Химия

Общая химия, аналитическая, физхимия, ПИАХТ, ПИАПП, ОХТ, ПАВ, фармацевтическая, биохимия. Готовые решения задач по химии Шимановича, БГУИР (1-2 часть), БНТУ (2006).

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ МГУП

Кафедра теплохладотехники

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Программа курса, методические указания и задания к контрольной работе

для студентов специальности 1–49 01 01 – Технология хранения и переработки растительного сырья

полной и сокращенной заочной формы обучения Могилев 2008

Составители:

А.В. Акулич, В.М. Лустенков

 


Выполним на заказ контрольные работы для заочников МГУП

ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

 

ЗАДАЧА 1

 

Определить размер наименьших частиц пыли плотностью ρ, осаждающихся в воздуховоде длиной l квадратного сечения высотой h при линейной скорости воздуха υ. Температура воздуха t. Принять теоретическую скорость осаждения частиц в 1,8 раза больше действительной. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 2.

 

Таблица 2 – Исходные данные к задаче 1

 

Величины и их

размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

υ, м/с

0,6

1,5

0,8

1,8

0,4

1

1,2

2

3

0,7

t, °C

35

40

55

45

60

65

50

70

75

80

Величины и их

размерность

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

l, м

15

20

10

25

18

13

22

30

28

32

h, м

1,5

1,8

1,6

1,2

1,9

1

0,8

1,4

1,3

1,7

Материал

соль

сахарная пудра

мука

крахмал

сода

ρ, кг/м3

2350

660

760

1650

1450

 

ЗАДАЧА 2

 

Определить необходимую скорость воздуха в вертикальной трубе пневмотранспорта, чтобы обеспечить перемещение частиц плотностью ρ с наибольшим диаметром d. Температура газа t. Скорость газа принять на 25% больше скорости витания частиц. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 3.

 

Таблица 3 – Исходные данные к задаче 2

 

Величины и их

размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

d, мм

1,3

1,0

1,2

0,9

2,0

1,5

1,7

2,1

1,9

1,8

Величины и их

размерность

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Материал

соль

сода

крахмал

мука

сахарная пудра

ρ, кг/м3

2350

1450

1650

760

660

t, °C

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

 

 

 

ЗАДАЧА 3

 

Рассчитать циклон для улавливания частиц пыли из воздуха в системе пневмотранспорта по следующим данным.

1. Массовый расход запыленного воздуха, кг/ч                         - G

2. Температура воздуха, °С                                                                   - t

3. Наименьший диаметр улавливаемых частиц, мкм                           - d

4. Коэффициент сопротивления циклона                                              - ζ

5. Плотность частиц, кг/м3                                                            - ρч

 

 

Определить

1. Условную скорость воздуха в цилиндрической части циклона (υусл).

2. Диаметр циклона (D).

3. Минимально необходимое время пребывания частиц материала в циклоне (τмин).

4. Гидравлическое сопротивление циклона (ΔР).

5. Конструктивные размеры циклона.

Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 4.

 

Указания к решению задачи 3

1. Изобразите схему циклона. Дайте описание конструкции и поясните принцип работы циклона.

2. Определите условную скорость воздуха в цилиндрической части циклона, задавшись отношением потери давления в циклоне к плотности среды (воздуха) = 400÷700, по формуле .

3. Определите диаметр циклона D.

4. Определите конструктивные размеры циклона по соотношениям, приведенным таблице 5.

5.Определите минимально необходимое время пребывания частиц материала в циклоне: τмин= L/ωос.

где L – длина пути, проходимого газовым потоком в циклоне, м, (принять количество оборотов газового потока в циклоне примерно равным двум периметрам диаметральной части циклона L= 2πD);

ωос – скорость осаждения частицы в поле центробежной силы, м/с. Для ламинарного режима осаждения (Re<2):

 

,

 

где υoкр – окружная скорость воздуха в циклоне, м/с, (принять равной скорости во входном патрубке циклона).

 

Таблица 4 – Исходные данные к задаче 3

 

Величины и их

размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Тип циклона

ЦН-11

ЦН-15

ЦН-15У

ЦН-24

СКЦН-33

ζ

245

155

165

75

520

G, кг/ч

7500

6500

5500

6000

7000

7500

8000

8500

9500

9000

t, °C

80

70

75

40

45

50

60

65

55

35

Продолжение таблицы 4

 

Величины и их

размерность

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

d, мкм

180

100

125

150

145

100

125

85

115

98

ρч, кг/м3

1650

675

700

820

1750

980

740

1155

790

1465

 

 

 

Таблица 5 - Соотношение размеров в долях диаметра цилиндрической

части D для циклонов ЦН

 

Наименование размеров

Тип циклона

ЦН-11

ЦН-15

ЦН-15У

ЦН-24

СКЦН-33

Внутренний диаметр

выхлопной трубы

0,59

0,59

0,59

0,59

0,34

Диаметр пылевы-пускного отверстия

0,3

0,3

0,4

0,3

0,23

Высота входного патрубка

0,48

0,66

0,66

1,11

0,535

Ширина входного патрубка

0,2

0,2

0,2

0,2

0,21

Угол наклона входного патрубка

11°

15°

15°

24°

Высота выхлопной трубы

1,56

1,74

1,51

2,11

0,515

Высота цилиндри-ческой части корпуса

2,08

2,26

1,51

2,11

0,66

Высота конической части корпуса

2,0

2,0

1,5

1,75

2,11

 

 

ЗАДАЧА 4

 

Определить установочную мощность электродвигателя мешалки, установленной в аппарате для приготовления раствора соли, по следующим данным.

1. Диаметр аппарата, м                                                                          - D

2. Отношение диаметра аппарата к диаметру мешалки             - D/dм

3. Частота вращения мешалки, об/мин                                        - n

4. Массовая доля соли в растворе, кг/кг                                               - х

5. Плотность соли ρ, кг/м3                                                             - 2350

6. Температура раствора, °С                                                                 - t

Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 6.

 

Таблица 6 – Исходные данные к задаче 4

 

Величины и их

размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Тип мешалки

Трехлопастная пропеллерная

Закрытая турбинная со статором

Двухлопастная

Четырех-лопастная

D, m

1,2

1,5

1,8

1

1,4

1,6

1,1

1,3

0,6

0,8

D/dм

3

3,1

3,5

2,2

2,4

2,5

3

3,2

2,8

3

Тип аппарата

С 4 мя отражательными перегородками

Без перегородок

С 4 мя отражательными

перегородками

Без перего-родок

Величины и их

размерность

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

t, ºС

50

30

25

35

40

55

45

60

65

70

n, об/мин

350

320

600

150

180

200

280

150

450

400

х, кг/кг

0,15

0,08

0,07

0,09

0,06

0,18

0,2

0,23

0,1

0,13

                       

 

Указания к решению задачи 4

1. Изобразите схему аппарата для перемешивания.

2. Определите диаметр нормализованной мешалки из соотношения D/dм.

3. Рассчитайте значение центробежного критерия Рейнольдса Reц.

4. Для заданного типа мешалки определите критерий мощности Kn по графику, приведенному в [1].

5. Определите полезную мощность, затрачиваемую на перемешивание N.

6. Определите пусковую мощность электродвигателя мешалки Nпуск при условии, что пусковая мощность в 2÷3 раза превышает полезную.

7. Определите установочную мощность электродвигателя мешалки Nуст, приняв к.п.д. привода 0,9÷0,96 и запас мощности 20÷30%.

 

ЗАДАЧА 5

 

Требуется сконденсировать насыщенный водяной пар в количестве Gп при абсолютном давлении Рабс охлаждающим агентом, температура которого повышается от t1 до t2. Коэффициент теплоотдачи для конденсирующегося пара α1, для охлаждающего агента α2. Конденсат отводится при температуре конденсации. Толщина теплопередающей стенки δст = 3 мм. Толщина водного камня со стороны пара и воды δ = 1 мм. Определить расход охлаждающего агента и требуемую поверхность теплообмена. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 7.

 

Таблица 7 – Исходные данные к задаче 5

 

Величины и их

размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Рабс, МПа

0,18

0,26

0,2

0,22

0,24

0,1

0,13

0,12

0,17

0,11

Gп, кг/с

2,2

1,25

2,5

1,6

1,8

0,15

0,25

0,35

0,15

0,6

Охлажда-ющий агент

вода

воздух

t1, °C

20

18

13

25

30

26

19

27

22

19

t2, °C

40

35

38

54

48

45

52

60

42

58

Величины и их

размерность

 

Предпоследняя цифра шифра

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

α1, Вт/(м2·К)

14500

13500

12500

15000

14000

13000

11500

12000

11000

10000

α2, Вт/(м2·К)

3200

1500

1700

2300

3800

60

45

55

65

75

 

 

 

ЗАДАЧА 6

 

Этиловый спирт (100%) в количестве Gсп нагревается в трубном пространстве одноходового горизонтального кожухотрубчатого теплообменника от  до . Противотоком в межтрубном пространстве течет вода, которая охлаждается от  до . Теплообменник с диаметром кожуха 600 мм состоит из 261 стальной трубы Ø25x2 мм. Коэффициент теплоотдачи для воды α1, суммарная тепловая проводимость стенки и обоих загрязнений стенки  (м2·К)/Вт, средняя температура поверхности загрязнения, соприкасающейся со спиртом, tст. Определить расход воды и требуемую поверхность теплообмена. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 8.

 

 

Таблица 8 – Исходные данные к задаче 6

 

 

 

Величины и их размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Gсп, кг/с

10

15

8

5

3

12

17

20

22

25

, °С

90

85

95

80

75

98

72

82

70

88

, °С

50

48

45

43

40

37

34

30

28

25

tст, °С

47

44

43

39

38

35

31

29

25

23

Величины и их размерность

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

, °С

2

5

6

15

14

13

12

11

10

8

, °С

25

30

35

48

45

40

38

35

32

30

α1, Вт/(м2·К)

2400

1000

1400

1250

1500

1700

1900

2100

2300

2500

 

 

 

ЗАДАЧА 7

 

Сахарный раствор в количестве Gн с содержанием сухих веществ x1 подвергается сгущению в выпарном аппарате при абсолютном давлении Р1. Давление греющего пара Рабс. Поверхность теплопередающей поверхности выпарного аппарата F, коэффициент теплопередачи k. Температура исходного раствора при поступлении на выпаривание tн, теплоемкость с=3626 Дж/(кг·К). Определить расход концентрированного сахарного раствора Gкон, его концентрацию х2 и расход греющего пара D при степени сухости 0,94. Тепловыми потерями пренебречь. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 9.

 

Указания к решению задачи 7

1. Изобразите схему выпарного аппарата и опишите принцип его работы.

 

Таблица 9 – Исходные данные к задаче 7

 

 

 

Величины и их размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Gн, кг/ч

3000

2670

3500

4200

3700

3800

4000

4500

4600

4100

х1, %

10

8

12

16

9

11

15

13

12

14

Р1, МПа

0,09

0,085

0,1

0,11

0,12

0,13

0,08

0,09

0,095

0,11

Рабс, МПа

0,18

0,15

0,2

0,22

0,24

0,26

0,13

0,16

0,17

0,19

Величины и их размерность

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

tн, °C

28

18

12

14

16

25

21

13

20

17

F, m2

14

16

18

20

22

25

28

30

32

35

k, Вт/(м2·K)

700

750

900

850

800

720

790

840

860

800

 

 

 

ЗАДАЧА 8

 

В выпарном аппарате сгущается паточный раствор от концентрации сухих веществ x1 до х2. Производительность по упаренному раствору Gкон. Начальная температура раствора t1, температура кипения tкип. Удельная теплоемкость раствора с =3685 Дж/(кг·К). Потери тепла в выпарном аппарате в окружающую среду составляют 10% от полезно используемого количества теплоты, т.е. от суммы Qнагр+Qисп. Определить давление греющего пара Рабс, МПа, при его расходе D и влажности 5%. Теплотой концентрирования (дегидратации) при расчете пренебречь. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 10.

 

Указания к решению задачи 8

1. Изобразите схему выпарного аппарата и опишите принцип его работы.

 

 

Таблица 10 – Исходные данные к задаче 8

 

Величины и их размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Gк, кг/ч

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

х1, %

8

12

10

11

13

16

7

9

15

14

х2, %

30

25

28

42

35

38

40

42

32

36

D, кг/с

0,85

0,39

0,69

1,18

0,79

0,7

2,5

2,06

0,732

1,05

Величины и их размерность

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

t1, °С

16

30

28

32

26

24

22

20

18

17

tкип, °С

90

95

100

108

92

98

106

95

98

93

                                   
 

 

 

 

 

ЗАДАЧА 9

 

При производительности сушилки по сухому материалу Gсух продукт высушивается от начальной влажности  до конечной  (по абсолютно сухому материалу). Параметры воздуха до калорифера t0, φ0, после сушилки t2, φ2. Определить расход воздуха, количество теплоты и к.п.д. теоретической сушилки. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 11.

 

 

Указания к решению задачи 9

  1. Построить процессы в H-d-диаграмме.
  2. Определить параметры, соответствующие состоянию воздуха до и после калорифера.

 

 

Таблица 11 – Исходные данные к задаче 9

 

 

 

Величины и их размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Gсух, кг/с

1,1

1,3

1,5

2,2

1,8

2

2,4

2,6

2,8

3

φ0, %

60

75

90

80

85

78

66

72

82

86

t0, °C

5

8

24

20

15

12

10

9

18

22

Величины и их размерность

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

, %

42

45

48

37

35

49

32

47

50

38

, %

9

11

13

8

7

12

6

14

15

10

φ2, %

58

60

55

62

64

45

50

48

50

52

t2, °C

40

48

60

58

55

56

66

54

64

44

 

 

 

ЗАДАЧА 10

 

В сушилке производительностью Gк (по высушенному материалу) высушивается материал от начальной влажности uн до конечной uк (считая на общую массу). Температура воздуха, поступающего в калорифер, t0,, а его точка росы tр. Процесс теоретической сушки протекает при энтальпии h2, температура воздуха на выходе из сушилки t2. Определить расход греющего пара и поверхность нагрева калорифера, если давление (абсолютное) греющего пара Рабс и влажность 5%, а коэффициент теплопередачи в калорифере k. Сумма всех потерь теплоты составляет 15% от расхода теплоты в теоретической сушилке. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 12.

 

Указания к решению задачи 10

  1. Построить процессы в H-d-диаграмме.
  2. Определить параметры, соответствующие состоянию воздуха до и после калорифера.

 

Таблица 12 – Исходные данные к задаче 10

Величины и их размерность

Последняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Gкон, кг/ч

400

700

1000

1500

200

1800

800

300

500

1200

uн, %

40

56

38

65

20

80

50

70

75

60

uk, %

13

15

10

8

2

15

10

12

11

9

t0, °С

10

11

12

13

14

16

18

20

22

24

tр, °С

6

9

8

10

11

12

14

15

16

18

Величины и их размерность

Предпоследняя цифра шифра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

h2, кДж/кг

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

t2, °С

45

50

55

60

65

70

52

63

57

48

Рабс, МПа

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,0

0,9

k, Вт/(м2·K)

35

40

45

50

55

60

70

80

90

110

 

 

Литература

 

  1. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учебное пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. – 14-е изд., стереотип., перепечатка с издания 1987 г. – М. : Альянс, 2007. – 575 с.
  2. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов / А.Г.Касаткин. – 12-е изд., стереотип., доработ., препечатка с 9-го изд. 1973 г. – М. : Альянс, 2005. – 750 с.
  3. Процессы и аппараты пищевых производств: учебник для вузов / Ю.М. Плаксин, Н.Н. Малахов, В.А. Ларин. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 2006. – 760 с.
  4. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебное пособие по проектированию / Под ред. Ю.И. Дытнерского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Химия, 1991. – 493 с.
  5. Процессы и аппараты пищевых производств (теория и расчеты): учебное пособие / Ю.В. Красовицкий, Н.С. Родионова, А.В. Логинов. – Воронеж: Воронежская государственная технологическая академия, 2004. – 307 с.
  6. Процессы и аппараты химической технологии. В 2-х Ч.: учебник для вузов / Ю.И. Дытнерский. – М. : Химия, 1995.
  7. Процессы и аппараты пищевых производств: учебник для вузов / В.Н. Стабников, В.М. Лысянский, В.Д. Попов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М. : Агропромиздат, 1985. – 510 с.
  8. Расчеты и задачи по процессам и аппаратам пищевых производств / С.М.Гребенюк, Н.С Михеева, Ю.П. Грачев и др. – М.: Агропромиздат, 1987. – 304 с.
  9. Основы проектирования процессов и аппаратов пищевых производств: учебное пособие / И.В. Стахеев. – М. : Вышэйшая школа, 1972. – 301 с.
  10. Методы расчетов процессов и аппаратов пищевых производств: учебное пособие / Н.Е. Федоров. – М.: Пищевая промышленность, 1966. – 292 с.
  11. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: учебное пособие / И.Л. Иоффе. – Л. : Химия, 1991. – 352 с.
  12. Процессы и аппараты пищевой технологии: учебник для вузов / Г.Д. Кавецкий, Б.В.Васильев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Колос, 2000. – 552 с.
  13. Интенсификация тепло- и массообмена при сушке пищевых продуктов / В.Е. Кулакова, А.Н. Богатырев. – М.: Агропромиздат, 1987. – 236 с.
  14. Теплофизические характеристики пищевых продуктов / А.С. Гинзбург, МЛ. Громов, Г.И. Красовская. – М.: Пищевая промышленность, 1982. – 288 с.
  15. Справочник по теплофизическим характеристикам пищевых продуктов и полуфабрикатов / Н.А. Чубик, А.М. Маслов. – М.: Пищевая промышленность, 1970. – 184 с.

