Домашние задания по химии и методические указания по их выполнению

Домашние задания по химии

и методические указания по их выполнению

для студентов дневной формы обучения


Министерство образования и науки Украины

Приазовский государственный технический университет

Кафедра химической технологии и инженерии

Домашние задания по химии

и методические указания по их выполнению

для студентов дневной формы обучения

Мариуполь 2009


УДК 669.162.263 (077)

Настоящие домашние задания предназначены для систематической работы студентов всех специальностей над курсом химии в соответствии с учебной программой. Выполнение заданий способствует выработке у студентов навыков самостоятельной работы.

Каждому студенту выдается номер варианта домашнего задания. Данные методические указания состоят из тринадцати разделов, каждый раздел включает по 50 задач. По наиболее сложным разделам приводятся примеры решения задач.

Составители:

А.Е. Капустин

А.И. Вовк

Е.В. Капустина

Л.П. Романенко

Г.Г. Чичкарева

В.В. Шавкун

И.И. Герланец

Ответственные за выпуск:

А.Е. Капустин

Рецензент:

А.В. Остроушко

Утверждено на заседании кафедры химической технологии и инженерии

Протокол № 4 от « 16 » декабря 2009 г.

Рекомендовано методической комиссией металлургического факультета

Протокол № ____ от «___» ________ 2009 г.


СОДЕРЖАНИЕ

Введение

3
  1. Основные классы неорганических соединений

5
  1. Газовые законы. Закон Авогадро и следствия из него. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Моль. Молярный объем газов

9
  1. Химический эквивалент. Закон эквивалентов. Вывод химических формул вещества. Расчеты по химическим формулам и уравнениям

14
  1. Строение атома и периодическая система элементов Д.И. Менделеева

18
  1. Химическая связь и строение молекул

21
  1. Термохимия. Элементы химической термодинамики

25
  1. Окислительно-восстановительные реакции

31
  1. Скорость химических реакций. Химическое равновесие

34
  1. Концентрация растворов. Коллигативные свойства растворов (закон Вант-Гоффа, закон Рауля)

40
  1. Растворы электролитов. Константа и степень диссоциации, водородный показатель, реакции ионного обмена, произведение растворимости.

44
  1. Гидролиз солей.

54
  1. Электродные потенциалы. Гальванические элементы

58
  1. Комплексные соединения

65

Литература

71

Введение

Получение технической специальности невозможно без изучения основных принципов и закономерностей протекания химических процессов и явлений, грамотное освоение которых не представляется возможным без выполнения студентами самостоятельных заданий.

Домашние задания предназначены для систематической и планомерной работы студентов над курсом химии в течение семестра. Согласно плану учебных занятий на самостоятельную работу студентов в 1 семестре отводится, в зависимости от специальности от 34 до 68 часов (проработка материала лекций, выполнение домашних заданий, оформление отчетов по лабораторным работам).

Домашние задания содержат задачи, решение которых закрепляет теоретический материал, излагаемый на лекциях или проработанный самостоятельно. Каждому студенту выдается номер варианта домашнего задания. В процессе выполнения домашнего задания студенты могут пользоваться организованными кафедрой консультациями. Домашнее задание засчитывается преподавателем после беседы со студентом. Своевременное выполнение домашних заданий является необходимым условием для сдачи зачета (получения допуска к экзамену) по курсу химии.


РАЗДЕЛ 1. Основные классы неорганических соединений

Написать уравнения реакций для следующих переходов и дать названия всем продуктам реакции по международной номенклатуре (1-5):

  1. Cr2(SO4)3 [Сr(OH)2] 2SO4 Cr(OH)3
  2. (CaOH)2CO3 CaCO3 Ca(HCO3)2
  3. Co(OH)Cl Co(OH)2 CoCl2
  4. Al(OH)3 Al(OH)Cl2 AlCl3
  5. CuSO4 (CuOH)2 SO4 Cu(OH)2

Написать уравнения реакций получения всех возможных солей (средних, кислых и основных) и назвать эти соли по международной номенклатуре при взаимодействии (6-13):

  1. Гидроксида цинка с азотной кислотой.
    1. Гидроксида калия с ортофосфорной кислотой.
    2. Гидроксида железа (III) с хлороводородной кислотой.
    3. Гидроксида кальция с угольной кислотой.
    4. Гидроксида меди (II) с серной кислотой.
    5. Гидроксида магния с хлороводородной кислотой.
    6. Гидроксида алюминия с азотной кислотой.
    7. Гидроксида железа (III) с уксусной кислотой.

Закончить уравнения следующих реакций получения солей и дать названия солям (14-20)

  1. 1)CaO + SO2

2) KOH + Cl2O7

3) Zn + H2SO4

  1. 1)Na2O + SO2

2) Ca(OH)2 + CO2

3) MgO + SO3

  1. 1)ZnO + H2SO4

2) NaOH + Mn2O7

3) Al + HCl

  1. 1)MgO + SO2

2) NaOH + CrO3

3) K2O + HNO3

  1. 1)Al2O3 + NaOH

2) Ca(OH)2 + H3PO4

3) Cr (OH)3 + H2SO4

  1. 1)ZnO + KOH

2) Ca(OH)2 + SO2

3) Fe2O3 + H2SO4

  1. 1)P2O5 + KOH

2) SiO2 + NaOH

3)Cu(OH)2 + HNO3

С какими из перечисленных веществ будет реагировать гидроксид калия, составить уравнения реакций и дать названия полученным соединениям (21-30):

  1. 1) хлорид цинка

2) оксид кальция

3) оксид серы (IV)

  1. 1) кремниевая кислота

2) сульфат меди (II)

3) оксид магния

  1. 1) нитрат алюминия

2) оксид фосфора (V)

3) гидроксид меди (II)

  1. 1) гидроксид цинка

2) оксид серы (VI)

3) оксид бария

  1. 1) гидроксид хрома (III)

2) оксид кремния (IV)

3) гидроксид магния

  1. 1) гидроксид алюминия

2) оксид азота (V)

3) гидроксид кальция

  1. 1) гидроксид бария

2) ортофосфорная кислота

3) хлорид меди (II)

  1. 1) гидроксид железа (III)

2) кремниевая кислота

3) оксид хрома (VI)

  1. 1) оксид марганца (VII)

2) нитрат меди (II)

3) оксид железа (III)

  1. 1) сернистая кислота

2) оксид меди (II)

3) оксид углерода (IV)

С какими из перечисленных веществ будет реагировать хлороводородная кислота, составить уравнения реакций и дать названия полученным соединениям (31-35):

  1. 1) оксид азота (V)

2) гидроксид цинка

3) оксид кальция

  1. 1) нитрат серебра

2) ортофосфорная кислота

3) оксид натрия

  1. 1) карбонат кальция

2) оксид цинка

3) оксид серы (IV)

  1. 1) сульфид железа (II)

2) хлорид гидроксомагния

3) оксид серы (VI)

  1. 1) уксусная кислота

2) силикат натрия

3) оксид марганца (II)

При взаимодействии каких веществ можно получить следующие соединения, составить уравнения реакций (36-40):

  1. 1) метахромит натрия

2) сульфат гидроксоалюминия

3) гидросульфид кадмия

  1. 1) хромат дигидроксожелеза (III)

2) ортоарсенат калия

3) нитрат гидроксоалюминия

  1. 1) дигидроортоарсенат натрия

2) сульфат дигидроксожелеза (II)

3) гидросульфит калия

  1. 1) хлорид гидроксоалюминия

2) ацетат железа (III)

3) дигидроортофосфат кальция.

  1. 1) бромид меди (II)

2) нитрат гидроксортути (II)

3) метаалюминат калия.

Составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить указанные превращения, назвать все продукты реакции (41-50):

  1. Ba BaO BaCl2 Ba(NO3)2 BaSO4
  2. Mg MgSO4 Mg(OH)2 MgO MgCl2
  3. Ca Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2 CaCO3
  4. ZnO Na2ZnO2 ZnCl2 Zn(OH)2 ZnO
  5. 1) H3PO4 P2O5 HPO3

2) CuO CuCl2 Cu(OH)2 CuO

  1. Al Al2(SO4)3 Al(OH)3 NaAlO2 AlCl3
  2. Fe FeCl2 Fe(OH)2 Fe(NO3)2 (FeOH)NO3
  3. Cr2(SO4)3 [Cr(OH)2] 2SO4 Cr(OH)3 NaCrO2 CrCl3
  4. 1) SiO2 Na2SiO3 H2SiO3

2) SO3 H2SO4 NaHSO4

  1. 1) Fe2O3 Fe2(SO4)3 Fe(OH)3

2) Na2S H2S NaHS.


РАЗДЕЛ 2. Газовые законы. Закон Авогадро и следствия из него. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Моль. Молярный объём газов.

Рассчитать сколько молекул содержится в 1м3 газа при данных условиях (51-56):

№ задачи

Давление

Температура

Па

мм. рт. ст.

0С

К

51

1,0133·106

–

4

–

52

98500

–

–

328

53

1333

–

20

–

54

133,3·10-2

–

–

305

55

–

760

100

–

56

1,01·105

–

–

335

  1. Масса 1л газа (н.у.) равна 1,175 г. Вычислите молекулярную массу газа и массу одной молекулы газа.
  2. Молекула некоторого вещества имеет массу 1,2·10-25 кг. Определите молекулярную и молярную массу вещества.
  3. Определите, сколько молекул газа содержится в 1 м3 газа при 32 0С при давлении 133,31·10-6 Па.
  4. Какой объем оксида азота (II) образуется при взаимодействии 0,5·1021 молекул азота с кислородом?
  5. При прокаливании некоторого количества нитрата свинца (II) масса его уменьшилась на 2,16 г. Определить массу в граммах, количество взятой соли и объемы полученных кислорода и оксида азота (IV) при нормальных условиях.
  6. При прокаливании некоторого количества карбоната кальция масса его уменьшилась на 0,44 г. Определите массу в граммах и количество взятой соли, а также объем оксида углерода (IV) при нормальных условиях.
  7. Сколько молекул оксида углерода (IV) получится при сгорании 2·10-6 кг углерода?
  8. При н.у. масса 0,5 л газа равна 1,806 г. Определите плотность газа по оксиду углерода (IV) и метану (СН4), а также молярную массу газа.

Определить молекулярную массу газа и его относительную плотность (Д) по другому газу, если (65-70):

№ задачи

t 0С

Давление, Па

Объем, м3

Масса, кг

Д

65

0

1,013·105

1·10-3

1,56·10-3

по водороду

66

0

1,013·105

0,5·10-3

14,2·10-3

по воздуху

67

17

1,04·105

0,62·10-3

1,8·10-3

по кислороду

68

20

1,038·105

0,02

5·10-3

по воздуху

69

0

5,0665·105

0,025

0,151

по азоту

70

20

1,013·105

1·10-3

0,1

по метану

Рассчитать парциальные давления газов в смеси и общее давление смеси (общий объем смеси равен сумме взятых объемов, температура 00С) (71-82).

№ задачи

Газ

Объем газа, м3

Давление газов

(до смешивания), Па

1

2

3

4

71

Азот

Водород

5,0

2,0

1,09·105

0,9·105

72

Диоксид углерода

Кислород

Азот

1,5

3,0

2,0

0,93·105

1,07·105

1,47·105

73

Аргон

Водород

2,0

1,0

1,47·105

1,07·105

74

Кислород

Аргон

Азот

3,0

3,0

3,0

0,9·105

1,07·105

1,47·105

75

Диоксид углерода

Кислород

4,0

3,0

0,93·105

0,97·105

76

Сероводород

Аргон

3,0

5,0

0,93·105

1,167·105

77

Оксид азота (I)

Гелий

Неон

2,0

5,0

3,0

1,97·105

1,47·105

0,87·105

78

Аргон

Гелий

Неон

2,0

2,0

2,0

1,996·105

1,47·105

0,97·105

79

Азот

Диоксид углерода

7,0

3,0

2,07·105

1,97·105

80

Водород

Гелий

Неон

5,0

3,0

3,0

1,97·105

1,47·105

2,97·105

  1. Рассчитать парциальные давления газов в смеси и общее давление смеси, если общий объем смеси равен 14·10-3 м3, температура 00С, масса водорода 0,8·10-3 кг, масса азота 6,3·10-3 кг.
  2. Рассчитать парциальные давления газов в смеси и общее давление смеси, если общий объем смеси равен 0,05·10-3 м3, температура 0 0С, объем ацетилена С2Н2 0,02 м3, метана СН4- 0,015м3. Давления газов равны 83950 и 95940 Па соответственно.

Примеры решения задач 71-82.

Пример. Смешали 3 л CO2, 4 л O2 и 3 л N2. До смешивания давления газов составляли 96, 108 и 90,6 кПа соответственно. Определить парциальные давления газов в смеси и общее давление смеси.

Решение. Общий объем смеси равен сумме объемов газов, т.е.

Vсмеси = 3 + 4 + 3 =10 л

Парциальные давления газов уменьшаются во столько же раз, во сколько увеличиваются объемы газов:

P(CO2) = 96 · 3/10 = 28,8 кПа;

P(O2) = 108 · 4/10 = 43,2 кПа;

P(N2) = 90,6 · 3/10 = 27,2 кПа

Общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений:

Pсмеси = 28,8 + 43,2 + 27,2 = 99,2 кПа

Ответ. 28,8 кПа, 43,2 кПа, 27,2 кПа; 99,2 кПа.

