Контрольная работа №1

Задача 7.

При взаимодействии 2,95г некоторого вещества с 2,75г хлороводорода получилось 4,40г соли. Вычислите эквивалентные массы вещества, соли и установите формулу образовавшейся соли (В_ме = 1). Чему равен эквивалентный объем хлороводорода (НСl_г) при н.у.?

Решение:

Согласно закону эквивалентов:

=

=

М_э(Ме) = 39,15г/ моль. Металл - калий

Согласно закону эквивалентов:

=

=

М_э(соли) = 58,4 г/моль, формула соли – КСl

Эквивалентный объем хлороводорода (НСl_г) при н.у. равен 22,4 л/моль

Ответ: М_э(Ме) = 78,97 г/ моль, М_э(соли) = 58,4 г/моль

Задача 34.

Составьте электронные формулы элементов с порядковыми номерами 8 и 16. Объясните, почему первый из них проявляет в соединениях основную степень окисления – 2, а второй от – 2 до + 6. Приведите примеры этих соединений.

Решение:

Кислород О имеет электронную конфигурацию невозбужденного атома О₈ 1s²2s²2p⁴:

Подобно фтору кислород образует соединения почти со всеми эле­ментами (кроме гелия, неона и аргона). Поскольку по электроотрица­тельности кислород уступает только фтору, степень окисления кислорода в подавляющем большинстве соединений принимается равной – 2.

Примеры соединений: Н₂О^-2, SО₃^-2.

Атом серы S, как и атом кислорода, имеет шесть валентных элект­ронов S₁₆ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴3d⁰ (3s²3p⁴):

Однако в отличие от кислорода у серы валентными являются и 3d-орбитали. Поэтому наряду с общностью свойств кислород и сера обладают и существенными различиями.

Как и у других р-элементов 3-го периода, максимальное коорди­национное число серы равно шести, а наиболее устойчиво sр³-гибридное состояние. В отличие от кислорода атомы серы способны образо­вывать dπ – рπ-связи.

Сера – типичный неметаллический элемент. По электроотрицатель­ности (ОЭО = 2,5) она уступает только галогенам, кислороду и азоту. В соединениях она проявляет степени окисления – 2, 0, + 4 и + 6. Для серы наиболее характерны низшая и высшая степени окисле­ния.

Примеры соединений: Н₂S^-2, S⁰, S⁺⁴О₂,S⁺⁶О₃

Задача 53.

Приведите примеры s – элементов I и II групп периодической таблицы. Какие свойства (кислотные, основные или амфотерные) проявляют s – элементы II группы в соединениях? Приведите примеры таких соединений.

Решение:

К s – элементам I группы периодической таблицы относятся : литий(Li), натрий(Na), калий(К), рубидий(Rb), цезий(Cs), франций(Fr).

К s – элементам II группы периодической таблицы относятся: бериллий(Ве), магний(Мg), кальций(Са), стронций(Sr), барий(Ва).

Бериллий в соединениях проявляет амфотерные свойства. ВеО взаимодействует при сплавлении и с основными, и с кислотными оксидами:

ВеО + SiО₂ = ВеSiО₃

основный

ВеО + Na₂О= Na₂ВеО₂

кислотный

Магний(Мg), кальций(Са), стронций(Sr), барий(Ва) в соединениях проявляют основные свойства:

СаО + SiО₂ = СаSiО₃

МgО + СО₂ = МgСО₃

Задача 98.

С позиций ММО объясните близость значений энергий диссоциации молекул N₂ (945 кДж / моль) и СО (1071 кДж / моль). Запишите их электронные формулы и определите порядок связи.

Решение:

Электронная конфигураций молекулы N₂ в основном (невозбужденном) состоянии имеет вид:

Молекула СО иэоэлектронна молекуле N₂ (содержат по 10 валентных электронов)

что соответствует следующей электронной конфигурации в невозбужденном состоянии:

В них число связывающих электронов значительно превосходит число разрыхляющих и поэтому указанная молекула характе­ризуется малым межъядерным расстоянием и высокой энергией дис­социации. Порядок связи, как и в молекуле азота, равен трем.

Рис.1. Контурная диаграмма распределения электронной плотности молекул СО (а) и N₂ (б)

О характере распределения электронной плотности в молекуле СО можно судить по рис.1. Одинаковый характер распределения электронов по молекулярным орбиталям обусловливает сходство фи­зических свойств СО и N₂. В частности, оно проявляется в значении энергий диссоциации молекул N₂ (945 кДж / моль) и СО (1071 кДж / моль). Наблюдается также некоторая аналогия в химических свой­ствах СО и N₂.

Задача 108.