 

 

Химия, решения задач -Шиманович для заочников

Контрольные вопросы

  1. Определите эквивалент и эквивалентную массу фосфора, кислорода и брома в соединениях РH3, H2О, НВr.
  2. В какой массе NaOH содержится столько же эквивалентов, сколько в 140 г КОН? Ответ: 100г.
  3. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите эквивалентную массу этого металла. Ответ: 32,5 г/моль.
  4. Из 1,3 г гидроксида металла получается 2,85 г его сульфата. Вычислите эквивалентную массу этого металла. Ответ: 9 г/моль.
  5. Оксид трехвалентного элемента содержит 31,58% кислорода. Вычислите эквивалентную, мольную и атомную массы этого элемента.
  6. Чему равен при н.у. эквивалентный объем водорода? Вычислите эквивалентную массу металла, если на восстановление 1,017 г его оксида израсходовалось 0,28 л водорода (н.у.). Ответ: 32, 68 г/моль.
  7. Выразите в молях: а) 6,02 • 1022 молекул C2H2; б) 1,80 • 1024 атомов азота; в) 3,01 • 1023 молекул NH3. Какова мольная масса указанных веществ?
  8. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу H3PO4 в реакциях образования: а) гидрофосфата; б) дигидрофосфата; в) ортофосфата.
  9. В 2,48 г оксида одновалентного металла содержится 1,84 г металла. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равна мольная и атомная масса это го металла?
  1. Чему равен при н.у. эквивалентный объем кислорода? На сжигание 1,5 г двухвалентного металла требуется 0,69 л кислорода (н.у.). Вычислите эквивалентную массу, мольную массу и атомную массу этого металла.
  2. Из 3,31 г нитрата металла получается 2,78 г его хлорида, вычислите эквивалентную массу этого металла. Ответ: 103,6 г/моль.
  3. Напишите уравнения реакций Fе(ОН)3 с хлороводородной (соляной) кислотой, при которых образуются следующие соединения железа: а) хлорид дигидроксожелеза; б) дихлорид гидроксожелеза; в) трихлорид железа. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу Fе(ОН)3 в каждой из этих реакций.
  4. Избытком гидроксида калия подействовали на растворы: а) дигидрофосфата калия; б) нитрата дигидроксовисмута (III), Напишите уравнения реакций этих веществ с КОН и определите их эквиваленты и эквивалентные массы.
  5. В каком количестве Сr(ОН)3 содержится столько же эквивалентов, сколько в 174,96 г Мg(ОН)2? Ответ: 174 г.
  1. Избытком хлороводородной (соляной) кислоты подействовали на растворы: а) гидрокарбоната кальция; б) дихлорида гидроксоалюминия. Напишите уравнения реакций этих веществ с HCl и определите их эквиваленты и эквивалентные массы.
  2. При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равны мольная и атомная массы металла?
  3. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода (н.у.). Вычислите эквивалентную, мольную и атомную массы металла.
  4. Исходя из мольной массы углерода и воды, определите абсолютную массу атома углерода и молекулы воды в граммах. Ответ: 2,0×10-23 г, 3,0 • 10-23 г.
  1. На нейтрализацию 9,797 г ортофосфорной кислоты израсходовано 7,998 г NаОН. Вычислите эквивалент, эквивалентную массу и основность Н3РО4 в этой реакции. На основании расчета напишите уравнение реакции. Ответ: 0,5 моль, 49 г/моль, 2.

20, На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты Н3РОз израсходовано 1,291 г КОН. Вычислите эквивалент, эквивалентную массу и основность кислоты. На основании, расчета напишите уравнение реакции. Ответ: 0,5 моль, 41 г/моль, Контрольные вопросы

  1. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 9 и 28. Покажите распределение электронов этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?
  2. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 26. Распределите электроны этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?
  3. Какое максимальное число электронов могут занимать s-, р-, d- и f-орбитали данного энергетического уровня? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 31.
  4. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 25 и 34. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?
  5. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4s или 3d; 5s или ? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 21.
  6. Изотоп никеля-57 образуется при бомбардировке a-частицами ядер атомов железа-54. Составьте уравнение этой ядерной реакции и напишите его а сокращенной форме.
  7. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4d' или 5s; 6s или 5p? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43.
  8. Что такое изотопы? Чем можно объяснить, что у большинства элементов периодической системы атомные массы выражаются дробным числом? Могут ли атомы разных элементов иметь одинаковую массу? Как называются подобные атомы?
  9. Изотоп кремния-40 образуется при бомбардировке a-частицами ядер атомов алюминия-27. Составьте уравнение этой ядерной реакции и напишите его в сокращенной форме.
  10. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 14 и 40. Сколько свободных d-орбиталей у атомов последнего элемента?
  1. Изотоп углерода-11 образуется при бомбардировке протонами ядер атомов азота-14. Составьте уравнение этой ядерной реакции и напишите его в сокращенной форме.
  2. Напишите электронные формулы атомов, элементов с порядковыми номерами 15 и 28. Чему равен максимальный спин р-электронов у атомов первого и
    d-электронов у атомов второго элемента?
  1. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 21 и 23. Сколько свободных d-орбиталей в атомах этих элементов?
  2. Сколько и какие значения может принимать магнитное квантовое число ml при орбитальном числе l = 0, 1, 2 и 3? Какие элементы в периодической системе называют s-, р-, d- и f-элементами? Приведите примеры.
  3. Какие значения могут принимать квантовые числа п, l, тl и ms, характеризующие состояние электронов в атоме? Какие значения они принимают для внешних электронов атома магния?
  4. Какие из электронных формул, отражающих строение невозбужденного атома некоторого элемента неверны: a) 1s22s22p53s1; б) 1s22s22p6; в) 1s22s22p63s23p63d4; г) 1s22s22p63s23p64s2; д) 1s22s22p63s23d2? Почему? Атомам каких элементов отвечают правильно составленные электронные формулы?
  5. Напишите электронные формулы атомов элементов c порядковыми номерами 24 и 33, учитывая, что у первого происходит "провал" одного 4s-электрона на 3d-подуровень. Чему равен максимальный спин d-электронов у атомов первого и
    р-электронов у атомов второго элементов?
  6. Квантовые числа для электронов внешнего энергетического, уровня атомов некоторого элемента имеют следующие значения: п =4; l = 0; тl, = 0; тs = ± ½. Напишите электронную формулу атома этого элемента и определите, сколько свободных 3d-орбиталей он содержит.
  7. В чем заключается принцип Паули? Может ли быть на каком-нибудь подуровне атома р7- или d12-электронов? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 22 и укажите его валентные электроны.

40. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 32 и 42, учитывая, что у последнего происходит "провал" одного 5s-электрона на 4d-подуровень. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

 

Контрольные вопросы

  1. Исходя из положения германия и технеция в периодической системе, составьте формулы мета-, ортогерманиевой кислот и оксида технеция, отвечающие их высшей степени окисления. Изобразите формулы этих соединений графически.
  2. Что такое энергия ионизации? В каких единицах она выражается? Как изменяется восстановительная активность s- и р-элементов в группах периодической системы с увеличением порядкового номера? Почему?
  3. Что такое электроотрицательность? Как изменяется электроотрицательность р-элементов в периоде, в группе периодической системы с увеличением порядкового номера? Почему?

44. Исходя из положения германия, молибдена и рения в периодической системе, составьте формулы водородного соединения германия, оксида молибдена и рениевой кислоты, отвечающие их высшей степени окисления. Изобразите формулы этих соединений графически.

  1. Что такое сродство к электрону? В каких единицах оно выражается? Как изменяется окислительная активность неметаллов в периоде и в группе периодической системы с увеличением порядкового номера? Ответ мотивируйте строением атома соответствующего элемента.
  2. Составьте формулы оксидов и гидроксидов элементов третьего периода периодической системы, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяется кислотно-основной характер этих соединений при переходе от натрия к хлору? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида алюминия.
  3. Какой из элементов четвертого периода – ванадий или мышьяк – обладает более выраженными металлическими свойствами? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов данных элементов.
  4. Марганец образует соединения, в которых он проявляет степень окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца (IV).
  5. У какого элемента четвертого периода – хрома или селена – сильнее выражены металлические свойства? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте строением атомов хрома и селена.
  1. Какую низшую степень окисления проявляют хлор, сера, азот и углерод? Почему? Составьте формулы соединений алюминия с данными элементами в этой степени окисления. Как называются соответствующие соединения?
  2. У какого из р-элементов пятой группы периодической системы – фосфора или сурьмы – сильнее выражены неметаллические свойства? Какое из водородных соединений данных элементов более сильный восстановитель? Ответ мотивируйте строением атома этих элементов.
  3. Исходя из положения металла в периодической системе, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание: Ва(ОН)2 или Мg(ОН)2; Са(ОН)2 или Fe(OH)2; Cd(OH)2 или Sr(OH)2?
  4. Исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: CuOH или Cu(OH)2; Fe(OH)2 или Fe(OH)3; Sn(OH)2 или Sn(OH)4? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида олова (II).
  5. Какую низшую степень окисления проявляют водород, фтор, сера и азот? Почему? Составьте формулы соединений кальция с данными элементами в этой их степени окисления. Как называются соответствующие соединения?
  6. Какую низшую и высшую степени окисления проявляют кремний, мышьяк, селен и хлор? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.
  7. Хром образует соединения, в которых он проявляет степени окисления +2, +3, +6. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида хрома (III).
  8. Атомные массы элементов в периодической системе непрерывно увеличиваются, тогда как свойства простых тел изменяются периодически. Чем это можно объяснить? Дайте мотивированный ответ.
  9. Какова современная формулировка периодического закона? Объясните, почему в периодической системе элементов аргон, кобальт, теллур и торий помещены соответственно перед калием, никелем, йодом и протактинием, хотя и имеют большую атомную массу?
  10. Какую низшую и высшую степени окисления проявляют углерод, фосфор, сера и йод? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.
  11. Атомы каких элементов четвертого периода периодической системы образуют оксид, отвечающий их высшей степени окисления Э2O5? Какой из них дает газообразное соединение с водородом? Составьте формулы кислот, отвечающих этим оксидам, и изобразите их графически?

Контрольные вопросы

  1. Какую химическую связь называют ковалентной? Чем можно объяснить направленность ковалентной связи? Как метод валентных связей (ВС) объясняет строение молекулы воды?
  2. Какую ковалентную связь называют полярной? Что служит количественной мерой полярности ковалентной связи? Исходя из значений электроотрицательности атомов соответствующих элементов? определите, какая из связей: HI, ICI, BrF – наиболее полярна.
  3. Какой способ образования ковалентной связи называют донорно-акцепторным? Какие химические связи имеются в ионах NN+4 и ВF-4? Укажите донор и акцептор.
  4. Как метод валентных связей (ВС) объясняет линейное строение молекулы BeCl2 и тетраэдрическое СН4?
  5. Какую ковалентную связь называют s-связью и какую p-связью? Разберите на примере строения молекулы азота.
  6. Сколько неспаренных электронов имеет атом хлора в нормальном и возбужденном состояниях? Распределите эти электроны по квантовым ячейкам. Чему равна валентность хлора, обусловленная неспаренными электронами?
  7. Распределите электроны атома серы по квантовым ячейкам. Сколько неспаренных электронов имеют ее атомы в нормальном и возбужденном состояниях? Чему равна валентность серы, обусловленная неспаренными электронами?
  8. Что называют электрическим моментом диполя? Какая из молекул HCl, НВr, HI имеет наибольший момент диполя? Почему?
  9. Какие кристаллические структуры называют ионными, атомными, молекулярными и металлическими? Кристаллы каких веществ: алмаз, хлорид натрия, диоксид углерода, цинк – имеют указанные структуры?
  1. Как метод валентных связей (ВС) объясняет угловое строение молекул H2S и линейное молекулы CO2?
  2. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы Нe2 и молекулярного иона Нe+2 по методу молекулярных орбиталей. Как метод МО объясняет устойчивость иона Нe+2 и невозможность существования молекулы He2?
  3. Какую химическую связь называют водородной? Между молекулами каких веществ она образуется? Почему Н2О и HF, имея меньшую молекулярную массу, плавятся и кипят при более высоких температурах, чем их аналоги?
  4. Какую химическую связь называют ионной? Каков механизм ее образования? Какие свойства ионной связи отличают ее от ковалентной? Приведите два примера типичных ионных соединений. Напишите уравнения превращения соответствующих
    ионов в нейтральные атомы.
  5. Что следует понимать под степенью окисления атома? Определите степень окисления атома углерода и его валентность, обусловленную числом неспаренных электронов, в соединениях СН4, СН3ОН, НСООН, CO2.
  6. Какие силы молекулярного взаимодействия называют ориентационными, индукционными и дисперсионными? Когда возникают эти сипы и какова их природа?
  7. Нарисуйте энергетическую схему образовании молекулярного иона H2 и молекулы H2 по методу молекулярных орбиталей. Где энергия связи больше? Почему?
  8. Какие электроны атома бора участвуют в образовании ковалентных связей? Как метод валентных связей (ВС) объясняет симметричную треугольную форму молекулы BF3?
  1. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы О2 по методу молекулярных орбиталей (МО). Как метод МО объясняет парамагнитные свойства молекулы кислорода?
  2. Нарисуйте энергетическую схему образования молекул F2 по методу молекулярных орбиталей (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле?
  3. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы N2 по методу молекулярных орбиталей (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле?

Контрольные вопросы

  1. Вычислите, какое количество теплоты выделится при восстановлении Fe2O3 металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа. Ответ: 2543,1 кДж.
  2. Газообразный этиловый спирт С2Н5ОН можно получить при взаимодействии этилена С2Н4(г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Ответ: -45,76 кДж.
  3. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:

FeO(к) + СО(г) = Fe(к) + СО2(г);   DН = -13,18 кДж.

СО(г) + ½О2(г) = СО2(г);   DН = -283,0 кДж.

Н2(г) + ½О2(г) = Н2О(г);   DН = -241,83 кДж.

Ответ: +27,99 кДж.

  1. При взаимодействии газообразных сероводорода и диоксида углерода образуются пары воды и сероуглерод СS2(г). Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Ответ: +65,43 кДж.
  2. Напишите термохимическое уравнение реакции между СО(г) и водородом, в результате которой образуются СН4(г) и Н2О(г). Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 67,2 л метана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 618,48 кДж.
  3. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования NO? Вычислите теплоту образования NO, исходя из следующих термохимических уравнений:

4NH3(г) + 5O2(г) = 4NO(г) + 6 H2O(ж);   DН = -1168,80 кДж.

4NH3(г) + 3O2(г) = 2N2(г) + 6 H2O(ж);   DН = 1530,28 кДж.

Ответ: 90,37 кДж.

  1. Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных аммиака и хлорида водорода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 10 л аммиака в пересчете на нормальные условия? Ответ: 78,97 кДж.
  2. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования метана? Вычислите теплоту образования метана, исходя из следующих термохимических уравнений:

Н2(г) + 1/2О2(г) = Н2О(ж);   DН = -285,84 кДж.

С(к) + О2(г) = СО2(г);   DН = -393,51 кДж.

СН4(г) + 2О2(г) = 2Н2О(ж) + СО2(г);   DН = -393,51 кДж.

Ответ: -74,88 кДж.

  1. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования гидроксида кальция? Вычислите теплоту образования гидроксида кальция, исходя из следующих термохимических уравнений:

Са(к) + 1/2О2(г) = СаО(к);   DН = -635,60 кДж.

Н2(г) + 1/О2(г) = Н2О(ж);   DН = -285,84 кДж.

СаО(к) + Н2О(ж) = Са(ОН)2(к);   DН = -65,06 кДж.

Ответ: -986,50 кДж.

  1. Тепловой эффект какой реакции сгорания жидкого бензола с образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования С6Н6(ж). Ответ: +49,03 кДж.
  2. Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена С2Н2, если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды? Ответ: 924,88 кДж.
  3. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксид азота. Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 44,8 л NO в пересчете на нормальные условия? Ответ: 452,37 кДж.
  4. Реакция горения метилового спирта выражается термохимическим уравнением:

СН3ОН(ж) + 3/2О2(г) = СО2(г) + 2Н2О(ж);   DН = ?

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования СН3ОН(ж) равна +37,4 кДж. Ответ: -726,62 кДж.

  1. При сгорании 11,5 г жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С2Н5ОН(ж). Ответ:
    -277,67 кДж/моль.
  2. Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением:

С6Н6(ж) + 71/2О2(г) = 6СО2(г) +ЗН2О(г);   DН = ?

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования бензола равна +33,9 кДж. Ответ: -3135,58 кДж.

95. Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моль этана С2Н6(г), в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теплоты выделится при сгорании 1 м3 этана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 63742,86 кДж.

97. Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением:

4NH3(г) + 3O2(г) = 2N2(г) + 6Н20(ж); DН = -1530,28 кДж.

Вычислите теплоту образования NH3(г). Ответ: -46,19 кДж/моль.

  1. При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа FeS. Ответ: -100,26 кДж/моль.
  2. При сгорании 1 л ацетилена (н.у.) выделяется 56,053 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С2Н2 (г). Ответ: 226,75 кДж/моль.

100. При получении эквивалентной массы гидроксида кальция из СаО(к) и Н2О(ж) выделяется 32,53 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция. Ответ: -635,6 кДж.

Контрольные вопросы

  1. Вычислите DGо298 для следующих реакций:

а) 2NaF(к) + Cl2(г) = 2NaCl(к) + F2(г)

б) PbO2(к) + 2Zn(к) = Pb(к) + 2ZnO(к)

Можно ли получить фтор по реакции (а) и восстановить PbO2 цинком по реакции (б)? Ответ: +313,94 кДж; -417,4 кДж.