Определить массу 1м3 газовой смеси, содержащей по объему (83-84):

83. 35% водорода, 30% оксида углерода(II), 20% азота и 15% диоксида углерода (при н.у.).

84.50% водорода и 50% диоксида углерода (при н.у.).

Определить массу 1л газовой смеси, содержащей при н.у. (85-90):

  1. 4 объема гелия и 3 объема диоксида углерода.
  2. 3 объема водорода и 1 объем азота.
  3. 2 объема водорода и 1 объем кислорода.
  4. Равные объемы азота, кислорода, фтора и неона.
  5. Равные объемы фтора и хлора.
  6. 50% водорода и 50% диоксида углерода (по массе)
  7. Объем резиновой камеры автомобильной шины равен 0,025 м3, давление в ней 5,0665·105 Па. Определить массу воздуха, находящегося в камере при 20 0С
  8. Давление воздуха в автомобильной шине равно 3,0399·105 Па при 15 0С. Как изменится давление в шине при нагревании ее до 60 0С от трения при движении автомобиля? Объем считать постоянным.
  9. Какой объем при н.у. займет 0,4·10-3 м3 газа, находящегося при температуре 50 0С и давлении 0,954·105 Па?
  10. Определите массу паров толуола в помещении объемом 30 м3 при 25 0С. Давление паров толуола при этой температуре равно 2972 Па.
  11. Вычислите объем 0,1 кг газовой смеси состава СО + 2СО2 при 50 0С и давлении 98600 Па?
  12. Определите давление 0,05 кг этилена в сосуде объемом 10-2 м3 при -2 0С.
  13. Газ, плотность которого по воздуху 0,6 , содержится в сосуде емкостью 0,02 м3 под давлением 1,038.105 Па при 20 0С. Определить массу газа.

Определить объем газа (при давлении 104 кПа и температуре 350 К), полученного при взаимодействии следующих веществ (98-100):

  1. 200 г карбоната кальция 85%-ной чистоты с избытком соляной кислоты.
  2. При сжигании 8 г метана в кислороде.
  3. При взаимодействии 21 г гидрида кальция с водой.


РАЗДЕЛ 3. Эквиваленты. Нахождение формул вещества. Стехиометрические расчеты.

Вычислить эквивалентную массу металла, если 1,168·10-3 кг его присоединяет или вытесняет при н.у. следующие объемы газов (101-106):

  1. Присоединяет 6,2·10-4 м3 водорода.
  2. Вытесняет 6,2·10-4 м3 водорода при растворении в кислоте.
  3. Присоединяет 3,1·10-4 м3 кислорода.
  4. Вытесняет 4,4·10-4 м3 водорода при растворении в кислоте.
  5. Присоединяет 6,6·10-4 м3 хлора.
  6. Вытесняет 3,8·10-4 м3 водорода из раствора щелочи.

Зная процентный состав бинарных соединений металлов, определить эквивалентные массы металлов (107-112):

№ задачи

Металл, %

Элемент, %

107

71.5

кислород; 28,5

108

39,3

хлор; 60,7

109

63,4

сера; 36,6

110

63,2

кислород; 36,8

111

20,2

хлор; 79,8

112

42,5

сера; 57,5

Вычислить эквивалентную массу (113-125):

  1. Фосфора, кислорода и брома в соединениях: РН3, Н2О, HBr.
  2. Металла, если на восстановление 1,017 г его оксида израсходовалось 0,28 л водорода (н.у.).
  3. Ортофосфорной кислоты Н3РО4 в реакциях образования гидроортофосфата, дигидроортофосфата, ортофосфата.
  4. Металла и его оксида, если из 1,84 г металла образовалось 2,48 г оксида.
  5. Металла, если на сжигание 3 г металла израсходовано 1,38 л кислорода (н.у.).
  6. Металла, если при соединении 7,2·10-3 кг металла с хлором было получено 28,2·10-3 кг соли.
  7. Ортофосфорной кислоты Н3РО4, если на нейтрализацию 9,8 г Н3РО4 израсходовано 8,0 г NaOH. Какова основность кислоты в этой реакции? На основании расчета написать уравнения реакции.
  8. Фосфористой кислоты Н3РО3, если на нейтрализацию 0,943 г кислоты Н3РО3 израсходовано 1,3 г КОН. Какова основность кислоты в этой реакции? Составить на основании расчета уравнение реакции.
    1. Металла, если при восстановлении 5,1·10-3 кг оксида металла (III) образовалось 2,7·10-3 кг воды, m э(Н2О) = 9 г/моль.
    2. Соли, если на осаждение хлора, содержащегося в 0,666·10-3 кг этой соли израсходовано 1,088·10-3 кг AgNO3.
    3. Металла, если 0,34·10-3 кг этого металла вытесняют 59,94·10-6 м3 водорода, измеренного при 0 0С и давлении 94643 Па.
    4. Металла и его оксида, если при восстановлении 1,2 г оксида металла водородом образовалось 0,27 г воды.
    5. Эквивалентную и атомную массу металла, если при взаимодействии 3,24г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода (н.у.).

Сколько эквивалентов и сколько молей содержится в данной массе следующих веществ (126-130):

  1. В 20,6г бромида натрия.
  2. В 333г хлорида кальция.
  3. В 204г иодида алюминия.
  4. В 24,5г ортофосфорной кислоты.
  5. В 490г серной кислоты.

Какова простейшая и молекулярная формула соединения, имеющего следующий состав (%) (131-137):

  1. Меди 25,48; серы 12,82; кислорода 25,64, воды 36,06.
  2. Углерода 81,82; водорода 18,18; а 10-3 м3 этого углеводорода весят при н.у. 2,6·10-3 кг.
  3. Натрия 37,71; кремния 22,95; кислорода 39,34.
  4. Серы 23,7; кислорода 23,7; хлора 52,6; относительная плотность паров этого вещества по водороду равна 67,5.
  5. Азота 30,43; кислорода 69,57; плотность этого вещества по водороду равна 46.
  6. Углерода 92,31 %, водорода 7,69 %.
  7. Кальция 24,39 %, азота 17,07 % и кислорода 58,54 %.
  8. Какова формула вещества, состоящего из углерода, кислорода и водорода, если при сжигании 0,145·10-3 кг его получено 0,33·10-3 кг СО2 и 0,135·10-3 кг Н2О. Относительная плотность пара этого вещества по водороду равна 29.
  9. При соединении 10-3 кг фосфора с кислородом было получено 2,29·10-3 кг оксида фосфора. Вывести формулу оксида фосфора.
  10. При нагревании 1,225·10-3 кг некоторого вещества выделилось 0,336·10-3 м3 кислорода (н.у.) и образовалось 0,745·10-3 кг хлорида калия. Определить формулу этого вещества.
  11. Одна и та же масса металла соединяется с 1,591 г галогена и с 70,2 см3 кислорода, измеренного при н.у. Вычислить эквивалентную массу галогена.
  12. При восстановлении 1,2 г оксида металла водородом образовалось 0,27 г воды. Вычислите эквивалентную массу оксида и эквивалентную массу металла.
  13. Применяемый в качестве лекарства аспирин (ацетилсалициловая кислота) имеет состав: 4,45% водорода, 35,55% кислорода, 60,00% углерода. Молекулярная масса аспирина 180. Вывести формулу аспирина.
  14. Красящее вещество крови – гематин – имеет состав: 64,6 % углерода, 5,2 % водорода, 12,6 % кислорода, 8,8 % азота, 8,8 % железа. Молекулярная масса гематина 663. Вывести формулу гематина.
  15. При прокаливании 2,94 г кристаллогидрата хлорида кальция выделилось 1,45 г воды. Составить формулу данного кристаллогидрата.
  16. Сколько граммов оксида получится при окислении 3 г металла, эквивалентная масса которого равна 9 г.
  17. Определить процентное содержание примесей в техническом сульфиде железа, если при взаимодействии 5 г его с кислотой выделилось 0,8 л сероводорода при температуре 39 0С и давлении 1,617·105 Па.

148.На воздухе под действием влаги, кислорода и диоксида углерода медь покрывается зеленым налетом (CuOH)2CO3. Сколько граммов воды расходуется на образование 1,5 моля (CuOH)2CO3.

149.В воздухе содержится 0,03 % СО2. Сколько граммов ВаСО3 выпадет в осадок, если через раствор Ва(ОН)2 пропускать 0,5 м3 воздуха?

150. Сколько граммов хлорида аммония и гидроксида кальция потребуется для получения 8 л аммиака, если выход последнего равен 80% от теоретического?


РАЗДЕЛ 4. Строение атома и периодическая система Д.И. Менделеева.

В задачах 151-175 распределить электроны по энергетическим уровням и подуровням в атомах и ионах химических элементов (написать их электронные формулы). Указать тип элемента (s-, p-, d-, f-)

№ задачи

Атом

Ион

151

Cs

Аl 3+

152

Si

Cl -

153

Ti

Mg 2+

154

Be

S 2-

155

Br

Cr 3+

156

K

Zr 4+

157

Mn

N 3-

158

P

Na +

159

As

Ti 4+

160

Sc

P 3-

161

C

Ca 2+

162

W

Br -

163

S

V 2+

164

Sn

Zn 2+

165

Rb

F -

166

Cr

I -

167

Fe

Li -

168

Ba

Mn 2+

169

V

O 2 -

170

B

Fe 2+

171

Pb

Sc 3+

172

Cl

Hf 4+

173

Cu

As 3+

174

Fe

Ga 3+

175

Al

Ni 2+

В задачах 176-200 указать значения четырех квантовых чисел для валентных электронов в атомах химических элементов (атом находится в нормальном состоянии).

№ задачи

Атом

№ задачи

Атом

Be

B

Mg

Ba

Mn

Zr

Cl

Sn

Ti

C

Ca

Nb

Pb

Sr

Cs

Ga

V

Hf

P

Si

N

Rb

Sc

Sb

Al

Типовые задачи с решениями по разделу 4.

Пример 1 . (Задачи 151-175)

Электронная формула атома хлора:

17Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Хлор относится к p-элементам, т. к. «последний» электрон расположен на p-орбитали.

Электронная формула иона хлора:

17Cl– 1s22s22p63s23p6 (поскольку, ион Cl- образуется присоединением электрона)

Пример 2: (Задачи 176-200):

Указать значения четырех квантовых чисел на примере валентных электронов атома магния.

Электронная формула магния:

12Mg 1s22s22p63s2, валентные электроны 3s2

Главное квантовое число равно номеру энергоуровня электрона, т. е.

n = 3;

Орбитальное квантовое число определяется подуровнем электрона, т. е. l = 0;

Магнитное квантовое число определяется в пределах –l…0…l, т. е.

ml = 0;

Спиновое квантовое число определяется моментом движения электрона, т. е. S = ±


РАЗДЕЛ 5. Химическая связь и строение молекул

В задачах 201-225 необходимо определить характер связи между атомами (ковалентная полярная или неполярная, ионная) наличие - и - связей, конфигурацию молекулы (линейная, треугольная, тетраэдрическая и т.д.).

В случае ковалентной полярной связи указать, в сторону какого атома смещены электроны.

№ задачи

Молекулы

№ задачи

Молекулы

201

NaF, N2, H2O

214

BCl3, BaO, O2

202

O2, CH4, KI

215

NH4Cl, H2, BeI2

203

NH3, Cl2, NaCl

216

SiCl4, NaI, F2

204

SiH4, Br2, Na2O

217

H2O, BI3, CsCl

205

CH3Cl, CsF, O2

218

H2Se, CF4, I2

206

H2S, I2, LiBr

219

C2H2, RbBr, HCl

207

SF6, H2, RbCl

220

SO3, N2, Na2O

208

F2, CO2, SiCl4

221

NH3, I2, K2O

209

CaO, BeCl2, N2

222

CO2, CaCl2, H2

210

C2H2, S2, CsBr

223

HF, CI4, LiCl

211

C2H4, CaI2, SO2

224

NF3, C2H2, Cl2

212

HI, CCl4, KCl

225

C2H4, BeF2, MgO

213

GeCl4, F2, RbI

В задачах 226-237 определить наиболее и наименее полярную связь, пользуясь таблицей относительных электроотрицательностей атомов.

Указать для каждой связи направление смещения электронов.

№ задачи

Химическая связь

№ задачи

Химическая связь

226

B-C, B-O, B-N

232

N-O, N-Li, N-H

227

H-C, H-N, H-O

233

S-Cl, S-O, S-C

228

Si-O, Si-Cl, Si-C

234

P-H, P-O, P-F

229

K-O, K-F, K-I

235

Na-O, Na-F, Na-H

230

Be-S, Be-Cl, Be-O

236

Mg-Si, Mg-H,Mg-I

231

C-H, C-O, C-I

237

Al-O, Al-P, Al-N

Таблица 1.

