Неорганическая химия Контрольная работа по…

Неорганическая химия
Контрольная работа по химии. Вариант 02, МУ Южно-Сахалинск, 2021
Номера задач: 2, 27, 64, 67, 107, 117, 139, 155, 174, 216, 232, 262, 266, 277.
Задание 2
2. Среди приведенных ниже электронных конфигураций укажите невозможные и объясните причину невозможности их реализации: а) 1р3; б) 3р6; в) 3s2; г) 2s2; д) 2d5; е) 5d2; ж) 3f12; з) 2р4; и) 3р7. Напишите электронную конфигурацию атома элемента с порядковым номером 34.
Решение
а) 1р3 — это невозможная конфигурация, так как при n = 1 не может быть р-орбиталей, поскольку орбитальное квантовое число принимает значения
l = 0..(n-1), т. е. может иметь значение l = 0, а это s –орбиталь.
д) 2d5 — это невозможная конфигурация, так как при n = 2 не может быть d -орбиталей, поскольку орбитальное квантовое число l = 0..(n-1), т. е. может иметь значение l = 0 и 1, а это s и р–орбитали, но не d.
ж) 3f12 аналогично, это невозможная конфигурация, так как при n = 3 не может быть f -орбиталей, поскольку орбитальное квантовое число l = 0..(n-1), т. е. может иметь значение l = 0, 1, 2, а это s, р, d –орбитали, но не f
и) 3р7 — это невозможная конфигурация, так как при орбитальном квантовом число l = 1 (р-орбиталь), магнитное квантовое число m может принимать значения m = -1, 0, +1, р-орбиталь может иметь значение три значения (рх,ру, рz). Это соответствует трем орбиталям (рх, ру, рz), которые ориентированы по трем разным направлениям, где могут располагаться максимум 6 электронов.
Электронная конфигурация атома элемента с порядковым номером 34 – (34Se) селен: 1s22s22p63s23p63d104s24p4
Задание 27
27. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления 10 т оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:
FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + СO2 (г), ∆Н0(1) = –19,2 кДж (1)
СO(г) + ½O2 (г) = СO2 (г), ∆Н0(2) = –283,0 кДж (2)
H2 (г) + ½O2 (г) = H2O(г), ∆Н0(3) = –241,83 кДж (3)
FeO(к) + H2 (г) = Fe(к) + H2O(г); ∆Н = Х кДж;
Решение
FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + СO2 (г), ∆Н0(1) = –19,2 кДж (1)
СO(г) + ½O2 (г) = СO2 (г), ∆Н0(2) = –283,0 кДж (2)
H2 (г) + ½O2 (г) = H2O(г), ∆Н0(3) = –241,83 кДж (3)
FeO(к) + H2 (г) = Fe(к) + H2O(г); ∆Н = Х кДж;
Так как с термохимическими уравнениями можно оперировать, как с простыми алгебраическими уравнениями, то для решения данного задания из (1) уравнения надо вычесть (2) и прибавить (3)
FeO(к) + CO(г) — СO(г) — ½O2 (г) + H2 (г) + ½O2 (г) = Fe(к) + СO2 (г) + 19,2 — СO2 (г) –283,0 + H2O(г) + 241,83
FeO(к) + H2 (г) = Fe(к) + H2O(г) — 21,97 кДж
Термохимическое уравнение:
FeO(к) + H2 (г) = Fe(к) + H2O(г); ∆Н = + 21,97 кДж;
М(FeO(к)) = 56+16 =72 г/моль
72 г/моль требует тепла + 21,97 кДж
10000000г —- х
Х = 107 *21,97/72 = 3,04* 106 кДж
Задание 64
64. Рассчитайте энергию Гиббса химических реакций, протекающих по уравнениям:
CaO(к) + Н2О(г) = Са(ОН)2 (к) (1)
Р2О5(к) + 3Н2О(г) = 2Н3РО4 (к) (2)
и определите, какой из двух оксидов CaO или Р2О5 при стандартных условиях лучше поглощает водяные пары
Решение
Вычисляем значение ∆G0х.р реакции (1)
CaO(к) + Н2О(г) = Са(ОН)2 (к)