102. При какой температуре наступит равновесие системы:

4НСl(г) + О2 (г) 2О(г) + 2С12(г); DH = -114,42 кДж?

Хлор или кислород в этой системе является более сильным окислителем и при каких температурах? Ответ: 891 К.

103. Восстановление Fe3O4 оксидом углерода идет по уравнению:

Fe3О4(к) + СО(г) = 3FeO(к) + СО2(г)

Вычислите DGо298 и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно DSо298 в этом процессе? Ответ: +24,19 кДж; +31,34 Дж/ (моль • К).

104. Реакция горения ацетилена идет по уравнению:

С2Н2(г)+ 5/202(г) = 2С02(г) + Н2О(ж)

Вычислите DGо298 и DSо298. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. Ответ: -1235,15 кДж; -216,15 Дж/ (моль • К).

105. Уменьшается или увеличивается энтропия при переходах: а) воды в пар; б) графита в алмаз? Почему? вычислите DSо298 для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях.

Ответ: а) 118,78 Дж/ (моль • К); б) -3,25 Дж/ (моль • К).

106. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция:

Н2(г) + СО2(г) = СО(г) + Н2О(ж); DН = -2,85 кДж?

Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите DGо298 этой реакции. Ответ: +19,91 кДж.

107. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе:

2NO(г) + O2 (г)2NO2(г)

Ответ мотивируйте, вычислив DGо298 прямой реакции. Ответ: -69,70 кДж.

108. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ, вычислите DGо298 реакции, протекающей по уравнению:

NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(к)

Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно? Ответ: -92,08 кДж.

109. При какой температуре наступит равновесие системы:

СО(г) + 2Н2(г)  СН3ОН(ж); DH = -128,05 кДж?

Ответ: »385,5 К.

110. При какой температуре наступит равновесие системы:

СН4(г) + СО2(г) = 2СО(г) + 2Н2(г); DН = +247,37 кДж?

Ответ: »961,9 К.

111. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите DGо298 реакции, протекающей по уравнению:

4NН3(г) + 5О2(г) = 4NО(г) + 6Н2О(г)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: -957,77 кДж.

112. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите DGо298 реакции, протекающей по уравнению:

СО2(г) + 4Н2(г) = СН4(г) + 2Н2О(ж)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: -130,89 кДж.

113. Вычислите DНo, DSo и DGoT реакции, протекающей по уравнению:

Fe2O3(к) + ЗН2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О(г)

Возможна ли реакция восстановления Fе2О3 водородом при температурах 500 и 2000 К? Ответ: +96,61 кДж; 138,83 Дж/К; 27,2 кДж; -181,05 кДж.

  1. Какие из карбонатов: ВеСО3 или BaCO3 – можно получить по реакции взаимодействия соответствующих оксидов с СО2? Какая реакция идет наиболее энергично? Вывод сделайте, вычислив DGо298 реакций. Ответ: +31,24 кДж; -130,17 кДж;
    -216,02 кДж.
  2. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите DGо298 реакции, протекающей по уравнению:

СО(г) + 3Н2(г) = СН4(г) + Н2О(г)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: -142,16 кДж.

116. Вычислите DНo, DSo и DGoT  реакции, протекающей по уравнению:

ТiO2(к) + 2С(к) = Ti(к) + 2СO(г)

Возможна ли реакция восстановления TiO2 углеродом при температурах 1000 и 3000 К? Ответ: +722,86 кДж; 364,84 Дж/К; +358,02 кДж; -371,66 кДж.

117. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих «веществ вычислите DGо298 реакции, протекающей по уравнению:

С2Н4(г) + 3О2(г) = 2СО2(г) + 2Н2О(ж)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: -1331,21 кДж,

118. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fе3О4, протекающая по уравнению:

Fe3O4(к) + СО(г) = 3FeO(к) + СО2(г); DН = +34,55 кДж.

Ответ: 1102,4 К.

119. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению:

РС15(г) = РС13(г) + Сl2(г); DН = + 92,59 кДж.

Ответ: 509 К.

120. Вычислите изменение энтропии для реакций, протекающих по уравнениям:

2СН4(г) = С2Н2(г) + 3Н2(г)

N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)

С (графит) + О2(г) = СО2(г)

Почему в этих реакциях DSо298 > 0; <0; @ 0?

Ответ: 220,21 Дж/К; -198,26 Дж/К; 2,93 Дж/К.

Контрольные вопросы

121. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям: а) S(к) + O2 = SO2(к); б) 2SO2(г) + O2 = 2SO3(г)

Как изменятся скорости этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?

  1. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы N2 + 3Н22NH3. Как изменится скорость прямой реакции – образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в три раза?
  2. Реакция идет по уравнению N2 + О2 =2NO. Концентрации исходных веществ до начала реакции были: [N2] = 0,049 моль/л; [О2] = 0,01 моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ в момент, когда [NO] = 0,005 моль/л. Ответ: [N2] = 0,0465 моль/л; [О2] = 0,0075 моль/л.

124. Реакция идет по уравнению N2 + 3H2 =2NH3. Концентрации участвующих в ней веществ были: [N2] = 0,80 моль/л; [H2] = 1,5 моль/л; [NN3] = 0,10 моль/л. Вычислите концентрацию водорода и аммиака, когда [N2] = 0,5 моль/л. Ответ: [NН3]= 0,70 моль/л; [Н2] = 0,60 моль/л.

125. Реакция идет по уравнению Н2 + 12 = 2Н1. Константа скорости этой реакции при некоторой температуре равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ: [Н2] = 0,04 моль/л; [l2] = 0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда [Н2] = 0,03 моль/л. Ответ: 3,2 • 10-4; 1,92 • 10-4.

126. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80oС. Температурный коэффициент скорости реакций 3.

  1. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60°С, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?
  2. В гомогенной системе СО + Cl2COCl2 равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО] = 0,2 моль/л; [Cl2] = 0,3 моль/л; [СОСl2] = 1,2 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации хлора и СО. Ответ: К = 20; [Сl2]исх = 1,5 моль/л; [СО]исх = 1,4 моль/л.
  1. В гомогенной системе А + 2ВС равновесные концентрации реагирующих газов: [А] = 0,06 моль/л; [B] = 0,12 моль/л; [С] = 0,216 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации веществ А и В. Ответ:
    К
    =2,5; [A]исх = 0,276 моль/л; [В]исх = 0,552 моль/л.
  2. В гомогенной газовой системе А + ВС + D равновесие установилось при концентрациях: [В] = 0,05 моль/л и [С] = 0,02 моль/л. Константа равновесия системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В, Ответ: [А]исх = 0,22 моль/л; [B]исх = 0,07 моль/л.
  3. Константа скорости реакции разложения N2O, протекающей по уравнению 2N2O = 2N2 + O2, равна 5 • 10-4. Начальная концентрация N2O = 6,0 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда разложится 50% N2O. Ответ:
    1,8 • 10-2; 4,5 • 10-3.
  4. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы С2О + С2СО. Как изменится скорость прямой реакции – образования СО, если концентрацию СО2 уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?
  5. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы
    С + H2О(г)CO + Н2. Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции – образования водяных паров?
  6. Равновесие гомогенной системы

4HCl(г) + O22O(г) + 2С12(г)

установилось, при следующих концентрациях ревизующих веществ: [Н2О]р = 0,14 моль/л; [Cl2]p = 0,14 моль/л; [НС1]р = 0,20 моль/л; [О2]р = 0,32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода. Ответ: [НС1]исх = 0,48 моль/л; [О2]исх =0,39 моль/л.

135. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы

СО(г) + Н2О(г)СО2(г) + Н2(г)

если равновесные концентрации реагирующих веществ: [СO]р = 0,004 моль/л; [Н2О]р = 0,064 моль/л; [СО2]р = 0,016 моль/л; [Н2]р = 0,016 моль/л. Чему равны исходные концентрации воды и СО? Ответ: К = 1; [Н2О]исх = 0,08 моль/л; [С0]исх = 0,02 моль/л.

  1. Константа равновесия гомогенной системы СО(г) + H2O(г) СО2 + Н2(г) при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: [СО]исх =0,10 моль/л; [H2O]исх = 0,40 моль/л. Ответ: [СО2]р = [H2]p = 0,08 моль/л; [СО]р = 0,02 мочь/л; [Н2О]р = 0,32 моль/л.
  2. Константа равновесия гомогенной системы N2 + 3Н2 2NН3 при некоторой температуре равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и исходную концентрацию азота. Ответ: [N2]р = 8 моль/л; [N2]исх =8,04 моль/л.
  3. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы 2NO + О22NO2 установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [NO]p = 0,2 моль/л; [O2]p = 0,1 моль/л; [NO2]p = 0,1 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходную концентрацию NO и О2. Ответ: К = 2,5; [NO]исх =0,3 моль/л; [О2]исх = 0,15 моль/л.
  4. Почему при изменении давления смещается равновесие системы N2 + 3Н22NН3 и не смещается равновесие системы N2 + О22NО? Ответ мотивируйте на основании расчета скорости прямой и обратной реакции в этих системах до и после изменения давления. Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

140. Исходные концентрации [NО]исх и [Cl2]исх в гомогенной системе 2NO + Cl22NOCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% NO. Ответ: 0,416.

Контрольные вопросы

141. Вычислите молярную и эквивалентную концентрации 20%-ного раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/см3. Ответ: 2,1 М; 4,2 н.

  1. Чему равна нормальность 30%-ного раствора NaOH плотностью 1,328 г/см3? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: 9,96 н.; 6,3%.
  2. К 3 л 10%-ного раствора НNО3 плотностью 1,054 г/см прибавили 5 л
    2%-ного раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/см3. Вычислите процентную и молярную концентрацию полученного раствора, объем которого равен 8 л. Ответ: 5,0%; 0,82 М.

144. Вычислите эквивалентную и меняльную концентрации 20,8%-ного раствора НNО3 плотностью 1,12 г/см3. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? Ответ: 3,70 н.; 4,17 м; 931,8 г.

  1. Вычислите молярную, эквивалентную и моляльную концентрации
    16%-ного раствора хлорида алюминия плотностью 1,149 г/см3. Ответ: 1,38 М; 4,14 н.; 1,43 м.
  2. Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см3 0,3 н. раствора H2SO4 прибавить 125 см3 0,2 н. раствора КОН? Ответ: 0,14 г КОН.
  3. Для осаждения в виде АgСl всего серебра, содержащегося в 100 см3 раствора АgNО3, потребовалось 50 см3 0,2 н. раствора HCl. Какова нормальность раствора АgNО3? Какая масса AgCl выпала в осадок? Ответ: 0,1 н.; 1,433 г.
  4. Какой объем 20,01%-ного раствора HCl (пл. 1,100 г/см3) требуется для приготовления 1 л 10,17%-ного раствора (пл. 1,050 г/см3)? Ответ: 485,38 см3.

149. Смешали 10 см3 10%-ного раствора HNO3 (пл. 1,056 г/см3) и 100 см3 30%-ного раствора HNO3 (пл. 1,184 г/см3). Вычислите процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: 28,38%.

150. Какой объем 50%-ного раствора КОН (пл. 1,538 г/см3) требуется для приготовления 3 л 6%-ного раствора (пл. 1,048 г/см3)? Ответ: 245,5 см3.

151. Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрий (пл. 1,105 г/см3) требуется для приготовления 5 л 2%-ного раствора (пл. 1,02 г/см3)? Ответ: 923,1 см3.

152. На нейтрализацию 31 см3 0,16 н. раствора щелочи требуется 217 см3 раствора H24. Чему равны нормальность и титр раствора H24? Ответ: 0,023 н.; 1.127х10-3 г/см3.

153. Какой объем 0,3 н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см3? Ответ: 26,6 см3.

154. На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 см3 раствора кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты. Ответ: 0,53 н.

155.        Какая масса HNO3 содержалась в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 см3 0,4 н. раствора NaOH? Каков титр раствора NaOH? Ответ: 0,882 г, 0,016 г/см3.

156. Какую массу NаNО3 нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор? Ответ: 100 г.

157. Смешали 300 г 20%-ного раствора и 500 г 40%-ного раствора NaCl. Чему равна процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 32,5%.

158. Смешали 247 г 62%-ного и 145 г 18%-ного раствора серной кислоты. Какова процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 45,72%.

159. Из 700 г 60%-ной серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна процентная концентрация оставшегося раствора? Ответ: 84%.

160. Из 10 кг 20%-ного раствора при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна процентная концентрация охлажденного раствора? Ответ: 16,7%.

Контрольные вопросы

  1. Раствор, содержащий 0,512 г неэлектролита в 100 г бензола, кристаллизуется при 5,296°С. Температура кристаллизации бензола 5,5°С. Криоскопическая константа 5,1°. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Ответ: 128 г/моль.
  2. Вычислите процентную концентрацию водного раствора сахара С12Н22О11, зная, что температура кристаллизации раствора -0,93°С. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 14,6%.

163. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины (NH2)2CO, содержащего 5 г мочевины в 150 г воды. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: -1,03° С.

164. Раствор, содержащий 3,04 г камфоры C10H16O в 100 г бензола, кипит при 80,714°С. Температура кипения бензола 80,2°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола. Ответ: 2,57°.

165. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глицерина C3H5(ОН)3, зная, что этот раствор кипит при 100,39°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52°. Ответ: 6,45%.

166. Вычислите мольную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при -0,279°С. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 60 г/моль.

  1. Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина С10Н8 в бензоле. Температура кипения бензола 80,2°С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57°. Ответ: 81,25°С.
  2. Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при –0,465° С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 342 г/моль.
  3. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 4,25 г антрацена С14Н10 в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718°С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65°С. Ответ: 3,9°.
  4. При растворении 4,86 г серы в 60 г бензола температура кипения его повысилась на 0,81°. Сколько атомов содержит молекула серы в этом растворе. Эбуллиоскопическая константа бензола 2,57°. Ответ: 8.
  1. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна –0,558°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 442 г/моль.
  2. Какую массу анилина C6H5NH2 следует растворить в 50 г этилового эфира, чтобы температура кипения раствора была выше температуры кипения этилового эфира на 0,53°. Эбуллиоскопическая константа этилового эфира 2,12°. Ответ: 1,16 г.
  3. Вычислите температуру кристаллизации 2%-ного раствора этилового спирта C2H5OH. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: –0,82°С.
  4. Сколько граммов мочевины (NN2)2СО следует растворить в 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465°? Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 1,12 г.
  5. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы C6H12O6, зная, что этот раствор кипит при 100,26°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52°. Ответ: 8,25%.
  6. Сколько граммов фенола C6H5OH следует растворить в 125 г бензола; чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1,7°? Криоскопическая константа бензола 5,1°. Ответ: 3,91 г.

177. Сколько граммов мочевины (NН2)2СО следует растворить в 250 г воды, чтобы температура кипения повысилась на 0,26°? Эбуллиоскопическая константа воды 0,52°. Ответ: 7,5 г.

  1. При растворении 2,3 г некоторого неэлектролита в 125 г воды температура кристаллизации понижается на 0,372°. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 92 г/моль.
  2. Вычислите температуру кипения 15%-ного водного раствора пропилового спирта С3Н7ОН. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52°.Ответ: 101,52°С.
  3. Вычислите процентную концентрацию водного раствора метанола СН3ОН, температура кристаллизации которого –2,79°С. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 4,58%.

Контрольные вопросы

201. Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения совместного гидролиза, происходящего при смешивании растворов K2S и СrСl3. Каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты.

202. К раствору FeCl3 добавили следующие вещества: a) HCl; б) КОН; в) ZnCl2; г) Na2СОз. В каких случаях гидролиз хлорида железа (III) усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

203. Какие из солей Al2(SO4)3, K2S, Pb(NO3)2, КСl подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7<) имеют растворы этих солей?

204. При смешивании растворов FeCl3 и Na2СО3 каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты.

Выразите этот совместный гидролиз ионно-молекулярным и молекулярным уравнениями.

205. К раствору Nа2СО3 добавили следующие вещества: a) HCl; б) NaOH; в) (NО3)2; г) K2S. В каких случаях гидролиз карбоната натрия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

206. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы солей Na2S, А1Сl3, NiSO4? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

207. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей Pb(NO3)2, Na2CO3, Fe2(SO4)3. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?

  1. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей НСООК, ZnSО4, А1(NO3)3. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
  2. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы солей Na3PO4, K2S, CuSO4? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
  3. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей CuCl2, Сs2СО3, Сr(NО3)3. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
  1. Какие из солей RbCl, Сr2(SО4)3, Ni(NО3)2, Na2SO3 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН ( > 7<) имеют растворы этих солей?
  2. К раствору Al2(SO4)3 добавили следующие вещества: а) Н24; б) КОН, в) Na2SO3; г) ZnSO4. В каких случаях гидролиз сульфата алюминия усилится? Почему?
  3. Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.
  4. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: Na2СО3 или Na2SO3; FеС13 или FeCl2? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
  5. При смешивании растворов A12(SO4)3 и Na2CO3 каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнение происходящего совместного гидролиза.
  6. Какие из солей NaBr, Na2S, K2CO3, CoCl2 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
  7. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: NaCN или NaClO; MgCl2 или ZnCl2? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
  8. Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза соли, раствор которой имеет: а) щелочную реакцию; б) кислую реакцию.
  1. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы следующих солей: К3РО4, Pb(NO3)2, Na2S? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.
  2. Какие из солей К2СО3, FeCl3, K2SO4, ZnCl2 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?
  3. При смешивании растворов Al2(SO4)3 и Na2S каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Выразите этот совместный гидролиз ионно-молекулярным и молекулярным уравнениями.