Относительная электроотрицательность атомов

H

2,1

Li

0,98

Be

1,5

B

2,0

C

2,5

N

3,07

O

3,5

F

4,0

Na

0,93

Mg

1,2

Al

1,6

Si

1,9

P

2,2

S

2,6

Cl

3,0

K

0,91

Ca

1,04

Ga

1,8

Ge

2,0

As

2,1

Se

2,5

Br

2,8

Rb

0,89

Sr

0,99

In

1,5

Sn

1,7

Sb

1,8

Te

2,1

I

2,6

Cs

0,79

Ba

0,89

Tl

2,04

Pb

2,33

Bi

2,02

В задачах 238-250 объяснить с позиции метода молекулярных орбиталей (МО) возможность образования молекул. Представить энергетическую схему образования молекулы. Определить кратность связи в молекуле.

№ задания

молекула

№ задания

молекула

238

B2

245

He2

239

F2

246

S2

240

Ne2

247

Li2

241

H2

248

N2

242

N2

249

Mg2

243

Cl2

250

O2

244

O2


Типовые задачи с решениями по разделу 5.

Пример 1: (задачи 201-225)

СsI, BF3, H2

  1. В молекуле CsI - связь ионная. Цезий - s-металл, его атомы легко отдают электроны (ЭОCs=0,79)

Сs0 - Cs+

Йод – р-элемент VПА группы, типичный неметалл, атомы которого легко принимают электроны (ЭО = 2,6)

I0 + I –

  1. В молекуле BF3 три ковалентные полярные связи B-F. Электроны смещены в сторону фтора, как более электроотрицательного атома (ЭОВ = 2,0; ЭОF = 4,0)

Электронные формулы атомов В и F:

2p

2s

1s

5B 1s22s22p1

Ковалентность бора равна I

2p1

2s2

1s2

9F 1s22s22p5

Ковалентность фтора равна I

В молекуле ковалентность бора равна 3

Значит, атом бора следует перевести в возбужденное состояние, сообщив ему энергию:

В атоме 5В* валентные p-орбитали разного типа, поэтому произойдет sp2 гибридизация (s + p + p) с образованием трех sp2 гибридных орбиталей.

Этому типу гибридизации (sp2) соответствует плоская треугольная молекула, в которой связи расположены под углом 1200 друг к другу. Все три связи относятся к типу - связей (если между двумя атомами возможна одна связь, то это всегда - связь).

  1. В молекуле Н2 - связь ковалентная неполярная. Такая связь возникает между двумя одинаковыми атомами. Связь в молекуле Н2 возникла вследствие перекрывания 1s- орбиталей двух атомов водорода и относится к типу -связей.

Пример 2: (задачи 226-237)

О степени полярности связи (степени ионности) можно судить по разности электроотрицательностей атомов, между которыми образована связь (). Чем больше величина , тем больше степень полярности связи.

Например, для связей Са-О, Са-N, Са-С разность электроотрицательностей () соответственно равны 2,46; 2,03; 1,46. Таким образом, наиболее полярная связь - Са-О, наименее полярная связь - Са-С.


РАЗДЕЛ 6 Термохимия. Элементы химической термодинамики.

При выплавке чугуна в доменной печи происходят разнообразные химические процессы: разложение карбонатов, восстановление оксидов железа углеродом и оксидом углерода (II), образование карбидов железа, шлака и др.

Вычислить тепловые эффекты химических реакций по стандартным теплотам образования веществ (Н298) (задачи 251-260):

  1. 3Fe2O3(k) + CO(г) = 2Fe3O4(k) + CO2(г).
  2. Fe3O4(k) + CO(г) = 3FeO(k) + CO2(г).
  3. FeO(k) + CO(г) = Fe(k) + CO2(г).
  4. Fe2O3(k) + 3CO(г) = 2Fe(k) + 3CO2(г).
  5. Fe3O4(k) + C(k) = 3FeO(k) + CO(г).
  6. FeO(k) + C(k) = Fe(k) + CO(г).
  7. 3Fe(k) + 2CO(г) = Fe3C(k) + CO2(г).
  8. CO2(г) + C(k) = 2CO(г).
  9. CaCO3(k) = CaO(k) + CO2(г).
  10. CaO(k) + SiO2(k) = CaSiO3(k).

Металлотермия, т.е. процесс восстановления соединений металлов более активными металлами - метод получения чистых металлов.

Вычислить тепловые эффекты реакций получения металлов (261-265):

  1. V2O5(k) + 5Ca(k) = 2V(k) + 5CaO(k).
  2. Cr2O3(k) + 2Al(k) = 2Cr(k) + Al2O3(k).
  3. TiCl4(ж) + 2Mg(k) = Ti(k) + 2MgCl2(k).
  4. TiCl4(ж) + 4Na(k) = Ti(k) + 4NaCl(k).
  5. UF4(k) + 2Ca(k) = U(k) + 2CaF(k).

Получению металлов часто предшествует процесс обжига сульфидных руд или термическое разложение карбонатных руд. Рассчитать стандартные энтальпии образования оксидов металлов (266-270):

  1. ВаСО3(k) = ВаО(k) + СО2(г); Hх.р.= + 258,7 кДж
    1. СаСО3(k) = СаО(k) + СО2(г); Hх.р.= +179,7 кДж
    2. Sb2S3(k) + O2(г) = Sb2O3(k) + 3SO2(г); Hх.р.= -1610,6 кДж
    3. МоS2(k) + O2(г) = МоО3(k) + 2SO2(г); Hх.р.= -1112,7 кДж
    4. 2ReS2(k) + O2(г) = Re2O7 + 4SO2(г); Hх.р.= +430,9 кДж
    5. Газообразный этиловый спирт С2Н5ОН можно получить при взаимодействии этилена С2Н4(г) и водяного пара. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислите ее тепловой эффект.
    6. При взаимодействии газообразных сероводорода и диоксида углерода образуются пары воды и сероуглерод СS2(г). Напишите термохимическое уравнение реакции, вычислите ее тепловой эффект.
    7. Напишите термохимическое уравнение реакции между СО(г) и водородом, в результате которой образуется СН4(г) и Н2О(г). Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 67,2 л метана (при н.у).
    8. Вычислите, сколько теплоты выделиться при сгорании 165 л (н.у) ацетилена С2Н2, если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды?
    9. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксид азота (II). Сколько теплоты выделиться при этой реакции, если было получено 44,8 л NO в пересчете на н.у.?

Рассчитать энергию Гиббса и определить возможность восстановления оксидов металлов используя: 1) стандартные значения энергии Гиббса; 2) стандартные значения энтальпий образования и энтропии (276-295):

№ задания

Оксид

Восстановитель

Температура, 0C

276

TiO2(k)

C*(k)

2000

277

TiO2(k)

Ca(k)

1500

278

TiO2(k)

Al(k)

1500

279

TiO2(k)

H2(г)

1500

280

PbO(k)

C*(k)

800

281

PbO(k)

H2(г)

350

282

Cr2O3(k)

Si(k)

1500

283

Cr2O3(k)

Al(k)

1800

284

Cr2O3(k)

Ca(k)

2000

285

Mo3O4(k)

C*(k)

1500

286

Mn3O4(k)

C**(k)

1500

287

Mn3O4(k)

Al(k)

1500

288

WO3(k)

H2(г)

500

289

WO3(k)

Si(k)

1000

290

Fe3O4(k)

C*(k)

1500

291

Fe3O4(k)

C**(k)

1500

292

Fe3O4(k)

Al(k)

1700

293

Fe3O4(k)

Si(k)

1700

294

Li2O(k)

Ca(k)

2000

295

Li2O(k)

H2(г)

1000

* Окисление до СО

** Окисление до СО2

Пользуясь стандартными значениями энтальпий образования и энтропий, определите при какой температуре начнется реакция (296-300):

  1. Fe3O4(k) + CO(г) = 3FeO(k) + CO2(г)
  2. TiO2(k) + 2C(k) = Ti(k) + 2CO(г)
  3. Fe2O3(k) + 3H2(г) = 2Fe(k) + 3H2O(г)
  4. 4NH3(г) + 5O2(г) = 4NO(г) + 6 H2O(г)
  5. СН4(г) + СО2(г) = 2 СО(г) + 2Н2(г).

Таблица 2.

Стандартные энтальпии образования Н298, энтропии S и энергия Гиббса образования G некоторых веществ при 298 К (250С).

Вещество

Н298, кДж/моль

S298, Дж/моль·К

G298, кДж/моль

1

2

3

4

O2 (г)

0

205

0

P2O5 (k)

-1492

114,5

-1348,8

H2O (ж)

-285,8

70,1

-237,3

CaO (k)

-635,5

39,7

-604,2

1

2

3

4

Ca3(PO4)2 (k)

-4125,0

240,9

-3899,5

CH3OH (ж)

-238,7

126,7

166,31

СО2 (г)

-393,5

213,7

-394,4

С2Н4 (г)

52,3

219,4

68,1

Н2О (г)

-241,8

188,7

-228,6

С (графит)

0

5,7

0

Н2 (г)

0

130,5

0

С2Н6 (г)

-89,7

229,5

-32,9

С2Н6 (ж)

82,9

269,2

129,7

С6Н12О6 (к)

-1273,0

-919,5

С2Н5ОН (ж)

-277,6

160,7

-174,8

Cu (k)

0

33,3

0

MnO2 (k)

-519,65

53,14

–

CuO (k)

-162,0

42,6

-129,9

Mn (k)

0

31,76

0

CaCO3 (k)

-1207,0

88,7

-1127,7

Al2O3 (k)

-1676,0

50,9

-1582,0

SO3 (г)

-395,8

256,7

-371,2

Al2(SO4)3 (k)

-3434,0

239,2

-3091,9

PbO2 (k)

-276,6

74,9

-218,3

CO (г)

-110,5

197,5

-137,1

PbO (k)

-219,3

66,1

-189,1

PbS (k)

-94,28

91,20

-92,68

SO2 (г)

-296,9

248,1

-300,2

H2S (г)

-21,0

205,7

-33,8

S (ромб)

0

31,88

0

С12Н22О11 (к)

-2221

360

-1544,70

NH4Cl (k)

-315,39

94,56

-343,64

NaOH (k)

-426,6

64,18

-377,0

NaCl (k)

-410,9

72,36

-384,0

NH3 (г)

-46,2

192,6

-16,7

С2Н2 (г)

226,8

200,8

209,2

S(г)

129,1

227,7

–

Н2О2 (ж)

-187,02

105,86

-117,57

N2 (г)

0

191,5

0

Fe (k)

0

27,3

0

Al (k)

0

28,3

0

1

2

3

4

Fe2O3 (k)

-822,2

87,4

-740,3

H3PO4 (ж)

-1271,94

200,83

-1147,25

HCl (г)

-92,3

186,8

-95,2

Сl2 (г)

0

222,9

0

AgNO3 (т)

-120,7

140,9

-32,2

Ag (т)

0

42,69

0

NO2 (г)

33,5

240,2

51,5

СS2 (ж)

87,8

151,0

63,6

СаН2 (т)

-175,0

42,0

–

Са(ОН)2 (т)

-986,6

76,1

-896,8

Sb2S3 (т)

-160,0

166,6

-154,5

FeS (т)

-95,4

67,36

–

Sb (т)

0

45,69

0

Типовые задачи с решениями по разделу 6.

Пример 1. Пользуясь данными таблицы 2 вычислить Н реакции:

Fe2O3(k) + 3CO(г) = 2Fe(k) + 3 CO2(г)

Решение. По данным таблицы 2 стандартные энтальпии образования Fe2O3, CO, CO2 равны соответственно -822,2, -110,5, -393,5 кДж/моль, (напомним, что стандартные энтальпии образования простых веществ равны нулю), отсюда для реакции находим:

H = 3·H(CO2) – 3·H(CO) – H(Fe2O3) = 3·(–393,5) – 3·(–110,5) – (–822,2) = –1180,5 + 331,5 + 822,2 = – 26,8 кДж

Ответ: H реакции = –26,8 кДж.

Пример 2. Вычислить энтальпию образования пероксида водорода, если известны термохимические уравнения:

H2O2 = H2O + О2

H1= –98,3 кДж (1)

H2 + O2 = H2O

H2= –284,5 кДж (2)

Решение. По условию задачи необходимо рассчитать тепловой эффект реакции:

Из термохимического уравнения (2) вычтем уравнение (1):

H2 + O2 – H2O2 = H2O – H2O – О2 + H2 – H1

H2 + O2 = H2O2 + H2 – H1

H2 – H1 = H = x

–284,5 – (–98,3) = H = x

x = –186,2 кДж

Ответ: H реакции = –186,2 кДж.

Пример 3. Оценить возможность протекания реакции при 200С:

NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(k).

Решение. О возможности протекания реакции судят по значению энергии Гиббса. Из таблицы 2 находим значения энтальпий и энтропий веществ, участвующих в реакции:

NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(k).

Н298, кДж/моль

S298, Дж/моль·К

HCl(г)

92.3

186.8

NH3(г)

–46.2

192.6

NH4Cl(k)

–315.39

94.56

По следствию из закона Гесса:

Н = Н(NH4Cl) – Н(HCl) – Н(NH3) = –315, 39 – (–92,3) – (–46,2) = –176,89 кДж

Sреакции = S(NH4Cl) – S(HCl) – S(NH3) = 94,56 – 186,8 – 192,6 = –285 Дж/K= – 0,285 кДж/К

Изменение свободной энергии Гиббса будет равно:

G = Н – T · S = –176,89 – 293 · (–0,285) = – 93,39 кДж,

т.е G < 0, следовательно, при 20 0С реакция протекает самопроизвольно.