Определите скорость химической реакции

2SО_3(г) = О_2(г) + 2SО_2(г)

при исходной концентрации SО₃, равной 2,8 моль/л и в момент времени, когда получится 1 моль/л О₂.Какова концентрация получившегося SО₂? Сформулируйте закон действия масс.

Решение:

Для гомогенной реакции уравнение, выражающее ЗДМ, будет иметь вид:

υ_х.р. = k [SО₃]²

В начальный момент времени:

υ_х.р. = k ∙ 2,8² = 7,84k

В момент времени, когда получится 1 моль/л О₂, согласно уравнению реакции израсходуется 2 ∙ 1 = 2 моль/л SО₃ и образуется 2 ∙ 1 = 2 моль/л SО₂. Равновесная концентрация SО₃ составит:

[SО₃] = 2,8 – 2 = 0,8 моль/л

Тогда

υ_х.р. = k ∙ 0,8² = 0,64k

Закон действия масс: скорость гомогеннной реакции при постоянной температуре прямо пропорциональна произведению концентраций (давлений) реагирующих веществ, возведенных в степень, с показателями, равными стехиометрическим коэффициентам, стоящим в уравнении реакции.

Ответ: 7,84k; 0,64k; [SО₂] = 2 моль/л.

Задача 128.

При некоторой температуре равновесие в газовой системе

2NО_2(г) = 2NО_(г) + О_2(г)

установилось при следующих концентрациях веществ:С_NО2 = 0,006 моль/л С_NО = 0,024моль/л; С_О2 = 0,012 моль/л. Определите константу равновесия (К_с) и исходную концентрацию NО₂. Как нужно изменить давление и концентрации веществ, чтобы довести реакцию до конца?

Решение:

Запишем выражение для константы равновесия:

К_с = = = 0,192

Т.к. равновесная концентрация NО равна 0,024моль/л, то согласно уравнению реакции на его образование израсходовалось 0,024моль/л

NО₂. Исходная концентрация NО₂ составит:

С_исх (NО₂) = 0,006 + 0,024 = 0,030моль/л

Чтобы довести реакцию до конца, необходимо либо увеличить концентрацию NО₂( равновесие сместится в сторону его расходования), либо уменьшить концентрацию любого из продуктов( равновесие сместится в сторону их образования). Давление следует уменьшить( равновесие сместится в сторону большего количества газообразных молей).

Задача 158.

Рассчитайте молярность и нормальность 2,5% - ного раствора NаОН (ρ = 1,03 г/см³).

Решение:

2,5% - ный раствор NаОН соответствует содержанию в 100 г раствора 2,5 г NаОН и 97,5 г Н₂О. Для расчета молярности раствора определим массу щелочи в 1 л раствора (1000 мл или 1000 см³). Так как плотность раствора ρ = 1,03 г/см³ , то масса 1 л раствора будет равна 1,03 ∙ 1000 = 1030 г. Масса NаОН будет равна

2,5 – 100

Х – 1030

Х = 2,5 ∙ 1030 / 100 = 25,75 г

Молярная масса NаОН равна 40 г / моль. Следовательно,

С_м = 25,75 / 40 = 0,64 моль / л

Эквивалентная масса NаОН равна 40 г / моль. Следовательно,

С_н = 25,75 / 40 = 0,64 моль / л

Ответ: С_м = 0,64 моль / л, С_н = 0,64 моль / л.

Задача 178.

Определите концентрацию и количество ионов в 0,06н растворе FeCl₃.

Решение:

Запишем уравнение диссоциации хлорида железа:

FeCl₃ → Fe³⁺ + 3Cl^-

Переведем нормальную концентрацию соли в молярную:

С_м = С_н / n ∙ В = 0,06 / 1∙3 = 0,02 моль/л, где В – валентность металла, n – количество атомов металла в формуле соли.

Согласно уравнению реакции:

С_Fe3+ = С_FeCl3 = 0,02 моль/л

С_Cl- = 3С_FeCl3 = 0,06 моль/л

N = N_А ∙ С_±, где N_А – число Авогадро.

N _Fe3+ = 6,02 ∙ 10²³ ∙ 0,02 = 1,2 ∙ 10²² ионов.

N _Cl- = 6,02 ∙ 10²³ ∙ 0,06 = 1,0 ∙ 10²⁵ ионов

Ответ: С_Fe3+ = 0,02 моль/л, N _Fe3+ = 1,2 ∙ 10²² ионов, С_Cl- = 0,06 моль/л,

N _Cl- = 1,0 ∙ 10²⁵ ионов

Задача 223.

Определите рН 0,2% - го раствора плавиковой кислоты НF (ρ = 1 г/см³), если степень ее диссоциации равна 2%.