обратной – 3. Каков знак этой реакции?

Ответ:

Дано:

Решение:

Увеличение давления не окажет на равновесие влияния, т.к. и по прямой и по обратной реакциям образуются по 2 моля газообразных продуктов, т.к. температурный коэффициент обратной реакции больше, чем прямой, то при повышении температуры скорость обратной реакции увеличивается в большой степени, следовательно равновесие сместиться в сторону обратной реакции. А это говорит, что прямая реакция является экзотермической, т.е. .

Ответ: , - не окажет влияния, - смещение равновесия в сторону

обратной реакции.

№ 73

Металлы серебро и золото образуют диаграмму плавкости с неограниченными твердыми растворами. Начертите диаграмму, если : Ag-960,8; Au-1083. покажите ход кристаллизации состава, содержащего 80 Ag. Определите число фаз и степеней свободы при t=1040 и ниже линии солидуса.

Ответ:

Ниже линии солидуса система однофазна – только твердое соединение, следовательно:

Ф=1, К=2, тогда С=2-1+1=2; С=2

При кристаллизации расплава состава 80% Ag, 20%Au:

От точки 1 до 1а – жидкость.

От точки 1а до 1б – кристаллизуется твердый раствор – состав жидкий+твердый раствор.

Ниже точки 1б – существует только тверды раствор.

№ 85

Сложные полупроводнике и их классификация по периодической таблице. Приведите примеры алмазоподобных полупроводниковых соединений типа . особенности химической связи и структуры. Применение их в полупроводниковой технике.

Ответ:

В периодической системе все элементы образующие полупроводниковые фазы, кроме бора, расположены правее так называемой границы Цинтля, которая разделяет элементы с дефицитом валентных электронов (менее 4-ех электронов на атом) и элементы у которых достаточное число валентных электронов для образования ковалентных связей в структурах простых веществ в соответствии с правилом Октета.

В бинарных соединениях между элементами, расположенными левее границы Цинтля, и элементами, стоящими вправо от нее, реализуются полярные ковалентные связи. Эти соединения проявляют полупроводниковые свойства, в том случае, если орбитали более электроотрицательного элемента полностью заполнены электронами.

Полупроводниковые соединения подчиняются модифицированному правилу Октета, - отношение числа валентных электронов , приходящиеся на одну формульную единицу, к числу атомов элемента групп равна 8.

Состав таких соединений строго подчиняется правилу формальной валентности.

Формулы образованных соединений:

Интерес представляют бинарные алмазободобные фазы, в состав которых входят элементы группы равностоящих от группы . Они образуют изоэлектронные ряды Si, Ge, .

Например:

Кристаллическая структура этих соединений характеризуется тэтроэдрической координацией атомов как это имеет место в кристаллической решетке алмаза. Связь в соединениях – ковалентная полярная, поэтому решетка несколько искажена.

Наибольший интерес представляют соединения и , которые в настоящие время являются важнейшими материалами полупроводниковой оптоэлектроники.

На их основе создают: инжекционные лазеры и светодиоды, а также фотодиоды и фотоэлементы; генераторы СВЧ-колечаний, магниторезисторы и преобразователи Холла, полевые транзисторы.

№ 101

Определите рН раствора, в 1 л которого содержится 4,7 г азотистой кислоты . Как измениться степень диссоциации, если концентрацию получившегося раствора уменьшить в 10 раз?

Ответ:

Дано: v=1 л =4,7 г N=10 раз

Решение:

В растворе азотистая кислота диссоциирует в соответствии с уравнением:

Определим молярную концентрацию:

Объем раствора 1 л, найдем

тогда

Найдем степень диссоциации 0,1 раствора:

Найдем степень диссоциации 0,1 раствора (разбавление 10 раз):

Ответ: рН=2,2; степень диссоциации увеличится в 3,1 раза.

№119

Эдс концентрированного гальванического элемента, составленного из двух водородных электродов, равен 272 мВ. Чему равен рН раствора, в который погружен анод, если катод погружен в раствор с рН=3 ? Напишите уравнения анодно-катодных процессов и рассчитайте .

Ответ:

Дано: Q=96500 Кл =30 г

- ?

Решение:

Схема гальванического элемента:

Уравнения процессов на электродах:

Определим из уравнения:

Определим :

рН

Определим :

В

Определим pH из раствора в который погружен анод:

Определим :

Ответ:

№124

Определить выход по току (В), если при прохождении через раствор 96500 Кл электричества на катоде выделилось 30 г меди. Составить схему электролиза на электродах: а) Pt; б) Cu.

Ответ:

Дано: Q=96500 Кл =30 г

- ?

Решение:

Выход по току В:

M – молекулярная масса элемента, ;

Q – количество электричества, Кл;

B – валентность;

г

Ответ: 94,93 %.

№ 145

Определить термодинамическую возможность коррозии свинца в среде электролита (рН=12). С какой деполяризацией, водородной или кислородной, будет происходить коррозия свинца? Ответ подтвердите соответствующими уравнениями и расчетами.

Ответ:

Дано: рН=12

- ?

Решение:

Запишем возможные анодно-катодные процессы происходящие при электрохимической коррозии свинца в щелочной среде с а) кислородной деполяризацией; б) водородной деполяризацией;

т.к. , то при рН=12 водородная деполяризация невозможна.

- кислородная деполяризация возможна.

ЭДС процесса:

Определим изменения энергии Гиббса:

т.к. , коррозия свинца при рН=12 с кислородной деполяризацией возможна.

Литература:

Курс общей химии/ Под ред. Н. В. Коровина. – М.: Высшая школа, 1988.

Харин А. Н., Катаева Н.А., Харина Л. Т. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1983.

5