*При решении задач этого раздела следует пользоваться данными таблицы 2.


РАЗДЕЛ 7.Окислительно-восстановительные реакции

Подобрать коэффициенты в приведенных ниже схемах реакций методом электронного баланса. Указать окислитель и восстановитель (301-350):

  1. H2O2 + CrBr3 + NaOH Na2CrO4 + NaBr + H2O
  2. H2O2 + NaCrO2 + NaOH Na2CrO4 + H2O
  3. KMnO4 + K2S + H2SO4 MnSO4 + S + K2SO4 +H2O
  4. K2Cr2O7 + CrCl2 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + KCl + HCl + H2O
  5. CrCl3 + Br2 + KOH K2CrO4 + KBr + KCl + H2O
  6. Sb + KClO4 + H2SO4 Sb2(SO4)3 + KCl + H2O
  7. MnO2 +KClO3 + KOH K2MnO4 + KCl + H2O
  8. I2 + KOH KI + KIO3 + H2O
  9. H2S + H2O2 H2SO4 + H2O
  10. HNO2 HNO3 + NO + H2O
  11. NiSO4 + KI + KIO3 + H2O Ni(OH)2 + I2 + K2SO4
  12. H2S + HIO3 I2 + S + H2O
  13. Al + NaOH + H2O NaAlO2 + H2
  14. Pb + HNO3 Pb(NO3)2 + NO + H2O
  15. W + NaNO3 + NaOH Na2WO4 + NaNO2 + H2O
  16. KMnO4 + Na3AsO3 + KOH Na3AsO4 + K2MnO4 + H2O
  17. KOH + Cl2 KCl + KClO3 + H2O
  18. P + HNO3 + H2O H3PO4 + NO
  19. KOH + Cl2 + MnO2 KMnO4 + KCl + H2O
  20. Si + NaOH + H2O Na2SiO3 + H2
  21. KOH + Cl2 + Fe(OH)3 K2FeO4 + KCl + H2O
  22. Zn + NaClO3 +NaOH Na2Zn(OH)4 + NaCl + H2O
  23. Au + HCl + HNO3 HAuCl4 + NO + H2O
  24. OsO4+ HCl OsCl4 + Cl2 + H2O
  25. K2Cr2O7 + KNO2 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + KNO3 + K2SO4 +H2O
  26. FeSO4 + H2SeO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + Se + H2O
  27. PbO2 + KI + HNO3 KIO3 + Pb(NO3)2 + H2O
  28. MnSO4 + K2CO3 + KNO3 K2MnO4 + KNO2 + K2SO4 + CO2
  29. Zn + KNO3 + KOH + H2O K2[Zn(OH)4] + NH3
  30. Na2SO3 + AuCl3 + H2O Au + NaHSO4+ NaCl + HCl
  31. TlCl3 + SO2 + H2O TlCl + HCl +H2SO4
  32. Re + Cl2 + H2O HReO4 + HCl
  33. ReF6 + H2O HReO4 + ReO2 + HF
  34. KNO2 + KI + H2SO4 I2 + NO + K2SO4 + H2O
  35. As2S3 + HNO3 + H2O H3AsO4 + H2SO4 + NO
  36. Cu2S + HNO3 Cu(NO3)2 + S + NO + H2O
  37. H2SO3 + HClO3 H2SO4 + HCl
  38. NH3 + Br2 NH4Br + N2
  39. FeSO4 + HNO3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + NO + H2O
  40. HI + H2SO4 I2 + H2S + H2O
  41. KNO2 + Zn + KOH NH3 + K2ZnO2 + H2O
  42. K2Cr2O7 + SnCl2 + HCl CrCl3 + SnCl4 + KCl + H2O
  43. K2Cr2O7 + SO2 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
  44. K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
  45. KMnO4 + H3PO3 + H2SO4 H3PO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
  46. KClO3 + HCl Cl2+ KCl + H2O
  47. H2O2 + FeSO4 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O
  48. H2O2 + KMnO4 + H2SO4 MnSO4 + O2 + K2SO4 + H2O
  49. CrCl3 + NaClO3 + NaOH Na2CrO4 + NaCl + H2O
  50. HNO3 + Ca Ca(NO3)2 + NH4NO3 + H2O

Исходя из степени окисления элементов, укажите, какое из приведенных соединений может быть только окислителем, только восстановителем, обладает двойственными свойствами окислителя и восстановителя. Почему? (351-400):

  1. H2SO4; SO2; H2S;
  2. Na2S; HClO4; K2Cr2O7;
  3. Cl2; HCl; NaClO4;
  4. PH3; P2O3; H3PO4;
  5. HCl; H2S; HNO3;
  6. H2SO4; NH3; HNO2;
  7. NH3; NO; KNO3;
  8. Cr2O3; CrO3; CrO;
  9. Br2; HBrO3; HBr;
  10. K3AsO3; H3AsO4; AsH3;
  11. PbO2; KCrO2; K2CrO4;
  12. KMnO4; K2MnO4; Mn;
  13. P; NO2; NaNO3;
  14. H2O2; CO; CO2;
  15. KClO3; H2SO3; HClO4;
  16. FeSO4; Fe2O3; Fe;
  17. F2; KCl; KOCl;
  18. Al; NaAlO2; P2O3;
  19. H2; KClO4; H2Te;
  20. KI; I2; HIO3;
  21. Na3AsO4; Na3AsO3; As;
  22. KCrO2; Mn2O7; SbH3;
  23. As2O5; AsH3; K3AsO3;
  24. NaI; MnO; HMnO4;
  25. KNO3; KNO2; NH4Cl;

  1. Cl2; MgCl2; Mg(ClO)2;
  2. Mn2O3; K2MnO4; Mn
  3. H2O2; KCl; Cl2;
  4. NH3; H3PO3; P2O5;
  5. MnO2; MnO; Mn2O7;
  6. Na2O2; HCl; KClO4;
  7. I2; KI; HIO3;
  8. PH3; P2O3; Na3PO4;
  9. K2S; K2SO4; Na2SO3;
  10. Br2; KBr; NaBrO3;
  11. SiH4; Na2SiO3; SiO2;
  12. HNO2; N2O; HNO3;
  13. K2CrO4; FeCl2; Fe;
  14. FeCl3; HCl; K2FeO4;
  15. SnCl2; KI; I2;
  16. SnCl4; Cl2; NaCl;
  17. Zn; ZnCl2; O2;
  18. H2; H2S; K2SO3;
  19. Mn2O7; KMnO4; MnO;
  20. P; HNO3; NO;
  21. AuCl3; Au; AuCl;
  22. Ca; H3PO3; CaH2;
  23. N2; KNO3; NH4Cl;
  24. KIO3; KIO4; KI;
  25. CaBr2;Ca(NO3)2; Ca(NO2)2.


Раздел 8 Скорость химической реакции. Химическое равновесие.

Вычислить, как изменится скорость реакции (401-410):

  1. H2 (газ) + I2 (газ) 2HI (газ), если увеличить концентрацию водорода в 2 раза, а концентрацию йода – в 4 раза
  2. 2SO3(газ) 2SO2(газ) +O2(газ) при уменьшении концентрации реагента в 2,5 раза
  3. 2NO2(газ) 2NO(газ) +O2(газ) при уменьшении концентрации реагента в 4 раза
  4. 2CO(газ) + O2(газ) 2CO2(газ), если давление в системе повысить в 5 раз
  5. 2HBr(газ) H2(газ) + Br2(газ), если давление в системе понизить в 4 раза
  6. H2(газ) + CO2(газ) H2O(газ) + CO(газ) при понижении давления в системе в 2,5 раза
  7. 2C(графит) + H2(газ) C2H2(газ), если давление в системе повысить в 3,25 раза
  8. FeO(тверд) + CO(газ) Fe(тв) + CO2(газ), если концентрацию СО уменьшить с 26,22 до 0,69 моль/л
  9. N2(газ) + 3H2(газ) 2NH3(газ), если уменьшить объем системы в 2 раза
  10. 2NO(газ) + O2(газ) 2NO2(газ) при уменьшении объема системы в 3 раза

Вычислить, как изменится скорость реакции (411-420):

  1. При охлаждении системы от 90 С до 30 С, если температурный коэффициент равен 2.
    1. При повышении температуры системы на 30 С, если температурный коэффициент равен 3.
    2. При охлаждении системы на 40 С, если температурный коэффициент равен 3.
    3. При повышении температуры системы на 20 С, если температурный коэффициент равен 2, 45.
    4. При повышении температуры системы от 20 С до 60 С, если температурный коэффициент равен 4.
    5. При охлаждении системы от 95 С до 65 С, если температурный коэффициент равен 2,7.
    6. При охлаждении системы на 50 С, если температурный коэффициент равен 3,5.
    7. Определить скорость реакции при 100С, если при 60С скорость этой реакции равна 4 моль/ч, а температурный коэффициент равен 3?
    8. Определить скорость реакции при 30 С, если при 70 С скорость этой реакции равна 12 моль/ч, а температурный коэффициент равен 2?
    9. Определить скорость реакции при 80 С, если при 60 С скорость этой реакции равна 5 моль/ч, а температурный коэффициент равен 2,5?
    10. Константа равновесия следующей реакции равна 0,1 при 673 К

N2(г)+ 3Н2

2NH3(г)

Равновесные концентрации (моль/л): Н2=0,6 и NH3= 0,18. Вычислить начальную и равновесную концентрации азота .

  1. Определить равновесную концентрацию водорода в реакции:

2НI

H2 + I2

Если исходная концентрация HI составляет 0,55моль/л, а константа равновесия Кравн=0,12.

  1. При некоторой температуре константа равновесия термической диссоциации следующей реакции равна 0,26.

N2O4

2NO2

Равновесная концентрация [NO2]равн равна 0,28 моль/л. Вычислить равновесную и начальную концентрации [N2O4]равн. Сколько этого вещества (в процентах) продиссоциировало к моменту равновесия?

  1. При синтезе фосгена имеет место равновесие реакции:

Cl2 + CO

COCl2

Определить исходные концентрации хлора и оксида углерода, если равновесные концентрации равны (моль/л): [Cl2]равн = 2,5; [CO]равн = 1,8; [COCl2]равн = 3,2.

  1. Исходные концентрации [NO]исх и [Cl2]исх в гомогенной системе

2NO(г) + Cl2(г )

2NОCI(г)

составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислить константу равновесия, если к моменту равновесия прореагировало 20% NO.

  1. При некоторой температуре равновесие системы

2NO + O2

2NO2

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [NO]равн = 0,2; [O2]равн = 0,1; [NO2]равн = 0,1. Вычислить константу равновесия Кр и исходные концентрации [NO]исх и [O2]исх

  1. Константа равновесия гомогенной системы:

СО(г) + Н2О(г)

СО2(г) + Н2(г)

при некоторой температуре равна 1. Вычислить равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации (моль/л): [CO]исх = 0,1; [H2O]исх = 0,4.

  1. Равновесие гомогенной системы

4HCl(г) + О2(г)

2Н2О(г) + 2Cl2(г)

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [H2O]равн = 0,14; [Cl2]равн = 0,14; [HCl]равн = 0,20; [O2]равн = 0,32. Вычислить начальные концентрации исходных веществ [HCl]исх и [O2]исх.

  1. В гомогенной системе:

СО(г) + Cl2(г)

СОСl2(г)

равновесные концентрации реагирующих веществ (моль/л): [CO]равн = 0,2; [Cl2]равн = 0,3; [COCl2]равн = 1,2. Вычислить константу равновесия Кр и начальные концентрации исходных веществ [CO]исх и [Cl2]исх.

  1. В гомогенной газовой системе

А + В

С + Д

равновесие установилось при концентрациях (моль/л): [B] = 0,05; [C] = 0,02. Константа равновесия Кр равна 0,04. Вычислить начальные концентрации исходных веществ [A]исх и [B]исх.

В какую сторону сместится равновесие реакции при уменьшении температуры, если энергии активации прямой и обратной реакций составляют Е1 и Е2 соответственно (431-440):

Е1

Е2

10 ккал/моль

20000 кал/моль

15 ккал/моль

5·104 Дж/моль

20 ккал/моль

3·104 кал/моль

25 ккал/моль

30 кДж/моль

30 ккал/моль

100·103 Дж/моль

35 ккал/моль

100·106 Дж/кмоль

80 кДж/моль

27000 кал/моль

90 кДж/моль

15 ккал/моль

100 кДж/моль

15·103 ккал/кмоль

1·105 кДж/кмоль

20 ккал/моль

В какую сторону сместится равновесие при увеличении давления, если константа равновесия выражается уравнением:

(441-450):

a

b

c

d

1

2

2

2

2

2

2

1

2

0

1

1

0

1

1

2

1

1

1

2

2

1

0

1

0

1

1

0

1

2

0

2

1

1

1

0

2

1

2

2

Примеры решения задач к разделу 8:

Пример 1. (задачи 421-430)

Константа равновесия гомогенной системы:

СО(г) + Н2О(г)

СО2(г) + Н2(г)

при некоторой температуре равна 1. Вычислить равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации (моль/л): [CO]исх = 0,1; [H2O]исх = 0,4.