 

Контрольные вопросы

221. Исходя из степени окисления хлора в соединениях HCl, НС1О3, НСlO4, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

KBr + KBrO3 + H2SO4 ® Br2 + K2SO4 + Н2О

222. Реакции выражаются схемами:

Р + НlO3+ Н2О ® Н3РО4 + Hl

H2S + Cl2 + Н2О ® H2SO4 + HCl

Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое – восстановителем; какое вещество окисляется, какое – восстанавливается.

223. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс – окисление или восстановление – происходит при следующих превращениях:

As3– ® As5+;  N3+ ® N3–;  S2– ® S0

На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

Na2SO3 + КМnО4 + Н2О ® Na2SO4 + МnО2 + КОН

224. Исходя из степени окисления фосфора в соединениях РН3, Н3РО4, H3PO3, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

PbS + HNO3 ® S + Pb(NO3)2 + NO + H2O

225. См. условие задачи 222.

P + HNO3 + H2O ® H3PO4 + NO

KMnO4 + Na2SO3 + KOH ® K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

226. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс – окисление или восстановление – происходит при следующих превращениях:

Mn6+ ® Mn2+;  Cl5+ ® Cl;  N3– ® N5+

На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

Сu2О + HNO3 ® Cu(NO3)2 + NO + H2O

227. См. условие задачи 222.

HNO3 + Ca ® NH4NO3 + Ca(NO3)2 + Н2О

K2S + KMnO4 + H2SO4 ® S + K2SO4 + MnSO4 + H2O

228. Исходя из степени окисления хрома, йода и серы в соединениях K2Cr2O7, KI и H2SO3, определите; какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

NaCrO2 + РbО2 + NaOH ® Na2CrO4 + Na2PbO2 + H2O

229. См. условие задачи 222.

H2S + Cl2 + H2O ® H2SO4 + HCl

K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 ® S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

230. См. условие задачи 222.

KClO3 + Na2SO3 ® КСl + Na2SO4

KMnO4 + HBr ® Br2 + KBr +MnBr2 + H2O

231. См. условие задачи 222.

Р + НСlO3 + Н2О ® Н3РО4 + НСl

H3AsO3 + КМnО4 + H2SO4 ® H3AsO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

232. См. условие задачи 222.

NaCrO3 + Вr2 + NaOH ® Na2CrO4 + NaBr + Н2О

FeS + HNO3 ® Fe(NO3)2 + S + NO + H2O

233. См. условие задачи 222.

HNO3 + Zn ® N2O + Zn(NO3)2 + H2O

FeSO4 + KClO3 + H2SO4 ® Fe2(SO4)3 + KCl + H2O

234. См. условие задачи 222.

K2Cr2O7 + HCl ® Cl2+ CrCl3 + KCl + H2O

Au + HNO3 + HCl ® AuCl3 + NO + H2O

235. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: a) NH3 и КМnО4; б) HNO2 и Hl; в) НСl и H2Se? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

КМnО4 + КNО2 + H2SO4 ® MnSO4 + KNO3+ K2SO4 + H2O

236. См. условие задачи 222.

HCl + СrО3 ® Сl2 + CrCl3 + Н2О

Cd + КМnО4 + H2SO4 ® CdSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

237. См. условие задачи 222.

Сr2О3 + КСlO3 + КОН ® К2СrО4 + КСl + Н2О

MnSO4 + РbО2 + HNO3 ® НМnО4 + Pb(NO3)2 + PbSO4 + Н2О

238. См. условие задачи 222.

H2SO3 + НСlO3 ® H2SO4 + HCl

FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 ® Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Н2О

239. См. условие задачи 222.

l2 + Cl2 + Н2О ® НlO3 + HCl

K2Cr2O7 + H3PO3 + H2SO4 ® Cr2(SO4)3 + H3PO4 + K2SO4 + H2O

240. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) РН3 и НВr; б) К2Сr2О7 и Н3РО3; в) HNO3 и H2S? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме:

AsH3 + HNO3 ® H3AsO4 + NO2 + H2O

Контрольные вопросы

  1. В два сосуда с голубым раствором медного купороса поместили в первый цинковую пластинку, а во второй серебряную. В каком сосуде цвет раствора постепенно пропадает? Почему? Составьте электронные и молекулярное уравнения соответствующей реакции.
  2. Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса цинковой пластинки при взаимодействии ее с растворами: a) CuSО4; б) MgSO4; в) Рb(NО3)2? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
  3. При какой концентрации ионов Zn2+ (в моль/л) потенциал цинкового электрода будет на 0,015 В меньше его стандартного электродного потенциала? Ответ: 0,30 моль/л.
  4. Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса кадмиевой пластинки при взаимодействии ее с растворами: а) АgNO3; б) ZnSO4; в) NiSO4? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

245. Марганцевый электрод в растворе его соли имеет потенциал –1,23 В. Вычислите концентрацию ионов Mn2+ (в моль/л). Ответ: 1,89 • 10–2 моль/л.

  1. Потенциал серебряного электрода в растворе АgNО3 составил 95% от значения его стандартного электродного потенциала. Чему равна концентрация ионов Аg+ (в моль/л) ? Ответ: 0,20 моль/л.
  2. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС медно-кадмиевого гальванического элемента, в котором [Cd2+] = 0,8 моль/л, a [Сu2+] = 0,01 моль/л. Ответ: 0,68 В.
  3. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь была бы катодом, а в другом – анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.
  4. При какой концентрации ионов Сu2+ (моль/л) значение потенциала медного электрода становится равным стандартному потенциалу водородного электрода? Ответ: 1,89 • 10 –12 моль/л.
  1. Какой гальванический элемент называется концентрационным? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из серебряных электродов, опущенных: первый в 0,01 н., а второй в 0,1 н. растворы AgNO3. Ответ: 0,059 В.
  2. При каком условии будет работать гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один никелевый электрод находится в 0,001 М растворе, а другой такой же электрод – в 0,01 М растворе сульфата никеля. Ответ: 0,0295 В.
  3. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовой и магниевой пластин, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Pb2+] = [Mg2+] = 0,01 моль/л. Изменится ли ЭДС этого элемента, если концентрацию каждого, из ионов увеличить в одинаковое число раз? Ответ: 2,244 В.
  4. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых никель является катодом, а в другом – анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.
  5. Железная и серебряная пластины соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты. Составьте схему данного гальванического элемента и напишите электронные уравнения процессов, происходящих на аноде и на катоде.
  6. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из пластин кадмия и магния, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Mg2+] = [Cd2+] = 1 моль/л. Изменится ли значение ЭДС, если концентрацию каждого из ионов понизить до 0,01 моль/л? Ответ: 1,967 В.
  7. Составьте схему гальванического элемента, состоящего из пластин цинка и железа, погруженных в растворы их солей. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде. Какой концентрации надо было бы взять ионы железа (моль/л), чтобы ЭДС элемента стала равной нулю, если [Zn2+] = 0,001 моль/л? Ответ: 7,3 • 10–15 моль/л.
  8. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению:

Ni + Pb(NO3)2 = Ni(NO3)2 + Pb

Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если [Ni2+] =0,01 моль/л, [Pb2+] = 0,0001 моль/л. Ответ: 0,064 В.

  1. Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке свинцового аккумулятора?
  2. Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке кадмий-никелевого аккумулятора?

260. Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке железо-никелевого аккумулятора?

Контрольные вопросы

261. Электролиз раствора K2SO4 проводили при силе тока 5 А в течение 3 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде? Ответ: 5,03 г; 6,266 л; 3,133 л.

  1. При электролизе соли некоторого металла в течение 1,5 ч при силе тока 1,8 А на катоде выделилось 1,75 г этого металла. Вычислите эквивалентную массу металла. Ответ: 17,37 г/моль.
  2. При электролизе раствора CuSO4 на аноде выделилось 168 см газа (н.у.). Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, и вычислите, какая масса меди выделилась на катоде. Ответ: 0,953 г.

2S4. Электролиз раствора Na2SO4 проводили в течение 5 ч при силе тока 7 А. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде? Ответ: 11,75 г; 14,62 л; 7,31 л.

265. Электролиз раствора нитрата серебра проводили при силе тока 2 А в течение 4 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса серебра выделилась на катоде и каков объем газа (н.у.), выделившегося на аноде? Ответ: 32,20 г; 1,67 л.

  1. Электролиз раствора сульфата некоторого металла проводили при силе тока 6 А в течение 45 мин, в результате чeгo на катоде выделилось 5,49 г металла. Вычислите эквивалентную массу металла. Ответ: 32,7 г/моль.
  2. Насколько уменьшится масса серебряного анода, если электролиз раствора АgNО3 проводить при силе тока 2 А в течение 38 мин 20 с? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах. Ответ: 4,47 г.

268. Электролиз раствора сульфата цинка проводили в течение 5 ч, в результате чего выделилось 6 л кислорода (н.у.). Составьте уравнения электродных процессов и вычислите силу тока. Ответ: 5,74 А.

  1. Электролиз раствора CuSO4 проводили с медным анодом в течение 4 ч при силе тока 50 А. При этом выделилось 224 г меди. Вычислите выход пр. току (отношение массы выделившегося вещества к теоретически возможной). Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах в случае медного и угольного анода, Ответ: 94,48%.
  2. Электролиз раствора NaI проводили при силе тока 6 А в течение 2,5 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах, и вычислите массу вещества, выделившегося на катоде и аноде? Ответ: 0,56 г; 71,0 г.
  3. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора AgNO3. Если электролиз проводить с серебряным анодом, то его масса уменьшается на 5,4 г. Определите расход электричества при этом. Ответ: 4830 Кл.
  4. Электролиз раствора CuSO4 проводили в течение 15 мин при силе тока 2,5 А. Выделилось 0,72 г меди. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах в случае медного и угольного анода. Вычислите выход по току (отношение массы выделившегося вещества к теоретически возможной). Ответ: 97,3%.
  5. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе расплавов и водных растворов NaCl и КОН. Сколько литров (н.у.) газа выделится на аноде при электролизе гидроксида калия, если электролиз проводить в течение 30 мин при силе тока 0,5 А? Ответ: 0,052 л.
  6. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе раствора КВr. Какая масса вещества выделяется на катоде и аноде, если электролиз проводить в течение 1 ч 35 мин при силе тока 15 А? Ответ: 0,886 г; 70,79 г.

275. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора CuCl2. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.). Ответ: 1,588 г.

276. При электролизе соли трехвалентного металла при силе тока 1,5 А в течение 30 мин на катоде выделилось 1,071 г металла. Вычислите атомную массу металла. Ответ: 114,82.

  1. При электролизе растворов МgSО4 и ZnCl2, соединенных последовательно с источником тока, на одном из катодов выделилось 0,25 г водорода. Какая масса вещества выделится на другом катоде; на анодах? Ответ: 8,17 г; 2,0 г; 8,86 г.
  2. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора Na2SO4. Вычислите массу вещества, выделяющегося на катоде, если на аноде выделяется 1,12 л газа (н.у.). Какая масса H2SO4 образуется при этом возле анода? Ответ: 0,2 г; 9,8 г.
  3. При электролизе раствора соли кадмия израсходовано 3434 Кл электричества. Выделилось 2 г кадмия. Чему равна эквивалентная масса кадмия? Ответ: 56,26 г/моль.
  4. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе раствора КОН. Чему равна сила тока, если в течение 1 ч 15 мин 20 с на аноде выделилось 6,4 г газа? Сколько литров газа (н.у.) выделилось при этом на катоде? Ответ: 17,08 А; 8,96 л.

Контрольные вопросы

281. Как происходит атмосферная коррозия луженого и оцинкованного железа при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

282. Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнение протекающей химической реакции.

  1. Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
  2. Если пластинку из чистого цинка опустить в разбавленную кислоту, то начинающееся выделение водорода вскоре почти, прекращается. Однако при прикосновении к цинку медной палочкой на последней начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнение протекающей химической реакции.
  3. В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
  4. Железное изделие покрыли никелем. Какое это покрытие – анодное или катодное?  Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
  5. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов с кислородной и водородной деполяризацией при коррозии пары магний – никель. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
  6. В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов.
  7. Почему химически чистое железо более стойко против коррозии, чем техническое железо? Составьте электронные уравнении анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии технического железа во влажном воздухе и в кислой среде.
  8. Какое покрытие металла называется анодным и какое – катодным? Назовите несколько металлов, которые могут служить для анодного и катодного покрытия железа. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии железа, покрытого медью, во влажном воздухе и в кислой среде.
  9. Железное изделие покрыли кадмием. Какое это покрытие – анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнений анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной)  кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
  10. Железное изделие покрыли свинцом. Какое это покрытие – анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
  1. Две железные пластинки, частично покрытые одна оловом, другая медью, находятся во влажном воздухе. На какой из этих пластинок быстрее образуется ржавчина? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этих пластинок. Каков состав продуктов коррозии железа?
  2. Какой металл целесообразней выбрать для протекторной защиты от коррозии свинцовой оболочки кабеля: цинк, магний или хром? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии. Какой состав продуктов коррозии?
  3. Если опустить в разбавленную серную кислоту пластинку из чистого железа, то выделение на ней водорода идет медленно и со временем почти прекращается. Однако если цинковой палочной прикоснуться к железной пластинке, то на последней начинается бурное выделение водорода. Почему? Какой металл при этом растворяется? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
  4. Цинковую и железную пластинки опустили в раствор сульфата меди. Составьте электронные и ионно-молекулярные уравнения реакций, происходящих на каждой из этих пластинок. Какие процессы будут проходить на пластинках, если наружные концы их соединить проводником?
  5. Как влияет рН среды на скорость коррозии железа и цинка? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии этих металлов.
  1. В раствор электролита, содержащего растворенный кислород, опустили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка проходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
  2. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов с кислородной и водородной деполяризацией при коррозии пары алюминий – железо. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
  3. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, если покрытие нарушено? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?
  1. чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя в соединениях [Сu(NН3)4]SO4, К2[РtСl6], K[Ag(CN)2]. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.
  2. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений платины: PtCl4 • 6NН3, РtСl4 • 4NH3, PtCl4 • 2NH3. Координационное число платины (IV) равно шести. Напишите уравнение диссоциации этих соединений в водных растворах. Какое из соединений является комплексным неэлектролитом?
  3. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений кобальта: СоС13 • 6NH3, CoCl3 • 5NH3, СоС13 • 4NH3. Координационное число кобальта (III) равно шести. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.
  4. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число сурьмы в соединениях  Rb[SbBr6], K[SbCl6], Na[Sb(SO4)2]. Как диссоциируют эти соединения в водных растворах?
  5. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений серебра: AgCl • 2NH3, AgCN • KCN, AgNO2 • NaNO2. Координационное число серебра равно двум. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.

306. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя в соединениях К4[Fе(СN)6], K4[TiCl8], К2[НgI4]. Как диссоциируют эти соединения э водных растворах?

307. Из сочетания частиц Со3+, NH3, NO2 и К+ можно составить семь координационных формул комплексных соединений кобальта, одна из которых [Со(NН3)6](NO2)3. Составьте формулы других шести соединений и напишите уравнения их диссоциации в водных растворах.

308. Определите, чему равен заряд следующих комплексных ионов: [Cr(H2O)4Cl2], [HgBr4], [Fe(CN)6], если комплексообразователями являются Сr3+, Hg2+, Fe3+. Напишите формулы соединений, содержащих эти комплексные ионы,

309. Определите, чему равен заряд комплексных ионов [Cr(NH3)5NO3]; [Pd(NH3)Cl3], [Ni(CN)4], если комплексообразователями являются Сr3+, Pd2+, Ni2+. Напишите формулы комплексных соединений, содержащих эти ионы.

310. Из сочетания частиц Сr3+, Н2О, Сl и К+ можно составить семь координационных формул комплексных соединений хрома, одна из которых [Сr(Н2О)6]Сl3. Составьте формулы других шести соединений и напишите уравнения их диссоциации в водных растворах.

311. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений кобальта: 3NaNO2 • Co(NO2)3, CoCl3 • 3NН3 • 2Н2О, 2KNO2 • NH3 • Co(NO2)3. Координационное число кобальта (III) равно шести. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.

  1. 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?
  2. Константы нестойкости комплексных ионов [Co(CN)4]2–, [Hg(CN)4]2–, [Cd(CN)4]2– соответственно равны 8 • 10–20, 4 • 10–41, 1,4 • 10–17. В каком растворе, содержащем эти ионы, при равной молярной концентрации ионов CN больше? Напишите выражения для констант нестойкости указанных комплексных ионов.
  1. Напишите выражения для констант нестойкости следующих комплексных ионов: [Ag(CN)2], [Ag(NH3)2] +, [Ag(SON)2]. Зная, что они соответственно равны 1,0 • 10–21, 6,8 • 10–8, 2,0 • 10–11, укажите, в каком растворе, содержащем эти ионы, при равной молярной концентрации больше ионов Аg+.
  2. При прибавлении раствора KCN к раствору [Zn(NH)3]4SO4 образуется растворимое комплексное соединение К2[Zn(CN)4]. Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакции. Константа нестойкости какого иона, [Zn(NH3)4]2+ или [Zn(CN)4]2– больше? Почему?
  3. Напишите уравнения диссоциации солей К3[Fe(CN)6] и NH4Fe(SO4)2 в водном растворе. К каждой из них прилили раствор щелочи. В каком случае выпадает осадок гидроксида железа (III)? Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения реакции. Какие комплексные соединения называются двойными солями?
  4. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений платины (II), координационное число которой равно четырем: PtCl2 • 3NH3, PtCl2 • NH3 • KCl, PtCl2 • 2NH3. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах. Какое из соединений является комплексным неэлектролитом?
  5. Хлорид серебра растворяется в растворах аммиака и тиосульфата натрия. Дайте этому объяснение и напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций,
  6. Какие комплексные соединения называются двойными солями? Напишите уравнения диссоциации солей K4[Fe(CN)6] и (NH4)2Fe(SO4)2 в водном растворе. В каком случае выпадает осадок гидроксида железа (II), если к каждой из них прилить раствор щелочи? Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнение реакции.
  7. Константы нестойкости комплексных ионов [Co(NH3)6]3+, [Fe(CN)6]4–, [Fe(CN)6]3– соответственно равны 6,2 • 10–36, 1,0 • 10–37, 1,0 • 10–44. Какой из этих ионов является более прочным? Напишите выражения для констант нестойкости указанных комплексных ионов и формулы соединений, содержащих эти ионы.

s-Элементы (…ns1 – 2)

Контрольные вопросы

  1. Какую степень окисления может проявлять водород в своих соединениях? Приведите примеры реакций, в которых газообразный водород играет роль окислителя и в которых – восстановителя.
  2. Напишите уравнения реакций натрия с водородом, кислородом, азотом и серой. Какую степень окисления приобретают атомы окислителя в каждой из этих реакций?