∆G1 = ∆GСа(ОН)2 — ∆GH2O — ∆G CaO(к) = (–898,5) – (–228,61) –(–604,2) = -65,69 кДж < 0 Прямая реакция (1) при обычных условиях будет протекать самопроизвольно. Вычисляем значение ∆G0х.р (2) Р2О5(к) + 3Н2О(г) = 2Н3РО4 (к) ∆G2 = 2 ∆G Н3РО4 - 3∆GH2O - ∆G Р2О5(к)) = 2*(–1119,9) - 3*(–228,61) – (–1348,8) = -205,17кДж<0 Чем меньше значение ∆G, тем больше константа равновесия Кр прямой реакции. Наиболее вероятно протекание реакции (2), так как в этой реакции высвобождается больше энергии ∆G2 < ∆G1. Следовательно, оксид фосфора Р2О5 при стандартных условиях лучше поглощает водяные пары ∆G СaO (к) –604,2 H2O (г) –228,61 Сa(OH)2 (к) –898,5 H3PO4 (к) –1119,9 P2O5 (к) –1348,8 Задание 67 67. Константа равновесия реакции N2O4 2NO2 равна 0,16 при 375 К. Равновесная концентрация NO2 равна 0,09 моль/л. Вычислите равновесную и исходную концентрацию N2O4. Какая часть (в %) N2O4 разложилась к моменту наступления равновесия? Решение N2O4 2NO2 Константа равновесия гомогенной системы: Кр = [NO2]2 / [N2O4] = 0,16. Начальная концентрация: [N2O4]0 = х [NO2]0 = 0 [NO2]0бр. = 0,09 моль/л = [NO2]равн. Согласно уравнению реакции [N2O4]израсх.= ½ *[NO2]0бр. = 0,045моль/л [N2O4]равн. = х - 0,045 Получаем уравнение: Кр = = [NO2]2 / [N2O4] =0,092 / (х - 0,045)=0,16 0,16*х - 0,16*0,045 = 0,0081 Х = (0,0081 + 0,16*0,045) /0,16 = 0,096 = [N2O4]0 [N2O4]равн. = х - 0,045= 0,096 – 0,045 = 0,051 моль/л Рассчитаем, какая часть (в %) N2O4 разложилась к моменту наступления равновесия: W(%) = 0,045*100% / 0,096 = 46,875% Ответ: [N2O4]равн= 0,051 моль/л; [N2O4]0 = 0,096 моль/л; 47 % Задание 107 107. Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрия (пл. 1,105 г/см3) требуется для приготовления 5 л 2%-ного раствора (пл. 1,02 г/см3). Решение Масса карбоната натрия в обоих растворах (исходном и приготовленном) одинакова. Составим уравнение: m = W1*V1*ρ1 = W2*V2*ρ2 0,1*V1*1,105 = 0,02*5000*1,02 V1 = 0,02*5000*1,02 / 0,1*1,105 = 923,0 мл Ответ: 923,0 мл Задание 117 117. Вычислите массовую долю (%) водного раствора метанола СН3ОН, температура кристаллизации которого -2,790С. Криоскопическая константа воды 1,86. Решение По закону Рауля понижение температуры кристаллизации раствора (Δt) по сравнению с температурами кристаллизации растворителя выражаются уравнением: где К — криоскопическая константа, тх и Мх — соответственно масса растворенного вещества и его молярная масса; т1 — масса растворителя. M(CH3OH) = 12+4+16 = 32 г/моль Вычислим тх массу метанола, приходящуюся на 100 г воды m(CH3OH) = 100*M(CH3OH) *∆t/ K*1000 = 32*2,79/1,86*10 = 4,8 г Вычислим массовую долю (%) водного раствора метанола СН3ОН: w(%) = 4,8*100%/(100+4,8) = 4,58 % Ответ: 4,58% Задание 139 139. Хлорид серебра растворяется в растворах аммиака и тиосульфата натрия. Дайте этому объяснение и напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций. Какой из образовавшихся комплексных ионов будет более устойчивым? Ответ аргументировать. Дайте названия этим комплексным солям. Решение Хлорид серебра растворяется в растворе аммиака, так как образуется комплексное соединение хлорид диаммин-серебра (1): AgCl↓ + 2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl AgCl↓ + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+1 + Cl-1 К нест = [Ag+1] * [NH3]2 /[Ag(NH3)2]+1 = 6,8*10-8 В растворе тиосульфата натрия также образуется комплексное соединение тиосульфотоаргентат натрия : AgCl↓ + Na2S2O3 = Na[Ag(S2O3)] + NaCl AgCl↓ + 2Na+ + S2O3-2 = [Ag(S2O3)]-1 + 2Na+ + Cl- К нест = [Ag+1] * [S2O3-2] [Ag(S2O3)]-1 = 1,0*10-13 Ион [Ag(S2O3)]-1 более устойчивый, чем [Ag(NH3)2]+1, константа нестойкости намного меньше. К нест = [Ag+1] * [S2O3-2] [Ag(S2O3)]-1 = 1,0*10-13 « К нест = [Ag+1] * [NH3]2 /[Ag(NH3)2]+1 = 6,8*10-8 Причина в природе лиганда: S2O3-2 тиосульфат–ион является бидентатным лигандом. Они создают более прочную связь (двойную) с комплексообразователем (Ag), чем монодентатные лиганды (NH3). Задание 155 155. Что такое диализ? ультрафильтрация? Опишите методы очистки коллоидных систем. Подчеркните свойства коллоидных систем, на которых основаны эти методы. Ответ Диализ и ультрафильтрация — это методы очистки коллоидных растворов от примесей и отделения дисперсной фазы от дисперсионной среды. Оба метода основаны на применении полупроницаемых мембран, которые свободно пропускают одни компоненты раствора - обычно молекулы или ионы растворителя — и не пропускают (или ограниченно пропускают) частицы дисперсной фазы. Метод диализа основан на неодинаковой способности компонентов растворов к диффузии через тонкие пленки мембраны (из целлофана, пергамента, нитроцеллюлозы, ацетилцеллюлозы). Этот метод широко применяют для очистки коллоидных растворов и растворов высокомолекулярных соединений. Вещества, не проникающие через мембраны при диализе, Грэм назвал коллоидами, а вещества, способные к диализу,— кристаллоидами, так как при выпаривании их растворов образовывались кристаллические осадки. Коллоидный раствор наливают в сосуд, в нижней части которого находится мембрана и помещенный в емкость с водой. В растворитель проникают лишь ионы и молекулы низкомолекулярных примесей. 1 — внутренний диализируемый раствор; 2 — наружная жидкость; 3 — диализационная мембрана (через ее поры проходят только низкомолекулярные вещества); 4 — шкив для вращения мембраны с внутренним раствором. Процесс диализа протекает медленно и для его ускорения используют электрическое поле. Электродиализ – используется для увеличения скорости диализа посредством электрического поля. Прибор, используемый для проведения электродиализа, называют электродиализатором Ультрафильтрация – это процесс отделения примесей от коллоидных частиц путем фильтрования коллоидного раствора через полупроницаемые мембраны под давлением. Коллоидные частицы проходят через бумажные фильтры, но задерживаются ультрафильтрами (мембранными фильтрами), представляющими собой гели полимеров в виде пленок. Зная радиус пор ультрафильтров, можно оценить размер коллоидных частиц. Для ускорения процесса ультрафильтрации ее проводят при перепаде давления по обе стороны мембраны: под разрежением (вакуумом) или под повышенным давлением. Вакуум создают откачиванием воздуха из расположенного под фильтром сосуда, повышенное давление — нагнетанием воздуха в сосуд, расположенный над фильтром. Для предотвращения разрыва мембраны ее помещают на твердую пористую пластинку. Ультрафильтрация позволяет скорее отделить от коллоидного раствора электролиты и другие примеси.

Анна

Исследования ученых о взаимосвязи ума и красоты говорят о том, что умные люди – красивые!

Задать вопрос

Представленная информация была полезной?

ДА

87.1%

НЕТ

12.9%

Проголосовало: 248

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в MAXНаписать в TelegramНаписать в WhatsApp

Отзывы наших клиентов

1 2 ... 12 ►