Предположим, что к моменту равновесия образовалось Х моль/л СО2. Согласно уравнению реакции число молей образовавшегося водорода к моменту равновесия также будет Х моль/л. При этом расходуется Х моль/л СО и Х моль/л Н2О. Следовательно, равновесные концентрации всех четырех веществ будут следующие:

[CO2]равн = [H2]равн = х моль/л

[CO]равн = (0,1 – х ) моль/л

[H2О]равн = (0,4 – х) моль/л

Зная Кр, находим значение x, а затем исходные концентрации всех веществ:

x2 = 0,04 – 0,4x – 0,1x + x2

0,5x = 0,04

x = 0,08 моль/л

Искомые равновесные концентрации:

[CO2]равн = [H2]равн = 0,08 моль/л

[CO]равн = (0,1 – 0,08) = 0,02 моль/л

[H2О]равн = (0,4 – 0,08) = 0,32 моль/л


Пример 2. (задачи 431-440)

В какую сторону сместится равновесие реакции при уменьшении температуры, если энергии активации прямой и обратной реакций составляют Е1 и Е2 соответственно10 ккал/моль и 20000 кал/моль?

Поскольку,

и , то

Е1 = 10 ккал/моль; Е2 = 20 ккал/моль;

(Е1 – Е2) < 0; ;

, где А – натуральное число > 0.

Т.е. Кр = > 0, константа равновесия возрастает, равновесие сместится вправо.

Пример 3. (задачи 441-450)

В какую сторону сместится равновесие при увеличении давления, если константа равновесия выражается уравнением: , а значения a, b, c, d соответственно равны 2, 1, 0, 1?

Данному выражению константы равновесия системы соответствует реакция 2А + В = D.

С увеличением давления равновесие смещается вправо.


РАЗДЕЛ 9.Концентрации растворов. Коллигативные свойства растворов

  1. Какую массу гидроксида натрия необходимо взять для приготовления 125 мл 0,15 М раствора?
  2. Чему равна молярность раствора, содержащего в 0,75 л 4,41 г хлорида натрия?
  3. К 300 г раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH 15% прибавим 300 г воды. Определить массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.
  4. Чему равна молярная концентрация соляной кислоты, если массовая доля соляной кислоты равна 18% (плотность раствора 1,09 г/мл)?
  5. Чему равна массовая доля серной кислоты в ее 10 н растворе (плотность раствора 1,29 г/мл)?
  6. Смешали 800 мл 3 н КОН и 1,2 л 12% раствора гидроксида калия (плотность раствора 1,10 г/мл). Чему равна молярная концентрация полученного раствора гидроксида калия?
  7. Сколько миллилитров фосфорной кислоты H3PO4 с массовой долей Н3РО4 49% и плотностью 1,33 г/мл потребуется для приготовления 2 л 0,1 н Н3РО4?
  8. Вычислите молярность и нормальность фосфорной кислоты Н3РО4, если массовая доля Н3РО4 равна 40%. Плотность раствора 1,25 г/мл.
  9. К 950 г воды прибавили 50 мл раствора Н2SO4 с массовой долей 48% (плотность 1,38 г/мл). Вычислите массовую долю H2SO4 в полученном растворе.
  10. Определите нормальность 0,8 М сульфата железа (III), если плотность раствора равна 1 г/мл.
  11. Титр раствора гидроксида бария равен 1,71 мг/мл. Какова молярная концентрация и эквивалентная концентрация данного раствора?
  12. Какой объем 5 н раствора NaOH можно приготовить из 4л раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH 50% (плотность раствора 1,525 г/мл)?
  13. Чему равна молярность концентрированной соляной кислоты, имеющей плотность 1,19 г/мл и содержащей 38% по массе HCl.
  14. Из 10 кг раствора с массовой долей растворенного вещества 20% при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна массовая доля вещества в охлажденном растворе?
  15. Титр раствора гидроксида бария равен 1,71мг/мл. Вычислить молярную и эквивалентную концентрации данного раствора?
  16. Образец поташа содержит 85% К2СО3. Какую массу этого образца необходимо взять для приготовления 200 мл 0,5 н раствора карбоната калия?
  17. На нейтрализацию 25 мл раствора соляной кислоты неизвестной концентрации израсходовано 24,4 мл 1 н раствора гидроксида натрия. Вычислите титр соляной кислоты.
  18. На нейтрализацию 40 мл раствора щелочи пошло 24 мл 0,5 н раствора серной кислоты. Какова эквивалентная концентрация щелочи? Сколько 0,5 н соляной кислоты потребовалось бы для той же цели?
  19. Какой объем 0,2 н раствора гидроксида калия требуется, чтобы осадить в виде гидроксида железа (III) все железо, содержащееся в 0,028 л 1,4 н раствора хлорида железа (III)?
  20. Смешали 0,7 л бензола С6Н6 и 0,8 л толуола С6Н5СН3. Вычислите мольные доли каждого из веществ в полученном растворе. Плотности бензола и толуола соответственно равны 0,879 г/мл и 0,867 г/мл.
  21. Какой объем 0,5 М сульфата алюминия требуется для реакции с 0,03 л 0,15 М раствора нитрата кальция?
  22. Чему равен титр 0,02 н раствора ортофосфорной кислоты?
  23. На нейтрализацию 25 мл хлороводородной кислоты неизвестной концентрации пошло 30 мл 0,1 н раствора NaOH. Вычислите молярную концентрацию и титр раствора хлороводородной кислоты.
  24. Какой объем воды нужно прибавить к 500 мл раствора азотной кислоты с массовой долей HNO3 40% плотностью 1,25 г/см3 для получения раствора азотной кислоты с массовой долей 10%? Какова молярная концентрация полученного раствора?
  25. На нейтрализацию 20 мл раствора серной кислоты израсходовано 25 мл 0,05 н раствора гидроксида натрия. Определите молярную концентрацию и титр раствора серной кислоты.
  26. Вычислите осмотическое давление раствора при 17 0С, если 1 л его содержит 18,4 г глицерина С3Н5(ОН)3.
  27. Осмотическое давление раствора неэлектролита при 0 0С равно 600мм.рт.ст. Чему равно осмотическое давление того же раствора при 27 0С?
  28. Осмотическое давление раствора, содержащего 5 г гемоглобина на 100 мл раствора, при 27 0С равно 13,65 мм. рт. ст. Вычислите молярную массу гемоглобина.
  29. Раствор сахара С12Н22О11 при 0 0С имеет осмотическое давление равное 114 мм.рт.ст. Сколько граммов сахара содержится в 1л такого раствора?
  30. При какой температуре осмотическое давление раствора, содержащего 18,6 г анилина С6Н5NH2 в 3л раствора, достигнет 2,84 · 105 Па?
  31. Какую массу метилового спирта СН3ОН должен содержать 1 л раствора, чтобы его осмотическое давление было таким же, как и у раствора, содержащего в 1 л при той же температуре 9 г глюкозы С6Н12О6?
  32. Осмотическое давление раствора, содержащего 3,2 г СН3ОН в 1 л воды при 18 0С, равно осмотическому давлению раствора анилина С6Н5NH2. Какая масса анилина содержится в 1 л раствора?
  33. Давление пара воды при 50 0С равно 12,334 Па. Вычислите давление пара раствора, содержащего 50 г этиленгликоля С2Н4(ОН)2 в 900 г воды.
  34. Вычислите молекулярную массу глюкозы, если давление водяного пара над раствором 27 г глюкозы в 108 г воды при 100 0С равно 98775,3 Па.
  35. Давление пара воды при 100 0С равно 1,0133 · 105 Па. Вычислите давление водяного пара, если массовая доля мочевины (NH2)2CO в растворе 10%.
  36. Давление пара чистого ацетона (СН3)2СО при 20 0С равно 179,6 мм.рт.ст. Вычислите давление пара раствора 2,5 г камфоры С10Н16О в 100г ацетона при той же температуре.
  37. Давление пара водного раствора глюкозы С6Н12О6 при 75 0С равно 250 мм.рт.ст. Вычислите массовую доля глюкозы в растворе, если давление насыщенного пара воды при 75 0С равно 289 мм.рт.ст.
  38. Давление пара раствора эфира (С2Н5)2О при 30 0С равно 647,9 мм. рт. ст.; давление пара раствора 3,1 г анилина в 370 г эфира при той же температуре равно 643,58 мм. рт. ст. Вычислите молярную массу анилина.
  39. Вычислите температуру замерзания водного раствора спирта С2Н5ОН с массовой долей 40 %. Криоскопическая константа воды равна 1,860С.
  40. Вычислите массу этиленгликоля С2Н4(ОН)2, которую необходимо прибавить на каждый килограмм воды для приготовления антифриза с точкой замерзания -150С. .
  41. Раствор 0,502 г ацетона (СН3)2СО в 100 г уксусной кислоты обнаруживает понижение точки замерзания на 0,339 0С. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты.
  42. Какова массовая доля водного раствора свекловичного сахара С12Н22О11, если этот раствор замерзает при -0,96 0С. ?
  43. Какова температура замерзания раствора неэлектролита, содержащего 2,02 · 1023 молекул в 1 л воды? К= 1,86 С.
  44. Учитывая, что температура кипения этилового спирта 78,3 0С и его эбуллиоскопическая константа 1,16 0С, определить, сколько атомов входит в состав молекулы йода, если раствор, состоящий из 6,57 г йода в 100г спирта, закипает при 78,6 0С.
  45. Раствор, состоящий из 4,6 г глицерина С3Н5(ОН)3 и 200 г ацетона, кипит при 56,73 0С. Чистый ацетон закипает при 56,3 0С. Вычислите эбуллиоскопическую константу ацетона.
  46. Вычислите повышение температуры кипения раствора, содержащего 0,244 г бензойной кислоты С7Н6О2 в 25 г хлороформа. Ехлороформа = 3,88 С
  47. Вычислите понижение температуры замерзания раствора, содержащего 0,20 моль растворенного вещества в 800 г бензола. Кбензола = 5,12 С.
  48. Сколько молей неэлектролита было растворено в 500 г воды, если температура кипения такого раствора равна 102,58 0С? Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 0С
  49. Сколько глицерина С3Н5(ОН)3 надо взять на 2 л воды, чтобы получить раствор с температурой кипения 106 0С? Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 0С.
  50. При какой температуре будет кипеть раствор, содержащий 500 мл глицерина С3Н5(ОН)3 в 4 л воды? Плотность глицерина равна 1,26 г/см3, эбуллиоскопическая константа воды 0,52 0С.


РАЗДЕЛ 10. Растворы электролитов. Константа и степень диссоциации. Водородный показатель. Реакции ионного обмена. Произведение растворимости