323. Напишите уравнения реакций с водой следующих соединений натрия: Na2O2, Na2S, NaH, Na3N.

  1. Как получают металлический натрий? Составьте электронные уравнения процессов, проходящих на электродах при электролизе расплава NaOH.
  2. Какие свойства может проявлять пероксид водорода в окислительно-восстановительных реакциях? Почему? На основании электронных уравнений напишите уравнения реакций Н2О2: а) с Аg2О; б) с KI.
  3. Почему пероксид водорода способен диспропорционировать (самоокисляться – самовосстанавливаться)? Составьте электронные и молекулярные уравнения процесса разложения Н2О2.
  4. Как можно получить гидрид и нитрид кальция? Напишите уравнения реакций этих соединений с водой. К окислительно-восстановительным реакциям составьте электронные уравнения.
  5. Назовите три изотопа водорода. Укажите состав их ядер. Что такое тяжелая вода? Как она получается и каковы ее свойства?
  6. Гидроксид какого из s-элементов проявляет амфотерные свойства? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций этого гидроксида: а) с кислотой, б) со щелочью.
  7. При пропускании диоксида углерода через известковую воду [раствор Ca(OH)2] образуется осадок, который при дальнейшем пропускании СО2 растворяется. Дайте объяснение этому явлению. Составьте уравнения реакций.
  8. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) бериллия с раствором щелочи; б) магния с концентрированной серной кислотой, учитывает, что окислитель приобретает низшую степень окисления.
  9. При сплавлении оксид бериллия взаимодействует с диоксидом кремния и с оксидом натрия. Напишите уравнения соответствующих реакций. О каких свойствах ВеО говорит эти реакции?
  10. Какие соединения магния и кальция применяются в качестве вяжущих строительных материалов? Чем обусловлены их вяжущие свойства?
  11. Как можно получить карбид кальция? Что образуется при его взаимодействии с водой? Напишите уравнения соответствующих реакций.
  12. Как можно получить гидроксиды щелочных металлов? Почему едкие щелочи необходимо хранить в хорошо закрытой посуде? Составьте уравнения реакций, происходящих при насыщении гидроксида натрия а) хлором; б) оксидом серы SO3; в) сероводородом.
  13. Чем можно объяснить большую восстановительную способность щелочных металлов. При сплавлении гидроксида натрия с металлическим натрием последние восстанавливает водород щелочи в гидрид-ион. Составьте электронные и молекулярные уравнения этой реакции.
  1. Какое свойство кальция позволяет применять его в металлотермии для получения некоторых металлов из их соединений? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций кальция: a) c V2O5; б) с CaSO4. В каждой из этих реакций окислитель восстанавливается максимально, приобретая низшую степень окисления.
  2. Какие соединения называют негашеной и гашеной известью? Составьте уравнения реакций их получения. Какое соединение образуется при прокаливании негашеной извести с углем? Что является окислителем и восстановителем в последней реакции? Составьте электронные и молекулярные уравнения.
  3. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) кальция с водой; б) магния с азотной кислотой, учитывая, что окислитель приобретает низшую степень окисления.
  4. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

Са ® СаН2 ® Са(ОН)2 ® СаСО3 ® Са(НСО3)2

Контрольные вопросы

  1. Какую массу Na3PO4 надо прибавить к 500 л воды, чтобы устранить ее карбонатную жесткость/равную 5 мэкв? Ответ: 136,6 г.
  2. Какие соли обусловливают жесткость природной воды? Какую жесткость называют карбонатной, не карбонатной? Как можно устранить карбонатную, некарбонатную жесткость? Напишите уравнения соответствующих реакций. Чему равна жесткость воды, в 100 л которой содержится 14,632 г гидрокарбоната магния? Ответ: 2 мэкв/л.
  3. Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 200 см3 воды, требуется 15 см3 0,08 н • раствора HCl. Ответ: 6 мэкв/л.
  4. В 1 л воды содержится ионов магния 36,47 мг и ионов кальция 50,1 мг. Чему равна жесткость этой воды? Ответ: 5,5 мэкв/л.
  5. Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 400 л воды, чтобы устранить жесткость, равную 3 мэкв. Ответ: 63,6 г.
  6. Вода, содержащая только сульфат магния, имеет жесткость 7 мэкв. Какая масса сульфата магния содержится в 300 л этой воды? Ответ: 126,3 г.
  7. Вычислите жесткость воды, зная, что в 600 л ее содержится 65,7 г гидрокарбоната магния и 61,2 сульфата калия. Ответ: 3,2 мэкв/л.
  8. В 220 л воды содержится 11 г сульфата магния. Чему равна жесткость этой воды? Ответ: 0,83 мэкв/л.
  9. Жесткость воды, в которой растворен только гидрокарбонат кальция, равна 4 мэкв. Какой объем 0,1 н. раствора HCI потребуется для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 75 см3 этой воды? Ответ: 3 см3.
  10. В 1 м3 годы содержится 140 г сульфата магния. Вычислите жесткость этой воды. Ответ: 2,33 мэкв/л.
  11. Вода, содержащая только гидрокарбонат магния, имеет жесткость 3,5 мэкв. Какая масса гидрокарбоната магния содержится в 200 л этой воды? Ответ: 51,1 г.
  12. К 1 м3 жесткой воды прибавили 132,5 г карбоната натрия. Насколько понизилась жесткость? Ответ: на 2 мэкв/л.
  13. Чему равна жесткость воды, если для ее устранения к 50 л воды потребовалось прибавить 21,2 г карбоната натрия? Ответ: 8 мэкв/л.
  14. Какая масса CaSO4 содержится в 200 л воды, если жесткость, обусловливаемая этой солью, равна 8 мэкв? Ответ: 108,9 г.
  15. Вода, содержащая только гидрокарбонат кальция, имеет жесткость 9 мэкв. Какая масса гидрокарбоната кальция содержится в 500 л воды? Ответ: 364,5 г.
  16. Какие ионы надо удалить из природной воды, чтобы сделать ее мягкой? Введением каких ионов можно умягчить воду? Составьте уравнения соответствующих реакций. Какую массу Са(ОН)2 надо прибавить к 2,5 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 4,43 мэкв/л? Ответ: 0,406 г.
  17. Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 0,1 м3 воды, чтобы устранить жесткость, равную 4 мэкв? Ответ: 21,2 г.
  18. К 100 л жесткой воды прибавили 12,95 г гидроксида кальция. Насколько понизилась карбонатная жесткость? Ответ: на 3,5 мэкв/л.
  19. Чему равна карбонатная жесткость воды, если в 1 л ее содержится 0,292 г гидрокарбоната магния и 0,2025 г гидрокарбоната кальция? Ответ: 6,5 мэкв/л.
  20. Какую массу гидроксида кальция надо прибавить к 275 л воды, чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5,5 мэкв? Ответ: 56,06 г.

p-Элементы (…ns2np1 – 6)

Контрольные вопросы

361. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

Аl ® Al2(SO4)3 ® Na[Al(OH)4] ® Al(NO3)3

  1. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) алюминия с раствором щелочи; б) бора с концентрированной азотной кислотой.
  2. Какой процесс называется алюминотермией? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции, на которой основано применение термита (смесь Al и Fe3O4).
  3. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

В ® Н3ВО3 ® Na2 B4О7 ® Н3ВО3

Уравнение окислительно-восстановительной реакции составьте на основании электронных уравнений.

  1. Какая степень окисления наиболее характерна для олова и какая для свинца? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций олова и свинца с концентрированной азотной кислотой,
  2. Чем можно объяснить восстановительные свойства соединений олова (II) и окислительные свинца (IV)? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций: a) SnCl2 с HgCl2; б) РbО2 с НСl конц.
  3. Какие оксиды и гидроксиды образуют олово и свинец? Как изменяются их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства в зависимости от степени окисления элементов? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия раствора гидроксида натрия: а) с оловом; б) с гидроксидом свинца (II).

368. Какие соединения называются карбидами и силицидами? Напишите уравнения реакций: а) карбида алюминия с водой; б) силицида магния с хлороводородной (соляной) кислотой. Являются ли эти реакции окислительно-восстановительными? Почему?

  1. На основании электронных уравнений составьте уравнение реакции фосфора с азотной кислотой, учитывая, что фосфор приобретает высшую, а азот степень окисления + 4.
  2. Почему атомы большинства р-элементов способны к реакциям диспропорционирования (самоокисления – самовосстановления)? На основании электронных уравнений напишите уравнение реакции растворения серы в концентрированном растворе щелочи. Один из продуктов содержит серу в степени окисления +4.
  3. Почему сернистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций H3SO3: а) с сероводородом; б) с хлором.
  4. Как Проявляет себя сероводород в окислительно-восстановительных реакциях? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций взаимодействия раствора сероводорода: а) с хлором; б) с кислородом.
  5. Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций НNO2: а) с бромной водой; б) с HI.

374. Почему диоксид азота способен к реакциям самоокисления – самовосстановления (диспропорционирования)? На основании электронных уравнений напишите уравнение реакции растворения NO2 в гидроксиде натрия.

375. Какие свойства в окислительно-восстановительных реакциях проявляет серная кислота? Напишите уравнения реакций взаимодействия разбавленной серной кислоты с магнием и концентрированной – с медью. Укажите окислитель и восстановитель.

  1. В каком газообразном соединении азот проявляет свою низшую степень окисления? Напишите уравнения реакций получения этого соединения: а) при взаимодействии хлорида аммония с гидроксидом кальция; б) разложением нитрида магния водой.
  2. Почему фосфористая кислота способна к реакциям самоокисления – самовосстановления (диспропорционирования)? На основании электронных уравнений составьте уравнение процесса разложения Н3РО3, учитывая, что при этом фосфор приобретает низшую и высшую степени окисления.

378. В каком газообразном соединении фосфор проявляет свою низшую степень окисления? Напишите уравнения реакций: а) получения этого соединения при взаимодействии фосфида кальция с хлороводородной (соляной) кислотой; б) горения его в кислороде.

  1. Какую степень окисления проявляют мышьяк, сурьма и висмут? Какая степень окисления является более характерной для каждого из них? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) мышьяка с концентрированной азотной кислотой; б) висмута с концентрированной серной кислотой,
  2. Как изменяются окислительные свойства галогенов при переходе от фтора к йоду и восстановительные свойства их отрицательно заряженных ионов? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) Сl2 + I2 + Н2О =;
    б) КI + Вr2 =. Укажите окислитель и восстановитель.
  3. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции, происходящей при пропускании хлора через горячий раствор гидроксида калия. К какому типу окислительно-восстановительных процессов относится данная реакция?

382. Какие реакции нужно провести для осуществления следующих превращений:

NaCl ® HCl ® Сl2 ® КСlO3

Уравнения окислительно-восстановительных реакций составьте на основании электронных уравнений.

  1. К раствору, содержащему SbCl3 и ВiCl3, добавили избыток раствора гидроксида калия. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения происходящих реакций. Какое вещество находится в осадке?
  2. Чем существенно отличается действие разбавленной азотной кислоты на металлы от действия хлороводородной (соляной) и разбавленной серной кислот? Что является окислителем в первом случае, что – в двух других? Приведите примеры.
  3. Напишите формулы и назовите кислородные кислоты хлора, укажите степень окисления хлора в каждой из них. Какая из кислот более сильный окислитель? На основании электронных уравнений закончите уравнение реакции:

KI + NaOCl + H2SO4 ® I2 +…

Хлор приобретает низшую степень окисления.

  1. Какие реакции нужно провести, имея азот и воду, чтобы получить нитрат аммония? Составьте уравнения соответствующих реакций.
  2. Какую степень окисления может проявлять кремний в своих соединениях? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Mg2Si ® SiH4 ® SiO2 ® K2SiO3 ® H2SiO3,

При каком превращении происходит окислительно-восстановительная реакция?

388. Какое применение находит кремний? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

SiO2 ® Si ® K2SiO3 ® H2SiO3

Окислительно-восстановительные реакции напишите на основании электронных уравнений.

389. Как получают диоксид углерода в промышленности и в лаборатории? Напишите уравнения соответствующих реакций и реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

NaHCO3 ® СО2 ® СаСО3 ® Са(НСО3)2

390. Какие из солей угольной кислоты имеют наибольшее промышленное применение? Как получить соду, исходя из металлического натрия, хлороводородной (соляной) кислоты, мрамора и воды? Почему в растворе соды лакмус приобретает синий цвет? Ответ подтвердите составлением уравнений соответствующих реакций.

d-Элементы (… (n1) d1 – 10 ns0 – 2)

Контрольные вопросы

  1. Серебро не взаимодействует с разбавленной серной кислотой, тогда как в концентрированной оно растворяется. Чем это можно объяснить? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующей реакции.
  2. Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Cu ® Cu(NO3)2 ® Cu(OH)2 ® CuCl2 ® [Cu(NH3)4]Cl2

  1. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций цинка: а) с раствором гидроксида натрия; б) с концентрированной серной кислотой, учитывая восстановление серы до нулевой степени окисления.
  2. Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Ag ® AgNO3 ® AgCl ® [Ag(NH3)2]Cl ® AgCl

  1. При постепенном прибавлении раствора KI к раствору Hg(NO3)2 образующийся вначале осадок растворяется. Какое комплексное соединение при этом получается? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций.
  2. Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Cd ® Cd(NO3)2 ® Cd(OH)2 ® [Cd(NH3)6](OH)2 ®CdSO4

  1. При сливании растворов нитрата серебра и цианида калия выпадает осадок, который легко растворяется в избытке KCN, Какое комплексное соединение при этом получается? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций.
  2. К какому классу соединений относятся вещества, полученные при действии избытка гидроксида натрия на растворы ZnCl2, CdCl2, HgCl2? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций.
  3. При действии на титан концентрированной хлороводородной (соляной) кислоты образуется трихлорид титана, а при действии азотной – осадок метатитановой кислоты. Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
  4. При растворении титана в концентрированной серной кислоте последняя восстанавливается минимально, а титан переходит в катион с высшей степенью окисления. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.
  5. Какую степень окисления проявляют медь, серебро и золото в соединениях? Какая степень окисления наиболее характерна для каждого из них? Иодид калия восстанавливает ионы меди (II) в соединения меди со степенью окисления +1. Составьте электронные и молекулярные уравнении взаимодействия КI с сульфатом меди.
  6. Диоксиды титана и циркония при сплавлении взаимодействуют со щелочами. О каких свойствах оксидов говорят эти реакции? Напишите уравнения реакций между: а) ТiO3 и ВаО; б) ZrO2 и NaOH. В первой реакции образуется метатитанат, а во второй – ортоцирконат соответствующих металлов.
  1. На гидроксиды цинка и кадмия подействовали избытком растворов серной кислоты, гидроксида натрия и аммиака. Какие соединения цинка и кадмия образуются в каждой из этих реакций? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций?
  2. Золото растворяется в царской водке ив селеновой кислоте, приобретая при этом высшую степень окисления. Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
  3. В присутствии влаги и диоксида углерода медь окисляется и покрывается зеленым налетом. Как называется и каков состав образующегося соединения? Что произойдет, если на него подействовать хлороводородной (соляной) кислотой? Напишите уравнения соответствующих реакций. Окислительно-восстановительную реакцию составьте на основании электронных уравнений.
  4. Кусок латуни обработали азотной кислотой. Раствор разделили на две части. К одной из них прибавили избыток раствора аммиака, к другой – избыток раствора щелочи. Какие соединения цинка и меди образуются при этом? Составьте уравнения соответствующих реакций.
  5. Ванадий получают алюминотермически или кальцийтермически восстановлением оксида ванадия (V)V2O5. Последний легко растворяется в щелочах с образованием метаванадатов. Напишите уравнения соответствующих реакций. Уравнения окислительно-восстановительных реакций составьте на основании электронных равнений.
  6. Азотная кислота окисляет ванадий до метаванадиевой кислоты. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции.
  7. Какую степень окисления проявляет ванадий в соединениях? Составьте формулы оксидов ванадия, отвечающих этим степеням окисления. Как меняются кислотно-основные свойства оксидов ванадия при переходе от низшей к высшей степени окисления. Составьте уравнения реакций: a) V2O3 с H2SO4; б) V2O5 с NaOH.
  8. При внесении цинка в подкисленный серной кислотой раствор метаванадата аммония NH4VO3 желтая окраска постепенно переходит в фиолетовую за счет образования сульфата ванадия (II). Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции.
  9. Хромит калия окисляется бромом в щелочной среде. Зеленая окраска раствора, переходит в желтую. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции. Какие ионы обусловливают начальную и конечную окраску раствора?
  10. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) растворения молибдена в азотной кислоте; б) растворения вольфрама в щелочи в присутствии кислорода. Учтите, что молибден и вольфрам приобретают высшую степень окисления.
  11. При сплавлении хромита железа Fe(CrO2)2 с карбонатом натрия в присутствии кислорода хром (III) и железо (II) окисляются и приобретают соответственно степени окисления +6 и +3. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции.
  12. К подкисленному серной кислотой раствору дихромата калия прибавили порошок алюминия. Через некоторое время оранжевая окраска раствора перешла в зеленую. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.
  13. Хром получают методом алюминотермии из его оксида (III), а вольфрам – восстановлением оксида вольфрама (VI) водородом. Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
  14. Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

Na2Cr2O7 ® Na2CrO4 ® Na2Cr2O7 ® CrCl3 ® Cr(OH)3

Уравнение окислительно-восстановительной реакции напишите на основании электронных уравнений.