  1. Вычислите кажущуюся степень диссоциации NaCl в 2 М растворе, если осмотическое давление раствора при 0 0С равно 68,1 атм.
  2. Понижение давления пара, производимое растворением 12 г NaCl в 200 мл воды при 20 0С, равно 0,142 мм. рт. ст. При какой температуре замерзнет этот раствор?
  3. Найдите изотонический коэффициент для раствора, содержащего 0,2 моль хлорида магния в 2000 г воды, зная, что этот раствор замерзает при -0,461 С.
  4. Определите осмотическое давление 0,01 н MgSO4 при 18 0С, если кажущаяся степень диссоциации этого электролита равна 66%.
  5. Одинаково ли осмотическое давление 1 М растворов следующих веществ: глюкозы С6Н12О6, уксусной кислоты СН3СООН и азотной кислоты HNO3? В растворе какого вещества осмотическое давление наибольшее и какое наименьшее? Почему?
  6. Изотонический коэффициент 6,8% водного раствора соляной кислоты равен 1,66. Вычислите температуру замерзания этого раствора. КH2O= 1,86 С.
  7. Раствор, содержащий 16,05 г Ba(NO3)2 в 500 г воды, кипит при 100,122 0С. Расчитайте изотонический коэффициент этого раствора. ЕH2O= 0,52 С.
  8. Вычислите кажущуюся степень диссоциации хлорида магния в 0,5% водном растворе с плотностью 1 г/см3, если при 18 0С осмотическое давление этого раствора равно 3,2·105 Па.
  9. Найдите относительное понижение давления водяного пара над раствором, содержащим 0,1 моль Na2SO4 в 900 г воды при 70 0С. Кажущаяся степень диссоциации в этом растворе равна 80%.
  10. В 500 мл воды растворили 0,71 г Na2SO4. Найдите, при какой температуре начнет замерзать данный раствор. Степень диссоциации Na2SO4 принять равной 70%. КH2O= 1,86 С.
  11. При растворении 0,1 моль некоторого вещества в 5 л воды температура кипения воды повышается на 0,016 0С. Покажите, чем является растворенное вещество: электролитом или неэлектролитом. КH2O= 1,86 С.
  12. В 1 л раствора содержится 0,01 моль хлорида натрия. Осмотическое давление этого раствора при 0 0С равно 4,33·104 Па. Во сколько раз это давление больше, чем осмотическое давление в растворе сахара при той же молярной концентрации? Найдите кажущуюся степень диссоциации соли.
  13. Осмотическое давление 0,04 М раствора электролита равно 2,15 атм. при 0 0С. Кажущаяся степень диссоциации электролита в растворе равна 70 %. На сколько ионов диссоциирует молекула электролита?
  14. При растворении в 400 г воды 0,06 моля некоторого вещества температура замерзания раствора оказалась равной -0,36 0С. Является ли растворенное вещество электролитом? КH2O= 1,86 С.
  15. Имеются 0,1 М растворы хлорида алюминия AlCl3 и хлорида кальция CaCl2. Степень электролитической диссоциации обеих солей в этих растворах одинакова. Какой раствор будет замерзать при более низкой температуре? Почему?
  16. Температура замерзания раствора хлорида цинка, содержащего 0,85 г ZnCl2 в 125 г воды, равна -0,23 0С. Вычислите степень электролитической диссоциации хлорида цинка. КH2O= 1,86 С.
  17. Осмотическое давление 0,05 н раствора HBr при 20 0С равно 2,27 атм. Вычислите степень электролитической диссоциации бромоводородной кислоты.
  18. Вычислите температуру замерзания раствора хлорида кальция, если известно, что в 400 мл воды содержится 8 г CaCl2. Степень диссоциации хлорида кальция принять равной 70%.
  19. На сколько ионов диссоциирует молекула электролита, если известно, что осмотическое давление 0,01 н раствора данного электролита при 0 0С равно 0,44 атм. Степень диссоциации равна 96%.
  20. Вычислите температуру кипения раствора сульфата калия, содержащего 0,26 моль K2SO4 в 50 мл воды, если известно, что степень электролитической диссоциации раствора 53 %.
  21. Степень электролитической диссоциации раствора, содержащего 0,05 г нитрата калия в 100 мл воды, равна 95 %. Чему равно осмотическое давление этого раствора при 0 0С?
  22. Раствор, содержащий 1,06 г карбоната натрия в 400 г воды, кристаллизируется при -0,13 0С. Вычислите кажущуюся степень диссоциации соли. КH2O= 1,86 С.
  23. В равных количествах воды растворено в одном случае 0,5 моля сахара, а в другом – 22,2 г хлорида кальция. Температуры замерзания обоих растворов одинаковы. Вычислите кажущуюся степень диссоциации хлорида кальция. КH2O= 1,86 С.
  24. Степень диссоциации CaCl2 в растворе, содержащем 1,332 г CaCl2 в 250 г воды равна 75 %. Вычислите температуру замерзания раствора. КH2O= 1,86 С.
  25. Раствор содержит 3,38 % нитрата кальция, кажущаяся степень диссоциации которого составляет 0,65. Вычислите осмотическое давление раствора при 0 0С, приняв плотность его равной 1,01 г/см3.
  26. Определить степень диссоциации HCN в 1 н растворе, если константа диссоциации Кдисс=7,2·10-10. Вычислите концентрацию Н+, CN- и рН раствора.
  27. Вычислите концентрацию ионов Н+, СН3СОО- и рН в 0,1 н растворе СН3СООН, если Кдисс=1,8·10-5. Чему равна степень диссоциации кислоты в этом растворе?
  28. Вычислите концентрацию ионов ОН-, NH4+, pH, pOH в 0,8 М растворе NH4OH. Чему равна степень диссоциации NH4OH в этом растворе? Константа диссоциации Кдисс=1,8·10-5.
  29. Вычислите степень диссоциации и концентрацию ионов Н+ в 1%-ном растворе уксусной кислоты СН3СООН (плотность 1 г/см3), если константа диссоциации К =1,85·10-5.
  30. 2 мл 96% серной кислоты плотностью 1,84 г/см3 разбавили до трех литров. Вычислить рН раствора при каж=1.
  31. В 10 л раствора содержится 1 г NaOH. Вычислите рН и рОН этого раствора.
  32. Что называется водородным и гидроксильным показателями? Вычислите рН и рОН 0,1 н раствора синильной кислоты. Кдисс= 7,2·10-10.
  33. Произведение растворимости сульфата кальция равно 6,26·10-5. Образуется ли осадок, если смешать равные объемы 0,04 н раствора CaCl2 и Na2SO4?
  34. Вычислите произведение растворимости карбоната стронция, если в 5 л насыщенного раствора содержится 0,05 г этой соли.
  35. Произведение растворимости SrSO4 равно 3,6·10-7. Вычислите растворимость этой соли в молях на литр и в граммах на литр.
  36. Вычислите ПРFe(OH)2, если в 100 мл его насыщенного раствора содержится 9,6·10-5 г этого гидроксида.
  37. Сколько воды потребуется для растворения одного грамма ВаСО3, ПР которого равно 1,9·10-9?
  38. В 100 мл насыщенного раствора PbI2 содержится 0,0268 г ионов свинца. Вычислите ПРPbI2.
  39. Произведение растворимости MgF2 равно 7,0·10-9. Вычислите растворимость этой соли в моль/л и в г/л. Концентрация ионов Mg+2 в насыщенном растворе Mg(OH)2 составляет 2,6 · 10-3 г/л. Вычислите ПРMg(OH)2.
  40. ПРAg2SO4 равно 7,0·10-5. Образуется ли осадок, если к 1 л 0,02 н раствора AgNO3 прибавить равный объем 1 н раствора H2SO4?
  41. Сколько воды потребуется для растворения 1 г СаСО3? ПРCaCO3= 5·10-9 при 25 0С.
  42. Чему равна масса Ag+ в 1 л насыщенного раствора AgCl? ПРAgCl= 1,8·10-10.
  43. Во сколько раз уменьшится концентрация ионов серебра в насыщенном растворе AgCl, если прибавить NaCl столько, чтобы концентрация Cl- стала равной 0,01 моль/л? ПРAgCl= 1,8·10-10.
  44. Почему Mg(OH)2 растворяется: а) в кислотах; б) в растворах аммонийных солей?ПРMg(OH)2= 2·10-11; КдиссН2О = 1,8 ·10-16; КдиссNH4OH=1,8·10-5.
  45. Почему при действии сероводородом на растворы солей Fe+2 осадок сульфида не выпадает, а при действии сульфидом аммония – выпадает. Ответ подтвердите расчетами. ПРFeS= 5·10-18; суммарная КдиссH2S= 6·10-8.
  46. Пользуясь величинами произведений растворимости, объяснить, почему сульфид марганца растворяется в разбавленной серной кислоте, а сульфид меди (II) – нет. ПРMnS= 1,4·10-15; ПРCuS= 4·10-38; суммарная константа диссоциации KдиссH2S= К1К2 = 6·10-22.
  47. Учитывая величины произведения растворимости малорастворимых солей, указать стрелками направление реакций:


а) СаСО3+ Na2SO4

CaSO4 + Na2CO3

б) BaCO3+ Na2SO4

BaSO4 + Na2CO3

в) 2Cr(OH)3 + 3 MgCl2

3Mg(OH)2+ 2CrCl3

Если ПРCaCO3= 4,8 ·10-9; ПРCaSO4 = 6,1·10-5; ПРBaCO3= 7·10-9; ПРBaSO4= 1·10-10.

548. Чему равна масса Ag+ в 1 л насыщенного раствора AgCI? ПРAgCl= 1,8 . 10-10.

549. Выпадает ли осадок при сливании равных объемов следующих растворов:

Вариант

Растворы, г-экв/л

Осадок

ПР

А

CaCl2 0,02

Na2SO4 0,02

CaSO4

1,0 · 10-5

Б

LaCl3 0,02

NaOH 0,03

La(OH)3

5 · 10-21

В

Sr(NO3)2 0,002

K2SO4 0,002

SrSO4

3,6 · 10-7

Г

CuSO4 0,01

(NH4)2S 0,02

CuS

4 · 10-38

Д

MnSO4 0,01

H2S c = 10-24

MnS

1,4 · 10-15

  1. Вычислить активную концентрацию ионов Fe+2, Ca+2, SO4-2 в растворе после травления металла, содержащем 0,05 моль/л FeSO4 и 0,01 моль/л CaSO4.

Типовые задачи с решениями по разделу 10:

Пример 1. Вычислите молярную, нормальную, моляльную, концентрацию массовую долю, мольную долю и титр раствора гидроксида натрия, если известно, что 4г NaOH было растворено в 96г воды (плотность раствора равна 1,04 г/см3).

Решение.

1. Массовая доля () показывает, какую часть от общей массы раствора, составляет масса растворенного вещества. Массовая доля – безразмерная величина, ее выражают в долях единицы или процентах.

где - массовая доля (%) растворенного вещества; - масса растворенного вещества, г; - масса раствора, в г.

Так как масса раствора равна произведению объема раствора V на его плотность , то

Массовая доля гидроксида натрия равна:

  1. Моляльная концентрация Сm (моль/кг) показывает количество растворенного вещества, находящегося в 1 кг растворителя:

где n – количество растворенного вещества, моль; mр-ля – масса растворителя, кг;

Мв-ва – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

МNaOH = 40 г/моль.

моль/кг.

  1. Молярная концентрация раствора (С) показывает количество растворенного вещества, содержащегося в 1л раствора:

где n – количество растворенного вещества, моль; Vp-pa – объем раствора, л; mв-ва – масса растворенного вещества, г; Мв-ва – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

моль/л

4.Нормальная концентрация Сн моль/л показывает число молярных масс эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1л раствора (моль/л):

где nэ – число молярных масс эквивалентов (эквивалентных масс); Vp-pa – объем раствора, л.

Так как

г/моль,

моль/л.

  1. Мольная (молярная) доля вещества в растворе равна отношению количества данного вещества к общему числу всех веществ, содержащихся в растворе:

где - количество всех веществ, содержащихся в растворе:

  1. Титр раствора.

Титр раствора (Т) показывает массу растворенного вещества, содержащегося в 1 мл раствора

где m – масса растворенного вещества, г; Vp-pa – объем раствора, мл.

г/мл.

Пример 2. Какой объем раствора H2SO4 с массовой долей H2SO4 24% (=1,17 г/мл) требуется для приготовления 10л 0,5М раствора этой кислоты?

Решение: Определяем массу серной кислоты в 10л 0,5М раствора:

Так как

то

Ответ: для приготовления 10л 0,5М раствора серной кислоты необходимо взять 1,14л раствора H2SO4 кислоты с .

Пример 3. Чему равна молярная концентрация эквивалента кислоты, если известно, что на нейтрализацию 25см3 раствора кислоты израсходовано 12,5см3 0,25н раствора щелочи.

Из закона эквивалентов следует, что количество эквивалентов всех веществ, участвующих в химической реакции, одинаково. Следовательно,

где и - соответственно, эквивалентная концентрация 1-го и 2-го вещества; V1 и V2 – соответственно, объемы 1-го и 2-го веществ.

кислоты

Ответ: Сн = 0,125н.

Пример 4. Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 1,4л 126г глюкозы С6Н12О6 при О0С.

Решение: Осмотическое давление раствора определяется по закону Вант-Гоффа:

Росм = Cм RT,

Где См – молярная концентрация раствора, моль/л; R – универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/моль. К; Т – абсолютная температура, К.

то

где г/моль.

Ответ: Росм = 1134 кПа.

Пример 5. Вычислите давление пара над раствором, содержащем 34,2г сахара С12Н22О11 в 45г воды при 650С, если давление паров воды при этой температуре равно 2,5 . 104 Па.

Решение: Относительное понижение давления пара растворителя над раствором согласно закону Рауля выражается соотношением:

где р0 – давление пара над чистым растворителем, р – давление пара растворителя над раствором, - мольная доля растворенного вещества.

где n – количество растворенного вещества, моль; N – количество растворителя, моль.

Ответ: р = 2,4 .104 Па.

Пример 6. Определите температуру кипения и замерзания раствора, содержащего 2г нитробензола С6Н5NO2 в 20г бензола. Эбуллиоскопическая и криоскопическая константы бензола соответственно равны 2,57 и 5,10С. Температура кипения чистого бензола 80,20С, температура замерзания 5,40С.

Решение: Согласно закону Рауля, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения раствора прямо пропорционально моляльной концентрации раствора:

где и - соответственно, повышение температуры кипения, и понижение температуры замерзания раствора, 0С; Е и К – соответственно, эбуллиоскопическая и криоскопическая константы растворителя, 0С.

Так как

то

Ответ:

Пример 7. Рассчитайте кажущуюся степень электролитической диссоциации Na2SO4 , если известно, что раствор, содержащий 0,834г Na2SO4 в 1000г воды, замерзает при -0,0280С.

Решение: Na2SO4 является электролитом. Следовательно

По понижению температуры замерзания определим изотонический коэффициент

При диссоциации Na2SO4 2Na+ + SO4-2 образуется 3 иона, поэтому кажущаяся степень диссоциации равна


РАЗДЕЛ 11. Гидролиз солей. Обменные реакции в растворах электролитов

Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза следующих солей, укажите реакцию среды (кислая, щелочная, нейтральная) (551-565):

  1. Na2CO3, FeCl3, NaClO4
  2. NaHCO3, Fe2(SO4)3, NH4ClO4
  3. NH4HCO3, NaNO2, Fe(NO3)3
  4. Fe(OH)Cl2, Na2S, K2SO4
  5. (NH4)2S, CH3COONa, Cu(NO3)2
  6. Fe(OH)(NO3)2, Ca(NO3)2, CaCl2
  7. Cu(NO3)2, Na2SO3, NaNO3
  8. Fe(CH3COO)2, K2CO3, NH4NO3
  9. Zn(NO3)2, CuSO4, Na2S
  10. Al2(SO4)3, LiCl, KNO2
  11. AlCl3, Li2CO3, CaCl2
  12. ZnSO4, Ba(NO3)2, K2SO3
  13. Al(NO3)3, K2S, FeCO3
  14. ZnCl2, Ca(CH3COO)2, Al2S3
  15. FeCl3, K2S, BaCl2.

Составьте молекулярные и ионные уравнения гидролиза, укажите среду раствора (566-580):

  1. сульфата алюминия; хлорида хрома (III); карбоната калия;
  2. хлорида алюминия; сульфита калия; ацетата натрия;
  3. нитрата цинка; хлорида железа (III); цианида калия;
  4. фосфата натрия; нитрата цинка; сульфида алюминия;
  5. нитрита натрия; сульфата меди (II); карбоната железа (III);
  6. нитрата алюминия; фосфата калия; ацетата кальция;
  7. сульфита натрия; хлорида магния; хлорида меди (II);
  8. нитрита кальция; хлорида цинка; карбоната алюминия;
  9. нитрата железа (II); цианида калия; фосфата натрия;
  10. карбоната натрия; нитрата алюминия; сульфида калия;
  11. сульфата меди (II); хлорида алюминия; фосфата натрия;
  12. гидрофосфата натрия; сульфата цинка; карбоната калия;
  13. хлорида хрома (III); ацетата магния; сульфида железа (III);
  14. карбоната меди (II); хлорида железа (III); ацетата калия;
  15. сульфида калия; нитрата магния; хлорида хрома (III);
  16. Какие из солей, формулы которых FeSO4, Na2S, AlPO4, NaNO3, KCl подвергаются гидролизу? Напишите возможные уравнения гидролиза и укажите, будет ли раствор кислым или щелочным. ( рН> или <7 ).
  17. Будут ли подвергаться гидролизу соли, формулы которых K3PO4, CrCl3, FeCO3, KNO3? Укажите причины, почему соль не подвергается гидролизу. Для других напишите уравнения реакций гидролиза по стадиям и укажите, будет ли раствор кислым или щелочным. ( рН >7или <7 ).
  18. Укажите, какие из солей, формулы которых приведены ниже, способны гидролизоваться: Al2(SO4)3, Na2HPO4, K2S, K2SO4. Напишите уравнения гидролиза в ионном и молекулярном виде.
  19. Какая среда – кислая или щелочная возникает при гидролизе солей, формулы которых SnCl2, CH3COONa, K2S? Напишите уравнения реакций гидролиза в молекулярной и ионной форме. Укажите рН среды.
  20. При сливании водных растворов Cr(NO3)3 и Na2S образуется осадок гидроксида хрома (III) и выделяется газ. Составить молекулярное и ионно-молекулярное уравнение происходящей реакции.
  21. Написать в ионно-молекулярной форме уравнения реакций, приводящих к образованию малорастворимых осадков или газов:

а) Pb(NO3)2 + KI

б) NiCl2 + H2S

в) K2CO3 + HCl

г) СuSO4 + NaOH

д) CaCO3 + HCl

e) Na2SO3 + H2SO4

ж) AlBr3 + AgNO3

  1. Написать в ионно-молекулярной форме уравнения реакций, приводящих к образованию малодиссоциированых соединений:

а) Na2S + H2SO4

б) FeS + HCl

в) HCOOK + HNO3

г) NH4Cl + Ca(OH)2

д) NaClO + HNO3

  1. Написать в ионно-молекулярной форме уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ:

а) NaHCO3 + HCl

б) FeCl3 + KOH

в) Рb(CH3COO)2 + Na2S

г) КHS + H2SO4

д) Zn(NO3)2 + KOH(избыток)

е) Ca(OH)2 + CO2

ж) Ca(OH)2 + CO2(избыток)

Для каждого случая указать причину смещения равновесия в сторону прямой реакции.

Составьте молекулярные уравнения, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения (589-593):

  1. а) SO3-2 + 2H+ = SO2 + H2O

б) Рb2+ + CrO4-2 = PbCrO4

в) HCO3- + OH-= CO3-2 + H2O

г) ZnOH+ + H+= Zn2+ + H2О

  1. а) СаСО3 + 2Н+= Са+2 + Н2О + СО2

б) Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O

в) Pb2+ 2I- = PbI2

  1. a) Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O

б) Cd2+ + 2OH- = Cd(OH)2

в) H+ + NO2- = HNO2

  1. а) Zn2+ + H2S = ZnS + 2H+

б) HCO3- + H+ = H2O + CO2

в) Ag+ + Cl- = AgCl

  1. a) Be(OH)2 + 2OH- = BeO2-2 + 2H2O

б) CH3COO - + H+ = CH3COOH

в) Ва2+ + SO2-2 = BaSO4

  1. Какое из веществ: Al(OH)3, H2SO4, Ba(OH)2 – будет взаимодействовать с гидроксидом калия? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.
  2. Какое из веществ: KHCO3, CH3COOH, NiSO4, Na2S – взаимодеиствует с раствором серной кислоты? Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.

Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями (596-597):

  1. а) Mg2+ + CO3-2 = MgCO3

б) H+ + OH- = H2O

  1. а) Cu2+ + S-2 = CuS

б) SiO3-2 + 2Н+ = Н2SiO3

  1. К раствору FeCl3 добавили следующие вещества: а)HCl; б) КОН; в) ZnCl2; г) Na2CO3. В каких случаях гидролиз хлорида железа (III) усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
  2. К раствору Na2CO3 добавили следующие вещества: а) HCl; б) NaOH; в) Cu(NO3)2; г) K2S. В каких случаях гидролиз карбоната натрия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
  3. К раствору Al2(SO4)3 добавили следующие вещества: а) H2SO4; б) KOH; в) Na2SO3; г) ZnSO4. В каких случаях гидролиз сульфата алюминия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.


РАЗДЕЛ 12.Электродные потенциалы. Химические источники электрической энергии

Потенциалы, возникающие на металлах, погруженных в растворы собственных солей, называются электродными потенциалами. Измерить их можно с помощью другого электрода – электрода сравнения, в качестве которого часто применяется водородный электрод. Потенциал водородного электрода (Н2/2Н+) в стандартных условиях (Т = 2980К; P= 1,01 . 105 Па (760 мм.рт.ст.), концентрация ионов водорода в растворе 1 моль/1000г Н2О) принят равным нулю.

Стандартный электродный потенциал – это потенциал данного электродного процесса при концентрациях всех участвующих в нем веществ, равных единице.

Располагая металлы в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов, получают электрохимический ряд напряжений металлов, или ряд стандартных электродных потенциалов: Li, Rb, K, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.

Числовые значения стандартных потенциалов приведены в таблице 3:

Таблиц 3

Значения стандартных электродных потенциалов , В

Электрод

, В

Электрод

, В

Li+/Li

-3.02

Ni2+/Ni

-0.25

Rb+/Rb

-2.99

Sn2+/Sn

-0.14

K+/K

-2.92

Pb+2/Pb

-0.13

Ba2+/Ba

-2.90

2H+/H2

0.00

Sr2+/Sr

-2.89

Bi3+/Bi

+0.20

Ca2+/Ca

-2.87

Sb3+/Sb

+0.23

Na+/Na

-2.71

Cu2+/Cu

+0.34

La3+/La

-2.37

Cu+/Cu

+0.52

Mg2+/Mg

-2.34

Hg22+/2Hg

+0.79

Al3+/Al

-1.67

Ag+/Ag

+0.80

Mn2+/Mn

-1.05

Pd2+/Pd

+0.83

1

2

1

2

Zn2+/Zn

-0.76

Hg2+/Hg

+0.86

Cr3+/Cr

-0.71

Pt2+/Pt

+1.20

Fe2+/Fe

-0.44

Au3+/Au

+1.42

Cd2+/Cd

-0.40

Au+/Au

+1.691

Co2+/Co

-0.28

Величина электродного потенциала металла зависит от свойств металла, концентрации его ионов в растворе, температуры и выражается уравнением Нернста:

lnCмс ,

где: - потенциал металла в вольтах при данной концентрации его в растворе; - стандартный электродный потенциал металла; R = 8,314 Дж/К·моль – универсальная газовая постоянная; Т- температура в градусах абсолютной шкалы; n – заряд (валентность) иона металла; F = 96500 Кл – число Фарадея; Сме – концентрация ионов металла в растворе, в моль/л.

При подстановке в уравнение значений R и F, приняв температуру равной 25 0С, получаем:

Два металла, погруженные в растворы их солей, соединенные между собой, образуют гальванический элемент. Действие любого гальванического элемента основано на протекании в нем окислительно-восстановительной реакции.

Электрод, на котором протекает окисление, называется анодом. Электрод, на котором протекает восстановление, называется катодом. Роль анода в гальваническом элементе выполняет пластинка более активного металла в растворе своей соли.

При схематическом изображении гальванического элемента граница раздела между металлом и раствором обозначается вертикальной чертой, граница между растворами электролитов – двойной вертикальной чертой. Например, схема гальванического элемента, в основе работы которого лежит реакция:

Ni + 2AgNO3 = Ni(NO3)2 + 2Ag

Изображается следующим образом:

(-) Ni Ni(NO3)2 AgNO3 Ag (+).

Эта же схема может быть изображена в ионной форме:

(-) Ni Ni2+ Ag+ Ag (+)

На аноде никель окисляется: Ni0 – 2e Ni2+ и в форме ионов переходит в раствор. На катоде восстанавливается серебро: Ag+ + 1eAg0 и в виде металла осаждается на электроде. Складывая уравнения электродных процессов (с учетом числа принимаемых и отдаваемых электронов), получаем суммарное уравнение реакции:

Ni + 2Ag+ = Ni2+ + 2Ag0.

Гальванический элемент может быть составлен не только из различных, но и из одинаковых электродов, погруженных в растворы одного и того же электролита, различающихся только концентрацией (концентрационные гальванические элементы).

Рассчитать э.д.с. гальванического элемента при 250С, пользуясь значениями стандартных электродных потенциалов, приведенных в таблице 3. (Задачи 601-625).

  1. RbRb+ (0.1М) Au+(0.1М)Au.
  2. K-K+ (0.01М) Au+3(0.1М) Au.
  3. LiLi+ (0.1М) Pt+2(0.01М)Pt.
  4. BaBa+2 (0.01М) Ag+ (0.001М)Ag.
  5. SrSr+2 (10М) Pd+2 (0.01М)Pd.
  6. CaCa+2 (0.01М) Hg+2 (0.001М) Hg.
  7. NaNa+ (0,1М) Hg+2 (0.01М)Hg.
  8. AuAu+3(0.001М) Au+3 (0.01М) Au.
  9. LaLa+3 (0.1М)Сu+ (0.01М)Cu.
  10. MgMg+2 (0.01М) Cu+2 (0.01М)Cu.
  11. AlAl+3(0.1М)Bi+3 (1М)Bi.
  12. MnMn+2(10М) Sb+3 (0.1М)Sb.
  13. ZnZn+2 (0.01М) Pb+2 (0.1М) Pb.
  14. CrCr+3(0.01М) Cr+3 (10М) Cr.
  15. FeFe+2 (0.01М) Sn+2 (0.01М)Sn.
  16. CuCu+2 (0.01М)Cu+2 (0.1М) Cu.
  17. CdCd+2 (0.01М) Ag+ (0.001М)Ag.
  18. CoCo+2 (10М) Pd+2(1М) Pd.
  19. SnSn+2 (0.01М) Sn+2(0.1М)Sn.
  20. CaCa+2 (1М) Pb+2 (10М) Pb.
  21. AlAl+3 (0.001М) Al+3 (0.01М).
  22. NaNa+ (0.01М) Au+3 (0.01М)Au.
  23. ZnZn+2 (0.01М)Cu+2(0.1М)Cu.
  24. FeFe+2 (0.01М) Fe+2 (0.1М)Fe.
  25. LaLa+3(10М)Hg+2(0.1М)Hg.

Типовые задачи к разделу 12.

Пример 1. Гальванический элемент состоит из металлического марганца, погруженного 0,1 М раствор нитрата марганца, и металлической меди, погруженной в 0,02 М раствор нитрата меди.

Составить схему элемента, написать уравнения электродных процессов, вычислить Е (э.д.с.) элемента.

Решение: Более активным металлом является марганец. Поэтому пластинка металлического марганца в растворе своей соли будет выполнять роль анода, а пластинка меди в растворе нитрата меди будет выполнять роль катода.Схема рассматриваемого гальванического элемента имеет следующий вид:

(-) MnMn(NO3)2 (0,1 М) Cu(NO3)2 (0,02 М)Cu (+);

на марганцевом электроде (анод) будет протекать процесс окисления:

Mn0 – 2e Mn2+,

на медном электроде (катод) будет происходить восстановление:

Cu2+ + 2e Cu0.