  1. Марганец азотной кислотой окисляется до низшей степени окисления, а рений приобретает высшую степень окисления. Какие соединения при этом получаются? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
  2. Хлор окисляет манганат калия К2МnО4. Какое соединение при этом получается? Как меняется окраска раствора в результате этой реакции? Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.
  3. Как меняется степень окисления марганца при восстановлении КМnО4 в кислой, нейтральной и щелочной средах? Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции между КМnО4 и KNO2 в нейтральной среде.
  1. На основании электронных уравнений составьте уравнение реакции получения манганата калия К2МnО4 сплавлением оксида марганца (IV) с хлоратом калия КСlO3 в присутствии гидроксида калия. Окислитель восстанавливается максимально, приобретая низшую степень окисления.
  2. Почему оксид марганца (IV) может проявлять и окислительные, и восстановительные свойства? Исходя из электронных уравнений, составьте уравнение реакций:

а) МnО2 + KI + H2SO4 = ;   б) МnО2 + КNО3 + КОН =

  1. Для получения хлора в лаборатории смешивают оксид марганца (IV) с хлоридом натрия в присутствии концентрированной серной кислоты. Составьте электронные и молекулярное уравнения этой реакции.
  2. Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Fe ® FeSO4 ® Fe(OH)2 ® Fe(OH)3 ® FeCl3

  1. Какую степень окисления проявляет железо в соединениях? Как можно обнаружить ионы Fe2+ и Fe3+ в растворе? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций.
  2. Чем отличается взаимодействие гидроксидов кобальта (III) и никеля (III) с кислотами от взаимодействия гидроксида железа (III) с кислотами? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
  1. Могут ли в растворе существовать совместно следующие вещества: а) FeCl3 и SnCl2; б) FeSO4 и NaOH; в) FeCl3 и К3[Fe(CN)6]? Для взаимодействующих веществ составьте уравнения реакций.
  2. Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления превращений:

Ni ® Ni(NO3)2 ® Ni(OH)2 ® Ni(OH)3 ® NiCl2

Уравнения окислительно-восстановительных реакций напишите на основании электронных уравнений.

  1. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) растворения платины в царской водке; б) взаимодействия осмия с фтором. Платина окисляется до степени окисления +4, а осмий – до +8.
  2. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

Fe ® FeCl2 ® Fe(CN)2 ® K4[Fe(CN)6] ® K3[Fe(CN)6]

К окислительно-восстановительным реакциям составьте электронные уравнения.

430. Феррат калия K2FeO4 образуется при сплавлении Fe2O3 с калийной селитрой KNO3 в присутствии КОН. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции.

Органические соединения. Полимеры

Контрольные вопросы

  1. Напишите структурную формулу акриловой (простейшей непредельной одноосновной карбоновой) кислоты и уравнение реакции взаимодействия этой кислоты с метиловым спиртом. Составьте схему полимеризации образовавшегося продукта.
  2. Как из карбида кальция и воды, применив реакцию Кучерова, получить уксусный альдегид, а затем винилуксусную кислоту (винилацетат). Напишите уравнения соответствующих реакций. Составьте схему полимеризации винилацетата.
  3. Какие соединения называют аминами? Составьте схему пол и конденсации адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Назовите образовавшийся полимер.
  4. Как можно получить винилхлорид, имея карбид кальция, хлорид натрия, серную кислоту и воду? Напишите уравнения соответствующих реакций. Составьте схему полимеризации винилхлорида.
  5. Полимером какого непредельного углеводорода является натуральный каучук? Напишите структурную формулу этого углеводорода. Как называют процесс превращения каучука в резину? Чем по строению и свойствам различаются каучук и резина?
  6. Напишите уравнения реакций получения ацетилена и превращения его в ароматический углеводород. При взаимодействии какого вещества с ацетиленом образуется акрилонитрил? Составьте схему полимеризации акрилонитрила.
  7. Напишите структурную формулу метакриловой кислоты. Какое соединение получается при взаимодействии ее с метиловым спиртом? Напишите уравнение реакции. Составьте схему полимеризации образующегося продукта.
  8. Какие углеводороды называют диеновыми (диолефины или алкадиены)? Приведите пример. Какая общая формула выражает состав этих углеводородов? Составьте схему полимеризации бутадиена (дивинила).
  9. Какие углеводороды называют олефинами (алкенами)? Приведите пример. Какая общая формула выражает состав этих углеводородов? Составьте схему получения полиэтилена.
  10. Какая общая формула выражает состав этиленовых углеводородов (олефинов или алкенов)? Какие химические реакции наиболее характерны для них? Что такое полимеризация, поликонденсация? Чем отличаются друг от друга эти реакции?
  11. Каковы различия в составах предельных и непредельных углеводородов? Составьте схему образования каучука из дивинила и стирола. Что такое вулканизация?
  12. Какие соединения называют аминокислотами? Напишите формулу простейшей аминокислоты. Составьте схему пол и конденсации аминокапроновой кислоты. Как называют образующийся при этом полимер?
  13. Какие соединения называют альдегидами? Что такое формалин? Какое свойство альдегидов лежит в основе реакции серебряного зеркала? Составьте схему получения фенолоформальдегидной смолы
  14. Как называют углеводороды, представителем которых является изопрен? Составьте схему сополимеризации изопрена и изобутилена.
  15. Какие соединения называют элементорганическими, кремнийорганическими? Укажите важнейшие свойства кремнийорганических полимеров. Как влияет на свойства кремнийорганических полимеров увеличение числа органических радикалов, связанных с атомами кремния?
  16. Какая общая формула выражает состав ацетиленовых углеводородов (алкинов)? Как из метана получить ацетилен, затем винилацетилен, а из последнего хлоропрен?
  17. Напишите уравнение реакции дегидратации пропилового спирта. Составьте схему полимеризации полученного углеводорода.
  18. Какие полимеры называют стереорегулярными? Чем объясняется более высокая температура плавления и большая механическая прочность стереорегулярных полимеров по сравнению с нерегулярными полимерами?
  19. Как получают в промышленности стирол? Приведите схему его полимеризации. Изобразите с помощью схем линейную, и трехмерную структуры полимеров.
  20. Какие полимеры называются термопластичными, термореактивными? Укажите три состояния полимеров. Чем характеризуется переход из одного состояния в другое?

 

Файл: 

Неорганическая химия БГУ 2007

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

 

Т е м а  I

АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ

 

1. Дайте определения понятий «атом», «молекула», «ион», «вещество». В чем заключаются сходство и различие понятий «химический элемент» и «простое вещество»?

а) После сжигания смеси водорода с кислородом общим объемом 50 см3 остался кислород объемом 2 см3. Рассчитайте объемные и массовые доли компонентов в исходной смеси. Чему равна масса образовавшейся воды?

б) Назовите следующие вещества: KBrO, (CdOH)2SO4 , H2Cr2O7 , (NH4)3AsO4, Mn2(HPO4)3 .

2. Сформулируйте закон сохранения массы веществ и объясните его суть с позиций атомно-молекулярного учения. Где находит применение этот закон? В чем заключается различие между химическими и физическими свойствами веществ?

а) Какой объем воздуха (н. у.) необходим для полного сжигания смеси пропана и водорода общим объемом 100 дм3 (н. у.), если в ней объемная доля простого вещества равна 10 %, а объемная доля кислорода в воздухе составляет 21 %.

б) Назовите следующие вещества: Ni(ClO3)2, Ag4P2O7, KFe(SO4)2, (CoOH)2CO3, Sr(HSO3)2 .

3. Сформулируйте закон постоянства состава веществ и укажите условие его применимости. Какие вещества обладают постоянным, а какие — переменным составом?

а) Рассчитайте объем (н. у.) газовой смеси, в которой массы кислорода, озона и гелия равны, соответственно, 64, 96 и 20 г. Чему равны объемные доли компонентов в этой смеси и общее число молекул в ней?

б) Назовите следующие вещества: LiClO4, Fe(H2PO4)3, H2CrO4, [Al(OH)2]2SO4, (NH4)3AsO3.

4. Что такое парциальное давление газа? Сформулируйте закон парциальных давлений.

а) В неизвестном соединении массовые доли элементов составляют: серы – 23,7 %; кислорода – 23,7 %; хлора – 52,6 %. Определите молекулярную формулу данного вещества, если относительная плотность его паров по водороду равна 67,5. Сколько молекул содержится в порции этого вещества массой 2,7 г?

б) Напишите формулы следующих веществ: карбонат гидроксомагния; сульфит цинка; дигидрофосфат калия; хлорат меди(II); ортотеллуровая кислота. 

5. Сформулируйте закон объемных отношений Гей-Люссака и объясните его с позиций атомно-молекулярного учения.

а) В результате полного термического разложения некоторого вещества массой 1,225 г образовался хлорид калия массой 0,745 г и выделился кислород объемом 336 см3 (н. у.). Найдите формулу исходного вещества. Чему равно химическое количество этого вещества, если его масса составляет 36,75 г ?

б) Напишите формулы следующих веществ: ортомышьяковистая кислота; перхлорат магния; дигидрофосфат бария; сульфат гидроксоалюминия; хромат кальция.

6. Что характеризует химическое количество вещества? Дайте определение понятия «моль» и объясните физический смысл постоянной Авогадро.

а) Порции магния и алюминия растворили по отдельности в соляной кислоте, в результате чего в обоих случаях выделился газ одного и того же объема. Рассчитайте массу растворенного магния, если масса алюминия составляла 81 г. Чему равен общий объем выделившегося газа при температуре 45 оС и давлении 96,3 кПа?

б) Напишите формулы следующих веществ: дифосфорная кислота; иодат меди(II); дигидрофосфат железа(III), хлорит гидроксобария; дихромат серебра.

7. Сформулируйте закон Авогадро и следствия из него. Объясните физический смысл относительной плотности газа по водороду и по воздуху.

а) Неизвестный металл массой 1,28 г растворили в воде, в результате чего выделился газ объемом 380 см3, измеренный при температуре 21 °С и давлении 104,5 кПа. Определите металл и рассчитайте массу образовавшегося гидроксида.

б) Назовите следующие вещества: (NH4)2Cr2O7, (CaOH)2SO3, HMnO4, Al2(HPO4)3, Na2SeO3 .

8. Дайте определения понятий «химический эквивалент» и «молярная масса эквивалента». Как рассчитываются молярные массы эквивалентов кислот, оснований и солей?

а) Пар неизвестного вещества массой 21 г при температуре 20 °С и давлении 2,5 ·104 Па занимает объем, равный 22 дм3. Рассчитайте плотность и относительную плотность пара данного вещества по воздуху. Чему равно число молекул в порции этого вещества массой 4,65 г?

б) Напишите формулы следующих веществ: бромит бария; гидрофосфат индия(III); хлорат дигидроксохрома(III); фосфористая кислота; нитрит магния.

9. Дайте определения понятий «атомная единица массы», «относительная атомная масса», «относительная молекулярная масса», «молярная масса». Запишите математическое выражение объединенного газового закона и объясните его суть.

а) Определите эквивалент и рассчитайте молярную массу эквивалента Н3РО4, если эта кислота массой 9,8 г прореагировала с гидроксидом калия массой 5,6 г; массой 11,2 г;  массой 16,8 г. Напишите уравнения соответствующих реакций.

б) Назовите следующие вещества: Tl2Cr2O7, Cd2SiO4, Fe(HSO4)2, (CuOH)3PO4, HClO2 .

0. Запишите уравнение Клапейрона-Менделеева и объясните его суть. Укажите единицы всех величин, входящих в это уравнение.

а) Из оксида неизвестного металла массой 6,50 г был получен металл массой 4,45 г. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида, определите неизвестный металл.

б) Напишите формулы следующих веществ: дигидрофосфат марганца (III), хромат серебра, фосфат дигидроксожелеза (III), азотистая кислота; сульфит аммония.

 

Т е м а   II

СТРОЕНИЕ АТОМОВ. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

 

1. Какие квантовые числа характеризуют состояние электронов в атоме? Каков физический смысл этих чисел и какие значения может принимать каждое из них?

а) Напишите электронные формулы и составьте электронно-графические схемы атомов мышьяка и хрома. К каким электронным семействам они относятся? Какие степени окисления могут проявлять эти элементы в своих соединениях?

2. Что такое электронное облако, волновая функция, электронная плотность, атомная орбиталь? В чем различие понятий «орбиталь» и «орбита»?

а) Напишите электронные формулы и составьте элект­ронно-графические схемы атомов скандия и иода. К каким электронным семействам они относятся? Какие степени окисления могут проявлять эти элементы в своих соединениях?

3. Объясните смысл понятий «электронная оболочка», «энер­гетический уровень», «энергетический подуровень». Какова пространственная форма s-, p-, d- и f-электронных облаков?

а) Напишите электронные формулы и составьте электронно-графические схемы атомов марганца и селена. К каким электронным семействам они относятся? Какие степени окисления могут проявлять эти элементы в своих соединениях?

4. Объясните основные принципы распределения электронов в атомах по орбиталям, энергетическим подуровням и уровням. Сформулируйте правила Клечковского и объясните их на конкретных примерах.

а) В атоме неизвестного элемента электроны распределены на пяти энергетических уровнях, на последнем из которых находится 7 электронов. Напишите электронную формулу атома данного элемента в основном энергетическом состоянии. Каковы значения квантовых чисел его неспаренного электрона?

5. Дайте современную формулировку периодического закона. В чем заключается периодичность изменения свойств и какова ее причина? Каков физический смысл атомного номера элемента, номера периода, номера группы?

а) Чем отличаются по электронному строению атомы элементов групп А и В периодической системы? Поясните на примерах серы и хрома, фосфора и ванадия.

6. По какому признаку химические элементы относятся к s-, p-, d- и f- электронным семействам? В каких группах и периодах таблицы периодической системы расположены соответствующие элементы? Каковы максимальные емкости периодов?

а) Напишите электронные формулы и составьте электронно-графические схемы атомов железа и селена. Исходя из строения атомов охарактеризуйте химические свойства соответствующих простых веществ.

7. Какие свойства атомов определяют характер изменения химичес­ких свойств соответствующих простых веществ по периодам и группам. Дайте определение понятия «сродство к электрону» и объясните его сущность.

а) Напишите электронные формулы и составьте электронно-графические схемы атомов магния и хлора. Исходя из строения атомов охарактеризуйте химические свойства соответствующих простых веществ.

8. Что представляют собой эффективный, ковалентный, ионный, металлический и  орбитальный радиусы. В чем их сходство и различие? Как изменяются все перечисленные радиусы по группам и периодам таблицы периодической системы?

а) Напишите электронные формулы и составьте электронно-графические схемы атомов марганца и брома. Исходя из строения атомов охарактеризуйте химические свойства соответствующих простых веществ.

9. Что представляет собой энергия ионизации атома? От каких факторов зависит ее величина? Проанализируйте характер изменения величины первой энергии ионизации у элементов второго периода по мере увеличения их атомных номеров.

а) Сколько энергетических уровней имеется в атомах элементов с атомными номерами 26, 38 и 52? Напишите их электронные формулы. К каким электронным семействам относятся эти элементы? Каковы минимальные и максимальные степени окисления их атомов в соединениях? Запишите формулы высших оксидов и гидроксидов указанных элементов.

0. Что такое относительная электроотрицательность атома? Какую способность атомов она характеризует? Как изменяется эта характеристика по периодам и группам таблицы периодической системы по мере увеличения атомных номеров элементов?

а) Как изменяются термическая устойчивость, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства высших оксидов и гидроксидов s- и р-элементов в периодах по мере увеличения атомных номеров? Покажите это на примере элементов 3-го периода и объясните причину такого изменения свойств.

 

Т е м а   III

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВ

 

1. Что представляет собой химическая связь? Каковы причина и условия ее образования? Укажите основные типы химической связи и приведите примеры соответствующих веществ.

а) Изобразите графические формулы следующих молекул и ионов:

HNO2,  NH3,  N2H4,  NH4+,  NH2OH,  HNO3,  NО2.

В каких из предложенных частиц валентность и степени окисления атомов азота численно совпадают?

2. Дайте определение ковалентной связи. Проиллюстрируйте на конкретных примерах различные механизмы ее образования. Чем схожи и чем отличаются по своей сути полярная и неполярная ковалентная связь?

а) Изобразите графические формулы следующих молекул и ионов:

CO,  CH3OH,  HCO3,  CO2,  HCOO,  CH4.

В каких из этих частиц валентность и степени окисления атомов углерода численно равны?

3. Перечислите основные свойства ковалентной связи. Что понимают под длиной и энергией ковалентной связи? Чем определяется пространственная направленность ковалентной связи?

а) Как изменяются длина и энергия ковалентной связи Э―Н в молекулах водородных соединений неметаллов в группах и периодах по мере увеличения атомных номеров элементов Э?

4. Каковы основные виды ковалентной связи? Чем схожи и чем отличаются по способам образования σ- и π-связи? Проиллюстрируйте образование указанных видов ковалентной связи на примере молекулы азота. Что характеризует кратность связи? Каково влияние кратности связи на ее длину и энергию?