Чтобы определить Е (э.д.с.) элемента, необходимо вычислить электродные потенциалы. Для этого в таблице 3 находим Mn2+Mn (-1,05В) и Cu2+Cu (+0,34В), а затем рассчитываем значение по уравнению Нернста:

При вычислении э.д.с. меньший (в алгебраическом смысле) электродный потенциал вычитается из большего. Находим Е (э.д.с.) элемента:

  1. При электролизе водного раствора CuSO4 на аноде выделилось 56 см3 газа (н.у.). Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, вычислите массу меди, выделившейся на катоде.
    1. Электролиз раствора сульфата некоторого металла проводили при силе тока 6 А в течение 45 мин. При этом на катоде выделилось 5,49 г металла. Вычислите эквивалентную массу металла.
    2. Электролиз раствора нитрата серебра проводили при силе тока 2 А в течение 4 часов. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса серебра выделилась на катоде?
    3. При электролизе соли некоторого металла в течение 1,5 часов при силе тока 1,8 А на катоде выделилось 1,75 г этого металла. Вычислите эквивалентную массу металла.
    4. Какой силы ток необходимо пропустить через раствор сернокислого марганца в течение 1 часа, чтобы на электроде выделилось 10 г марганца?
    5. Сколько времени нужно пропускать ток силой 7 А, чтобы из раствора AgNO3 выделилось 2,7 г серебра?
    6. Какой силы ток следует пропускать через раствор NaCl в течение 15 мин. 6 с., чтобы на катоде выделилось 280 мл водорода, измеренного при нормальных условиях?
    7. Через раствор серной кислоты пропускали ток силой 3 А в течение 1 часа. Сколько литров водорода (н.у.) выделилось на катоде?
    8. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, при электролизе растворов: CoSO4; CoCl2. В обоих случаях анаод угольный.
    9. Сколько времени пропускали через раствор щелочи ток силой 5 А, если при этом выделилось 5,6 л водорода (н.у.)? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах (анод и катод угольные).
    10. Через раствор сульфата никеля пропускали ток силой 6 А в течение 30 мин. Сколько никеля выделилось на катоде? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах (анод и катод угольные).
    11. Сколько времени пропускали ток силой 3 А через раствор сульфата цинка, если масса цинкового анода уменьшилась на 1,5 г?
    12. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе растворов: PtCl2, Ba(NO3)2. Анод и катод угольные.
    13. Какие вещества и в каких количествах выделяются из раствора K2SO4, если через него пропустить ток силой 5 А в течение 1 часа?
    14. Какой силы ток необходимо пропустить через раствор азотнокислого марганца в течение 2,5 часов, чтобы на электроде выделилось 12 г марганца?
    15. Через раствор сульфата меди пропускали ток силой 3 А в течение 60 мин при медном аноде. На сколько граммов уменьшится масса анода? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах.
    16. Какие процессы происходят на электродах при электролизе раствора AgNO3: а) если анод и катод угольные; б) если анод и катод серебряные? Составьте электронные уравнения.
    17. Через раствор сульфата калия пропускали ток в течение 2 часов, в результате чего выделилось 2 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Вычислите силу тока.
    18. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе: а) раствора NaOH; б) расплава NaOH. Анод и катод угольные.
    19. Через раствор сульфата цинка пропускали ток в течение 30 мин, в результате чего выделилось 0,25 г цинка. Амперметр показывал 4 А. Какова ошибка в показаниях амперметра?
    20. Ток в 4 А течение 40 мин выделил на катоде 9,984 г металла. Вычислите эквивалентную массу металла.
    21. В течение какого времени нужно пропускать ток силой 3,5 А через расплавленный хлорид свинца для того, чтобы на катоде выделилось 15 г металла?
    22. Электролизом едкого натра в растворе за 1 ч получено 300 мл кислорода (при 20 С и 740 мм. рт. ст.). Чему была равна сила тока при электролизе?
    23. Раствор содержит ионы: Fe+2, Cr+3, K+1, Mn+2, Pd+2 в одинаковой концентрации. В какой последовательности эти ионы будут выделяться при электролизе, если напряжение достаточно для выделения любого металла?
    24. Ток силой 10 А в течение 30 мин пропускали через NiCl2. Вычислите массу образовавшегося никеля и объем образовавшегося хлора (н.у.)


РАЗДЕЛ 13. Комплексные соединения

Написать координационные формулы следующих комплексных соединений и привести их названия (626-633):

  1. а) 3NaF · AlF3

б) CoCl3 · 4NH3 · H2O

в) 2KNO3 · HNO3 · Au(NO3)3

  1. а) SiF4 · BaF2

б) 2Ca(CN)2 · Fe(CN)2

в) Cd(OH)2 · 4NH3

  1. а) 2NH4Br · CuBr2 · 2NH3

б) 3NaCl · IrCl3

в) NH4CN · Cr(CN)3 · 2H2O

  1. а) KCN · Co(CN)3 · 2H2O

б) KCl · PtCl3 · NH3

в) 3KCN · Fe(CN)3

  1. а) PtCl4 · 6NH3

б) PtCl4 · 2NH3

в) PtCl4 · 4NH3

  1. а) CoCl3 · 6NH3

б) CoCl3 · 5NH3

в) CoCl3 · 4NH3

  1. а) AgCl · 2NH3

б) AgCN · KCN

в) AgNO2 · NaNO2

  1. а) 3NaNO2 · Co(NO2)3

б) CoCl3 · 3NH3 · 2H2O

в) 2KNO2 · NH3 · Co(NO2)3

Определить степень окисления и координационное число комплексообразователя в следующих комплексных соединениях, привести их названия, написать уравнения их диссоциации в водных растворах (634-643):

  1. а) K[AuBr4]

б) Ca[ZrF6]

в) [Pt(NH3)2Cl2]

  1. а) K2[Cd(CN)4]

б) Na3[Ag(S2O3)2]

в) Pt(NH3)5Cl]Cl3

  1. а) Cu(NH3)4]SO4

б) K2[PtCl6]

в) [Cr(H2O)4Cl2]Cl

  1. а) K[Ag(CN)2]

б) Rb[SbBr6]

в) Co(NH3)6]Cl3

  1. а) K[SbCl6]

б) Na2[Hg(CN)4]

в) [Zn(NH3)4]SO4

  1. а) Na[Sb(SO4)2]

б) K4[TiCl3]

в) Co(H2O)(NH3)4Cl]Cl2

  1. а) K2[HgI4]

б) Na2[Zn(CN)4]

в) [Cr(NH3)4C2O4]Cl

  1. а) Cs[AuCl4]

б) H[Co(H2O)2(CN)4]

в) [Cu(NH3)4](OH)2

  1. а) K[Pt(NH3)Cl5]

б) H[Ag(CN)2]

в) [Cr(NH3)3(H2O)Cl2]Cl

  1. а) K[VF6]

б) Na2[Pt(OH)6]

в) [Co(H2O)2(NH3)4]Cl3

Написать молекулярные и ионные уравнения реакций обмена между следующими соединениями (644-645):

  1. а) CdSO4 · 4NH3 + BaCl2

б) PtCl4 · 2NH3 . H2O + AgNO3

  1. а) Fe(CN)2 · 4KCN + FeCl3

б) CrCl3 · 5H2O + AgNO3

  1. Из сочетания частиц Со3+, NH3, NO2-, K+ можно составить семь координационных формул комплексных соединений кобальта, одна из которых [Co(NH3)6](NO2)3 Составьте формулы других шести соединений и напишите уравнения их диссоциации в водных растворах.
  2. Из сочетания частиц Cr3+, H2O, Cl-, K+ можно составить семь координационных формул комплексных соединений хрома, одна из которых [Cr(H2O)6]Cl3 Составьте формулы других шести соединений и напишите уравнения их диссоциации в водных растворах.
  3. Константы нестойкости комплексных ионов [Co(NH3)6]3+, [Fe(CN)4]4-, [Fe(CN)6]3- соответственно равны 6,2 · 10-36, 1,0 · 10-37, 1,0 · 10-44. Какой из ионов является более прочным? Напишите выражения для констант нестойкости указанных комплексных ионов и формулы соединений, содержащих эти ионы.
  4. Напишите выражения для констант нестойкости комплексных ионов [Ag(NH3)2]+, [Fe(CN)6]4-, [PtCl6]2-. Чему равны степень окисления и координационное число комплексообразователей в этих ионах?
  5. Напишите выражения для констант нестойкости следующих комплексных ионов: [Ag(CN)2]-, [Ag(SCN)2]-, [Ag(NH3)2]+. Зная, что они соответственно равны 1,0·10-21, 2·10-11, 6,8·10-8, укажите, в каком растворе, содержащем эти ионы, при равной молярной концентрации больше ионов Ag+.

Дописать уравнения комплексообразования, дать название полученному комплексу (651-667):

  1. Ag2S2O3 + Na2S2O3
  2. Fe(CN)2 + KCN
  3. Au(CN)3 + KCN
  4. Zn(OH)2 + NaOH
  5. Ni(OH)2 + NH4OH
  6. Al(OH)3 + KOH
  7. AuCl3 + HCl
  8. CdSO4 + NH4OH
  9. AgCl + NH4OH
  10. Cr(OH)3 + NaOH
  11. Cu(OH)2 + NH4OH
  12. PbI2 + KI
  13. AgCl + KSCN
  14. ZnCl2 + KCN
  15. PtCl4 + HCl
  16. Hg(NO3)2 + KBr
  17. CdSO4 + KCN

Составьте соответствующие уравнения реакций, с помощью которых можно получить (668-670):

  1. Бромид бромопентаамминкобальта (III), исходя из CoBr2 · 6H2O.
  2. Нитрат гексаамминникеля (II), если исходными веществами являются Ni(NO3)2 и NH4OH.
  3. K[Pt(C2H4)Cl2], исходя из K2[PtCl4] и С2Н4.
  4. Сколько граммов сульфата тетраамминмеди (II) получится при взаимодействии 10г сульфата меди CuSO4 · 5H2O и 0,02 л 20%-ного раствора аммиака ( = 923 кг/м3).
  5. Сколько граммов нитрата серебра необходимо для осаждения хлора, содержащегося в 0,3 л 0,01 Н раствора комплексной соли состава CrCl3 . 5H2O ? Координационное число хрома равно 6.
  6. На комплексные соединения PtCl4 · 4NH3 и PtCl3 · 3NH3 подействовали раствором AgNO3. На 1 моль одного соединения для осаждения хлора израсходовано 2 моля AgNO3, а на 1 моль второго соединения – 1 моль AgNO3. Напишите координационные формулы этих соединений, если координационное число Pt+4 равно 6. Составить уравнения реакций взаимодействия этих солей с раствором AgNO3.

Напишите уравнения реакций обмена, происходящих между:

  1. а) гексациано-(II)-ферратом калия и сульфатом меди;

б) гексахлоро-(IV)-платинатом натрия и хлоридом калия.

  1. а) гексациано-(III)-кобальтатом натрия и сульфатом железа(II);

б) гексациано-(III)-ферратом калия и нитратом серебра.


СОДЕРЖАНИЕ

Введение

3
  1. Основные классы неорганических соединений

5
  1. Газовые законы. Закон Авогадро и следствия из него. Уравнение Менделеева-Клапейрона. Моль. Молярный объем газов

9
  1. Химический эквивалент. Закон эквивалентов. Вывод химических формул вещества. Расчеты по химическим формулам и уравнениям

14
  1. Строение атома и периодическая система элементов Д.И. Менделеева

18
  1. Химическая связь и строение молекул

21
  1. Термохимия. Элементы химической термодинамики

25
  1. Окислительно-восстановительные реакции

31
  1. Скорость химических реакций. Химическое равновесие

34
  1. Концентрация растворов. Коллигативные свойства растворов (закон Вант-Гоффа, закон Рауля)

40
  1. Растворы электролитов. Константа и степень диссоциации, водородный показатель, реакции ионного обмена, произведение растворимости.

44
  1. Гидролиз солей.

54
  1. Электродные потенциалы. Гальванические элементы

58
  1. Комплексные соединения

65

Литература

71

ЛИТЕРАТУРА

  1. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1977-1987.
    1. Фролов В.В. Химия. – М.: Высшая школа, 1979.
    2. Курс общей химии. Под ред. Коровина Н.В. – М.: Высшая школа, 1981.
    3. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – Л.: Химия, 1985.
    4. Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии. – М.: Высшая школа, 1984.
    5. Романцева Л.М., Лещинская З.Л., Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: Высшая школа, 1980.
    6. Павлов М.Н. Теоретические основы общей химии. – М.: высшая школа, 1978.
    7. Левант Г.Е., Райцин Г.А. Практикум по общей химии. – М.: Высшая школа, 1978.
    8. Васильева З.Г., Грановская А.А., Таперова А.А. Лабораторные работы по общей и неорганической химии. – М.: Химия, 1979.

Домашние задания по химии и методические указания по их выполнению