а) Как и почему изменяются температуры кипения веществ в ряду H2O – H2S – H2Se – H2Te по мере увеличения атомных номеров халькогенов? Наблюдается ли аналогичная зависимость в рядах водородных соединений неметаллов других А-групп? Почему при замерзании воды ее плотность уменьшается?

5. Что такое валентность атома? На конкретных примерах покажите связь валентности атомов с их строением? Чем валентность атома отличается от его степени окисления?

а) Определите валентность и степени окисления атомов всех элементов в частицах:

H2O,  H2O2,  H3O+,  H3PO4,  OF2, OH,  O2F2, CO, HCO3 .

В каких из этих частиц валентность и степени окисления атомов кислорода численно равны?

6. Сформулируйте основные положения метода валентных связей. В чем заключается отличие локализованной и делокализованной ковалентной связи?

а) Изобразите графические формулы следующих частиц:

СlO4– ,  H2S2O7,  NO2,  PCl5,  SiH4,  C6H6 .

Определите валентность и степени окисления атомов всех элементов в них. В каких из указанных частиц имеются делокализованные ковалентные связи?

7. В чем  заключается концепция гибридизации атомных орбиталей? Каковы основные типы гибридизации и соответствующие им геометрические формы молекул и ионов? Приведите конкретные примеры.

а) Укажите типы химической связи в веществах и в частицах:

(NH4)2SO4,  S8,  •CH3,  NO2– ,  KHCO3,  Au,  H2O .

8. Дайте определения ионной и металлической связей. Какова их природа, чем они схожи с ковалентной связью и чем отличаются от нее? Приведите примеры веществ с ионной и металлической связью.

а) Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома и геометрическую форму частиц:

CO2,  SO2,  H3O,  CO32– ,  BF3,  NH4.

Какие из них полярны?

9. Каковы основные типы межмоле­кулярного взаимодействия? Покажите на конкретных примерах. Как влияет энергия межмолекулярного взаимодействия на физические свойства веществ? Как и почему изменяются температуры плавления и кипения веществ в рядах HCl – HBr – HI и H2S – H2Se – H2Te ?

а) Определите типы гибридизации орбиталей атомов углерода в частицах:                        C2H6,  CO32– , C2H2,  CH2O,  C6H6,  СО2 ?

Каковы геометрические формы этих частиц? Какие из частиц неполярны?

0. Дайте определение водородной связи. Каков механизм ее образования? Чем эта связь схожа с ковалентной связью и чем отличается от нее? Как влияет наличие водородных свя­зей между молекулами на физические свойства веществ? Приведите примеры. В каких природных объектах присутствует водородная связь?

а) Сколько σ- и π-связей имеется в молекуле каждого из веществ:

P4,  SF6,  C2H2,  POCl3,  HNO3,   SO2Cl2 ?

 

Т е м а  IV

ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ

 

1. Что называется скоростью химической реакции и каковы ее единицы? Какие факторы влияют на скорость химической реакции?

а) Как изменится скорость реакции, протекающей по уравнению

2H2S (г) + O2 (г) = 2S (ромб.) + 2H2O (г) ,

в результате: 1) увеличения концентрации сероводорода в 3 раза; 2) уменьшении объема реакционного сосуда в 2 раза (при тех же химических количествах реагентов)?

2. Сформулируйте закон действующих масс и укажите условия его применимости. Каков физический смысл константы скорости реакции?

а) Запишите математические выражения закона действующих масс для процессов:

  1. CaO (к) +CO2 (г) = CaCO3 (к)
  2. NH3 (г) + HCl (г) = NH4Cl (к)
  3. 2NO2 (г) = 2NO (г) +O2 (г)

3. Как и почему влияет температура на скорость химических реакций? Что такое температурный коэффициент скорости реакции?

а) Температурный коэффициент скорости реакции равен 3. Как изменится скорость реакции при повышении температуры от 45 °С до 85 °С ?

4. Что такое энергия активации и активированный комплекс? Поясните на энергетической диаграмме хода химической реакции.

а) В сосуд объемом 2 дм3 ввели оксид серы(IV) массой 3,2 г и кислород массой 6,4 г. Рассчитайте скорость реакции

2SO2 (г) + O2 (г) = 2SO3 (г)

в начальный момент и в момент, когда масса оксида серы(IV) уменьшилась в 2 раза. Константа скорости данной реакции равна 2,5.

5. Какие вещества называются катализаторами? В чем заключается ускоряющее действие катализатора? Поясните с использованием энергетической диаграммы хода реакции.

а) В сосуд объемом 10 дм3 ввели азот массой 28 г и водород массой 6 г. Рассчитайте константу равновесия системы

N2 (г) +3H2 (г)  ↔ 2NH3 (г) ,

если к моменту наступления равновесия масса азота уменьшилась на 10 % .

6. Какое состояние реакционной системы называется химическим равновесием? Что такое константа химического равновесия? Каков ее физический смысл?

а) Химическое равновесие  2NO (г) + O2 (г) ↔ 2NO2 (г)  установилось при концентрациях оксида азота (II), кислорода и оксида азота(IV), равных, соответственно, 0,08, 0,03 и 0,02 моль/дм3. Вычислите константу равновесия указанной реакции и исходные концентрации оксида азота(II) и кислорода.

7. Какие факторы влияют на смещение химического равновесия? Укажите, в какую сторону сместится равновесие в каждой из систем:

  1.  COCl2 (г) ↔ CO (г) + Cl2 (г) – 113 кДж;
  2.  2СО (г) + О2 (г)  ↔ 2CO2 (г) + 565 кДж;
  3.  H2 (г) + I2 (г)  ↔ 2HI (г); ΔН = – 26 кДж;
  4.  N2 (г) + О2 (г) ↔ 2NO (г); ΔН = 181 кДж

в результате: а) повышения температуры; б) увеличения давления.

8. Сформулируйте принцип Ле-Шателье. Проиллюстрируйте его на конкретных примерах.

а) Константа равновесия гомогенной системы N2 (г) +3H2 (г) ↔ 2NH3 (г)  при температуре 400 °С равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака равны, соответственно, 0,2 и 0,08 моль/дм3. Вычислите равновесную и начальную концентрации азота.

9. Напишите математическое выражение для константы равновесия реакции:

Fe2O3 (тв) + 3H2 (г) ↔ 2Fe (тв) + 3H2O (г).

а) Константа равновесия системы CO (г) + H2O (г) ↔ CO2 (г) + H2 (г) при некоторой температуре равна 1. Начальная концентрация оксида углерода(II) cоставляла 1 моль/дм3, а к моменту наступления равновесия она оказалась равной 0,5 моль/дм3. Чему была равна начальная концентрация водяного пара? Изменится ли давление в системе в результате реакции?

0. Напишите математическое выражение для константы равновесия процесса:

Sn4+(р-р) + 2Fe2+(р-р) ↔ Sn2+(р-р) + 2Fe3+(р-р).

а) При 1000 °С константа равновесия реакции

FеО (к)  + СО (г) ↔ Fе (к) + СО2 (г)

равна 0,5. Вычислите равновесные концентрации СО и СО2, если их начальные концентрации были равны, соответственно, 0,05 и 0,01 моль/дм3.

 

Т е м а  V

ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

 

При решении задач используйте данные таблицы 1 (Приложение 1).

 

1. Что представляет собой тепловой эффект реакции и от каких факторов зависит его величина? Какие уравнения реакций называются термохимическими?

а) Вычислите стандартное изменение энтальпии реакции восстановления оксида железа (III) алюминием. Чему равна масса образовавшегося железа, если в результате реакции выделилось 30000 кДж теплоты?

2. Что характеризует и как рассчитывается изменение энергии Гиббса химической реакции?

а) Определите, при какой температуре константа химического равновесия в системе

4НС1(г) + О2 (г) ↔ 2Н2О (г) + 2С12 (г)

равна единице.

Сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях.

3. Какие условия называются стандартными? Что понимают под стандартным состоянием вещества? Приведите примеры веществ в их стандартных состояниях.

а) Вычислите стандартное изменение энергии Гиббса реакции:

Fe3O4 (к) + 4CO (г) ↔ 3Fe (к) + 4CO2 (г) .

Сделайте вывод о возможности ее самопроизвольного протекания при стандартных условиях. Рассчитайте, при какой примерно температуре эта реакция становится термодинамически возможной.

4. Используя какие термодинамические данные, можно рассчитать тепловой эффект химической реакции? Зависит ли его величина от способа расчета?

а) Можно ли получить карбонаты бериллия, кальция и бария взаимодействием кристаллических оксидов указанных металлов с оксидом углерода(IV) при стандартных условиях? Ответ подтвердите соответствующими расчетами. Какая из возможных реакций осуществляется в указанных условиях наиболее энергично?

5. От каких факторов зависит величина теплового эффекта реакции?

а) Рассчитайте стандартные изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса реакции:

3N2O (г) + 2NH3 (г) → 4N2 (г) + 3H2O (г).

Определите температурные условия осуществления данного процесса.

6. Что представляет собой внутренняя энергия системы? Как связано ее изменение с тепловыми эффектами реакций при постоянном давлении и при постоянном объеме системы? 

а) Стандартное изменение энтальпии реакции

2Fe(OH)3 (k) → Fe2O3 (k) + 3H2O (г)

равно 105,54 кДж. Рассчитайте стандартное изменение энтальпии образова­ния кристаллического Fe(OH)3 (k). Чему была равна масса указанного гидроксида, если при его дегидратации поглотилось 73,88 кДж теплоты?

7. Сформулируйте закон Гесса и следствия из него.

а) Вычислите тепловой эффект  реакции восстановления оксида железа(II) водородом исходя из термохимических уравнений:

FeO (к) + СО (г) = Fe (к) + СО2 (г); ΔН = – 13,18 кДж;

СО (г) + ½ О2 (г) = СО2 (г); ΔН = – 283,0 кДж;

Н2 (г) + ½ О2 (г) = Н2О (г); ΔН = – 241,83 кДж.

8. Что представляет собой стандартная энтальпия образования вещества? От каких факторов зависит ее величина?

а) Вычислите тепловые эффекты реакций горения метана и этана в кислороде:

2C2H6 (г) + 7О2 (г) → 4СО2 (г) + 6Н2О (г),

CH4 (г) + 2О2 (г) → СО2 (г) + 2Н2О (г) .

Какой объем эквимолярной смеси (н. у.) указанных алканов необходимо сжечь для получения 20000 кДж теплоты?

9. Охарактеризуйте влияние энтальпийного и энтропийного факторов на возможность осуществления процесса.

а) Рассчитайте, при какой температуре константа химического равновесие в системе  2H2O (г) ↔ 2Н2 (г) + О2 (г) равна единице?

0. Не проводя расчетов, определите знак изменения энтропии в ходе следующих процессов: а) плавление льда; б) испарение спирта; в) растворение серы в бензоле; г) конденсация паров ацетона; д) полимеризация этилена; е) превращение графита в алмаз; ж) расширение газа при выпускании его из баллона.

а) Вычислите стандартное изменение энергии Гиббса реакции:

4Fe(OH)2 (к) + O2 (г)  + 2H2O (ж) → 4Fe(OH)3 (к).

 

Т е м а  VI

РАСТВОРЫ. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ

КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА РАСТВОРОВ

 

1. Дайте определение понятия «раствор» и приведите примеры растворов в разных агрегатных состояниях. Объясните сущность процессов растворения твердых, жидких и газообразных веществ в воде с точки зрения молекулярно-кинетических представлений.

a) Газообразный оксид серы(VI) объемом 112 дм3 (н. у.) растворили в воде объемом 1 дм3. Определите массовую долю, массовую концентрацию, молярную концентрацию и моляльность растворенного вещества в образовавшемся растворе, если плотность раствора равна 1,26 г/см3.

б) Вычислите молярную и эквивалентную концентрации ортофосфорной кислоты, если ее массовая доля в растворе составляет 40 %, а плотность этого раствора равна 1,254 г/см3.

2. Что представляет собой коэффициент (константа) растворимости вещества и каковы его единицы? Какие факторы и как влияют на растворимость твердых, жидких и газообразных веществ в воде?

a) Рассчитайте молярную концентрацию и моляльность щелочи в растворе, если массовая доля гидроксида натрия составляет 18 %, а плотность раствора равна 1,203 г/см3.

б) Рассчитайте объем раствора с массовой долей серной кислоты, равной 96 % (плотность раствора – 1,84 г/см3), необходимый для приготовления нового раствора объемом 3 дм3 с эквивалентной концентрацией кислоты, составляющей 0,4 моль/дм3. Чему равна массовая концентрация кислоты в приготовленном растворе?

3. Перечислите основные способы выражения количественного состава растворов и соответствующие им единицы размерности.

a) В растворе объемом 1 дм3 содержится азотная кислота массой 224 г. Рассчитайте эквивалентную и массовую концентрации, моляльность кислоты в данном растворе, если его плотность равна 1,12 г/см3.

б) Насыщенный при 60 °С раствор нитрата калия массой 1100 г охладили до температуры 25 °С, в результате чего выделился осадок безводной соли. Рассчитайте его массу, если коэффициенты растворимости нитрата калия при 60 °С и 25 °C равны, соответственно, 110,2 и 37,9 г на 100 г воды.

4. Что представляет собой массовая доля растворенного вещества в растворе? Как влияют температура и давление на растворимость газов в воде?

a) К воде объемом 500 см3 добавили раствор объемом 400 см3 с массовой долей серной кислоты, равной 70 % (плотность раствора –  1,61 г/см3). Рассчитайте массовую долю, эквивалентную концентрацию и моляльность кислоты в приготовленном растворе, если его плотность равна 1,30 г/см3.

б) Определите эквивалентную и массовую концентрации гидроксида бария в растворе, если его массовая доля составляет 18 %, а плотность раствора равна 1,203 г/см3.

5. Что представляет собой и как выражается молярная концентрация вещества в растворе? Чем отличаются растворы от механических смесей и от химических соединений? Приведите соответствующие примеры.

a) Массовая доля хлороводорода в растворе равна 36,5 % (плотность раствора – 1,185 г/см3). Рассчитайте молярную и эквивалентную концентрации, а также моляльность растворенного вещества в данном растворе.

б) Пентагидрат сульфата меди(II) массой 25 г растворили в воде объемом 150 см3. Рассчитайте массовую долю, массовую и молярную концентрации соли в приготовленном растворе, если его плотность раствора составляет 1,10 г/см3.

6. Что характеризует и как выражается молярная концентрация эквивалента (эквивалентная концентрация) растворенного вещества? Какова связь между эквивалентной и молярной концентрациями вещества в одном и том же растворе? Приведите соответствующие примеры.

a) К раствору объемом 200 см3 с массовой долей нитрата кальция, равной 20 % (плотность раствора – 1,16 г/см3) добавили раствор объемом 500 см3 с массовой долей того же вещества, составляющей 30 % (плотность раствора – 1,26 г/см3). Рассчитайте эквивалентную и массовую концентрации соли в приготовленном растворе, если его плотность равна 1,24 г/см3.

б) В воде объемом 1 дм3 растворили хлороводород объемом 125 дм3. Рассчитайте массовую долю и массовую концентрацию растворенного вещества в приготовленном растворе, если плотность раствора равна 1,09 г/см3.

7. Справедливо ли утверждение, что объем жидкого раствора всегда равен сумме объемов растворителя и растворяемого вещества? Чем это можно объяснить? Какие растворы называются насыщенными и пересыщенными? Как можно приготовить такие растворы и каковы их свойства?

a) Для нейтрализации раствора объемом 8 см3 с эквивалентной концентрацией гидроксида натрия, равной 0,5 моль/дм3, был использован раствор серной кислоты объемом 20 см3. Рассчитайте эквивалентную, молярную и массовую концентрации кислоты в данном растворе.

б) Рассчитайте объем хлороводорода (н. у.), который нужно растворить в воде объемом 1 дм3 для получения раствора с массовой долей растворенного вещества, равной 36 %. Чему равны молярная и массовая концентрации кислоты в данном растворе, если его плотность составляет 1,18 г/см3.

8. Какая зависимость существует между объемами растворов и эквивалентными концентрациями реагирующих веществ? Что характеризует и как выражается моляльность растворенного вещества?

a) При охлаждении раствора массой 10 кг с массовой долей соли, равной 55 %, выделился ее осадок массой 1820 г. Рассчитайте массовую долю и массовую концентрацию соли в растворе над осадком, если плотность этого раствора равна 1,22 г/см3.

б) В образце технической кристаллической соды массовая доля декагидрата карбоната натрия составляет 90 %. Рассчитайте, какова масса такой соды необходима для приготовления раствора объемом 10 дм3 с эквивалентной концентрацией карбоната натрия, равной 0,5 моль/дм3.

9. Какова зависимость коэффициентов растворимости солей от температуры? Приведите примеры. Почему растворение одних веществ сопровождается выделением теплоты, а других – ее поглощением?

a) Насыщенный при 90 °С раствор хлората калия массой 7 кг охладили до 10 °С. Рассчитайте массу образовавшегося при этом осадка безводной соли, если коэффициенты ее растворимости при указанных температурах равны, соответственно, 46,1 и 5,2 г на 100 г воды.

б) Массовая доля серной кислоты в растворе равна 55 % (плотность раствора – 1,44 г/см3). Рассчитайте молярную, эквивалентную и массовую концентрации кислоты в данном растворе.

0. Что представляют собой сольваты, гидраты и кристаллогидраты? Приведите примеры.

a) К раствору ортофосфорной кислоты объемом 100 см3 добавили раствор объемом 300 см3 с эквивалентной концентрацией гидроксида калия, равной 0,3 моль/дм3. Рассчитайте молярную концентрацию кислоты в исходном растворе, если в результате реакции образовалась средняя соль.

б) Рассчитайте объем раствора серной кислоты с массовой ее долей, равной 60 % (плотность раствора – 1,50 г/см3), необходимый для приготовления нового раствора объемом 1,5 дм3 с эквивалентной концентрацией кислоты, составляющей 2,5 моль/дм3. Чему равна массовая концентрация кислоты в приготовленном растворе?

 

Т е м а  VII

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ.

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ

 

1. Дайте определение понятия «электролитическая диссоциация». Какие вещества относятся к электролитам и к неэлектролитам? В чем сходство и в чем различие механизмов электролитической диссоциации веществ с ионной и ковалентной полярной связью?

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах урав­нения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: нитрата свинца(II) и сероводорода; сульфита бария и соляной кислоты; гидроксида натрия и гидроксида алюминия.

б) Водородный показатель (рН) раствора гидроксида натрия равен 11. Рассчитайте массу щелочи, содержащейся в указанном растворе объемом 10 дм3, если его плотность равна 1 г/см3, а степень диссоциации щелочи составляет 100 %.

2. Какую роль играет растворитель в процессе электролитической диссоциации? В чем заключается гидратация ионов? Каков состав катиона гидроксония и как он образуется?

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах урав­нения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: бромида железа(II) и гидрата аммиака; серной кислоты и гидроксида алюми­ния; карбоната кальция и уксусной кислоты.

б) Вычислите значения рН и рОН раствора циановодородной (синильной) кислоты, если ее молярная концентрация равна 0,1 моль/дм3, а константа диссоциации составляет 7,2 · 10–10.

3. Что представляет собой ионное произведение воды и чему равна его величина при 22 оС? Что характеризует водородный показатель рН и как рассчитываются его значения в растворах сильных и слабых кислот и оснований? Как связаны между собой водородный (рН) и гидроксидный (рОН) показатели раствора?

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах уравнения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: соляной кислоты и сульфида железа(II); нитрата серебра и сульфата аммония; гидроксида калия и гидроксида хрома(III).

б) Аммиак объемом 2,24 дм3 (н. у.) растворили в воде объемом 1 дм3. Рассчитайте значения рН и рОН приготовленного раствора, если константа диссоциации гидрата аммиака составляет 1,8 · 10–5.

4. В каком интервале изменяются значения рН растворов? Могут ли они быть равными нулю или меньше нуля? Каково соотношение величин рН и рОН в чистой воде и в разбавленных растворах электролитов?

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах уравнения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: хлорида кальция и фосфата аммония; карбоната магния и уксусной кислоты; гидроксида цинка и гидроксида калия.

б) Вычислите молярную концентрацию муравьиной кислоты в растворе, если его рН равен 3, а константа диссоциации кислоты составляет

1,8 · 10– 4.

5. Что представляет собой константа диссоциации воды? От каких факторов зависит ее величина и чему она равна при 22 оС?

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах уравнения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: нитрата бария и сульфата железа(III); карбоната цинка и азотной кислоты; аммиака и хлорида алюминия.

б) Молярная концентрация азотистой кислоты в растворе равна 0,1 моль/дм3, а концентрация ионов водорода в нем составляет 6,3 · 10—3 моль/дм3. Рассчитайте значение константы диссоциации указанной кислоты.

6. Охарактеризуйте кислотно-основные свойства гидроксидов, образованных элементами группы III-A и объясните причину их изменения в ряду B(OH)3 – Tl(OH)3.

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах уравнения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: карбоната аммония и уксусной кислоты; нитрата железа(III) и аммиака; силиката натрия и оксида углерода(IV).

б) В воде объемом 1 дм3 растворили дигидрат гидроксида бария массой 1,035 г. Рассчитайте значения рОН и рН полученного раствора, если его плотность равна 1 г/см3, а степень диссоциации основания по обеим стадиям составляет 100 %.

7. Что характеризует и как выражается степень электролитической диссоциации? От каких факторов она зависит? Каким образом можно изменить величину степени диссоциации слабого электролита? Приведите соответствующие примеры и объясните их.

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах уравнения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: аммиака и уксусной кислоты; оксида алюминия и гидроксида натрия; карбоната кальция и азотной кислоты.

б) Раствор объемом 14,8 см3 с массовой долей серной кислоты, равной 90 % (плотность раствора – 1,84 г/см3), разбавили водой до объема 5 дм3. Рассчитайте значения рН и рОН полученного раствора, если в нем степень диссоциации кислоты по обеим стадиям составляет 100 %.

8. Что представляет собой и как выражается константа диссоциации слабого электролита? От каких факторов зависит ее величина? Как она связана со степенью диссоциации данного электролита?

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах уравнения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: фосфата кальция и соляной кислоты; хлорида меди(II) и сероводорода; ацетата алюминия и аммиака.

б) Водородный показатель (рН) раствора серной кислоты равен 4. Рассчитайте массу кислоты, содержащейся в указанном растворе объемом 1 м3, если в данном случае степень диссоциации H2SO4 по обеим стадиям составляет 100 %.

9. Охарактеризуйте кислотно-основные свойства высших гидроксидов, образованных элементами третьего периода, и объясните причину их изменения в ряду гидроксид натрия – гидроксид хлора(VII).

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах уравнения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: сульфида цинка и бромоводородной кислоты; аммиака и фосфорной кислоты; карбоната калия и оксида серы(IV).

б) Рассчитайте массу уксусной кислоты, содержащейся в растворе объемом 5 м3, если рН этого раствора равен 3, а степень диссоциации кислоты в нем составляет 1,8 %.

0. Сформулируйте закон разбавления В. Оствальда и объясните его суть. Для каких электролитов он применим?

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах уравнения реакций взаимодействия в водных растворах следующих веществ: сульфита кальция и оксида серы (IV); аммиака и нитрата железа (III); гидроксида рубидия и оксида цинка.

б) Оксид углерода(IV) объемом 0,112 дм3 (н. у.) растворили в воде объемом 500 см3, при этом СО2 прореагировал лишь на 10 %. Рассчитайте значение рН приготовленного раствора приняв во внимание только первую стадию диссоциации угольной кислоты. КI(H2CO3) = 4,5·10 – 7.

Тема VIII

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ

 

1. От чего зависит среда растворов различных солей? Приведите примеры.

а) Какова среда водных растворов следующих солей: сульфат железа(III); сульфид натрия; нитрат стронция; карбонат аммония? Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами. 

2. В чем заключается гидролиз солей, образованных слабыми основаниями и сильными кислотами? Каков его механизм?

а) Какова среда водных растворов следующих солей: нитрат хрома(III); сульфат калия; карбонат цезия; фосфат аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами. 

3. В чем заключается гидролиз солей, образованных слабыми основаниями и сильными кислотами? Каков его механизм?

а) Какова среда водных растворов следующих солей: хлорид цезия; силикат калия; сульфат кадмия; сульфид аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами. 

4. В чем заключается гидролиз солей, образованных слабыми основаниями и слабыми кислотами? В каких случаях он протекает необратимо?

а) Какова среда водных растворов следующих солей: ортофосфат натрия; хлорид меди(II); иодид кальция; нитрит аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами. 

5. Что характеризует степень гидролиза солей и от каких факторов она зависит? Ответ обоснуйте.

а) Какова среда водных растворов следующих солей: сульфат железа(II); перхлорат натрия; фосфат рубидия; сульфит аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами. 

6. Какие факторы способствуют усилению гидролиза солей? Какие условия и предосторожности необходимо соблюдать при приготовлении водных растворов сильногидролизующихся солей?

а) Какова среда водных растворов следующих солей: сульфид натрия; сульфат калия; хлорид хрома(III); формиат аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами. 

7. Что представляют собой и что характеризует константа гидролиза соли? От каких факторов зависит величина этой константы?

а) Какова среда водных растворах следующих солей: бромид кальция; сульфат алюминия, ортофосфат рубидия; фторид аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами. 

8. Каким образом константа гидролиза соли, образованной слабым однокислотным основанием и сильной кислотой, связана с ионным произведением воды? Выведите соответствующую формулу.

а) Какова среда водных растворов следующих солей: нитрат железа(III); ортоарсенат аммония; ацетат бария; хлорид бария? Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами. 

9. Каким образом константа гидролиза соли, образованной слабой одноосновной кислотой и сильным основанием, связана с ионным произведением воды? Выведите соответствующую формулу.

а) Какова среда водных растворов следующих солей: нитрат алюминия; гипохлорит бария; хлорид рубидия; ацетат аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами.

10. Какова связь между концентрацией, константой и степенью гидролиза соли, образованной однозарядным катионом и анионом? Как зависят константа и степень гидролиза соли от температуры раствора?

а) Какова среда водных растворов следующих солей: сульфид аммония; нитрат бария; сульфат хрома(III), силикат рубидия. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярных формах уравнения соответствующих реакций. При необходимости ответ подтвердите расчетами.

 

Т е м а  IX

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ (ОВР)

 

1. Какие реакции относятся к окислительно-восстановительным? В чем заключается сущность процессов окисления и восстановления с точки зрения электронной теории ОВР?

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) КМnО4 + K2S + H2SO4 → S + MnSO4 + K2SO4 + H2O;

б) FeI2 + Na2FeO4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + HIO3 + NaNO3 + H2O;

в) Cl2 + Ca(OH)2  Ca(ClO3)2 + CaCl2 + H2O.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

2. Чем определяются окислительно-восстановительные свойства веществ? Поясните на конкретных примерах. Перечислите важнейшие восстановители и окислители, приведите примеры ОВР с их участием.

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) Сr2O3 + KBrO3 + H2O → Br2 + K2Cr2O7 + H2Cr2O7;

б) КМnО4 + MnSO4 + H2SO4 → Mn2(SO4)3 + K2SO4 + H2O;          

в) P4 + KOH + H2O  PH3 + KH2PO2.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

3. Объясните, почему в ОВР простые вещества металлы выступают в роли только восстановителей, а простые вещества неметаллыкак восстановителей, так и окислителей? Поясните на конкретных примерах.

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) Сu2S + HNO3 → CuSO4 + Cu(NO3)2 + NO2 + H2O;

б) К2Cr2О7 + CrCl2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + K2SO4 + Cl2 + H2O;     

в) S + Ba(OH)2  BaS + BaSO3 + H2O.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

4. Что является количественной характеристикой окислительных и восстановительных свойств веществ? Что представляют собой стандартный электродный и стандартный окислительно-восстановительный потенциалы полуреакций? От каких факторов зависит их величина?

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) Mn2O3 + KClO3 + K2CO3 K2MnO4 + KCl + CO2;

б) Fe(NO3)3 + Fe + H2SO4 → FeSO4 + (NH4)2SO4 + H2O; 

в) P2O3 + Sr(OH)2  SrHPO4 + PH3.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

5. В каких случаях вещества могут проявлять окислительно-восстановительную двойственность? Приведите примеры таких веществ и напишите уравнения соответствующих ОВР с их участием.

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) FeI2 + H2SO4 (конц.) → Fe2(SO4)3 + I2 + H2S + H2O;

б) Al(ClO3)3 + HCl → AlCl3 + Cl2 + H2O;            

в) NO2 + Сa(OH)2  Ca(NO3)2 + NO + H2O.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

6. В каких случаях сложные вещества проявляют только окислительные свойства и почему? Приведите примеры таких веществ и уравнения соответствующих ОВР с их участием.

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) Na2SO3 + SnCl2 + HCl → NaCl + SnCl4 + SnS2 + H2O;

б) FeCl2 + HClO3 → Fe(ClO3)3 + Cl2 + H2O;

в) SO2 + Na2СO3  Na2S + Na2SO4 + CO2.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

7. Как и по каким признакам классифицируются ОВР? Приведите примеры соответствующих реакций.

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) Fe3O4 + NaNO3 + Na2CO3  Na2FeO4 + NaNO2 + CO2;

б) (NH4)2Cr2O7 + Cr + H2SO4  → Cr2(SO4)3 + NH4HSO4 + H2O;

в) Br2 + K2СO3  KBr + KBrO3 + CO2.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

8. В каких случаях сложные вещества проявляют только восстановительные свойства и почему? Приведите примеры таких веществ и уравнения соответствующих ОВР с их участием.

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) Cu + HClO3 (конц.) → Cu(ClO3)2 + CuCl2 + H2O;

б) K2S + H2SO4 (конц.) → KHSO4 + SO2 +H2O;

в) P2O3 + Na2СO3  Na3PO4 + P4 + CO2.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

9. Как влияет величина рН раствора на состав продуктов восстановления перманганата калия? Приведите примеры соответствующих ОВР. В какой среде окислительные свойства указанного окислителя выражены наиболее сильно?

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) Sb2S3 + HNO3 (конц.) → Sb2O5 + H2SO4 + NO2 + H2O;

б) FeS2 + H2SO4 (конц.)  Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O;

в) Ba(ClO3)2 + H2SO4 (конц.) → Ba(HSO4)2 + HClO4 + ClO2 + H2O.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

0. Как в зависимости от положения в ряду стандартных электродных потенциалов изменяются восстановительные свойства простых веществ металлов и окислительные свойства их катионов в водных растворах? Какие факторы определяют положение металлов в этом ряду?

Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнениях следующих реакций:

а) CuI + H2SO4 (конц.) CuSO4 + S + I2 + H2O;

б) AlBr3 + Al(BrO3)3 + HCl → Br2 + AlCl3 + H2O;

в) PCl3 + Na2CO3 + H2O  PH3 + Na2HPO4 + CO2 + NaCl.

Укажите окислители и восстановители, определите тип каждой ОВР.

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2

 

Т е м а  X

ВОДОРОД. ГАЛОГЕНЫ

 

1. Охарактеризуйте промышленные и лабораторные способы получения водорода.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия хлора с гидроксидом калия при нагревании; гидрида натрия с водой; термического разложения хлората калия в присутствии катализатора.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Cl2 → NaClO3 → NaClO4 → HCl → PCl5 → HClO.

2. Как изменяются сила кислот и их окислительные свойства в рядах: HClO – HClO2 – HClO3 – HClO4 и HClO – HBrO – HIO?

Ответ обоснуйте.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия хлора с гидроксидом калия в охлажденном растворе; перманганата калия с концентрированной соляной кислотой; термического разложения хлората калия без катализатора.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

H2  → NaOH → NaH → H2 → Mg(OH)2 → H2 .

3. Как и почему изменяются кислотные и окислительно-восстановительные свойства веществ в ряду галогеноводородов?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия иода с хлором в водном растворе; дихромата натрия с иодидом калия в присутствии серной кислоты; гидрида кальция с соляной кислотой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

LiCl → LiClO3 → Cl2 → Ca(ClO)2 → HCl → PCl3 .

4. Охарактеризуйте лабораторные способы получения всех галогеноводородов. Почему HBr и  HI получить взаимодействием соответствующих солей с концентрированной серной кислотой? Приведите уравнения соответствующих реакций.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия бромида калия с концентрированной серной кислотой; фтора с водой; гидрида бария с бромоводородной кислотой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

KBr →  CsBrO3 → HBr → NaBrO →  Br2→ Ba(BrO3)2 .

5. Охарактеризуйте химические свойства и применение водорода.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия иодида кальция с концентрированной серной кислотой; брома с хлором в водном растворе; алюминия с гидроксидом рубидия в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

KIO3 → HI → NaIO → I2 → HIO3 → PI3.

6. Охарактеризуйте химические свойства воды. Какие вещества называются кристаллогидратами? Приведите примеры.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия иода с раствором гидроксида кальция при нагревании; хлората натрия с концентрированной соляной кислотой; водорода с оксидом углерода(II).

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

HBr → Ca(BrO3)2 → Br2 → NH4Br → KBrO → PBr3 .

7. Oхарактеризуйте химические свойства галогеноводородов. В чём заключаются химические особенности фтороводородной (плавиковой) кислоты? Чем их можно объяснить?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия фтора с раствором гидроксида натрия; иодида аммония с концентрированной серной кислотой; золота со смесью концентрированных соляной и азотной кислот.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Cl2 → KClO3 → HCl → PCl5 → AgCl → Ca(ClO)2 .

8. Охарактеризуйте взаимодействие галогенов с водой и растворами щелочей (при охлаждении и при нагревании). Что представляет собой «хлорная известь» и где она используется?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия фтороводорода с оксидом кремния(IV); иода с тиосульфатом натрия; хлора с сероводородом в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

NaClO3 → NaClO4 → Cl2 → CsClO → Cl2 → ClO2.

9. Охарактеризуйте получение и химические свойства хлората калия («бертоллетовой соли»). Где она находит практическое применение?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия хлорида калия с оксидом марганца(IV) в присутствии серной кислоты; брома с гидроксидом стронция в горячем растворе; хлора с сульфитом натрия в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

NaCl → Cl2O → KClO3 → ClO2 → KClO4 → Cl2 .

0. Охарактеризуете кислотные и окислительно-восстановительные  свойства хлороводородной (соляной) кислоты.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия иодида кальция с концентрированной серной кислотой; иода с концентрированной азотной кислотой; гидрида лития с гидридом алюминия.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Br2 → KBrO3 → HBr → PBr3 → NH4Br → NaBrO.

 

Т е м а  XI

КИСЛОРОД, СЕРА И ЕЕ АНАЛОГИ

 

1. Чем по электронному строению атом кислорода отличается от атомов серы и ее аналогов? Каковы возможные значения степеней окисления и валентности атомов кислорода? Приведите примеры соответствующих веществ. Охарактеризуйте химические свойства концентрированной серной кислоты.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия сероводорода с концентрированной азотной кислотой; пероксида водорода с перманганатом калия в присутствии серной кислоты; оксида серы(IV)  с хлором.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

O2 → KO2 → K2O→ KOH → KO3 → O2 .

2. Каковы возможные значения степеней окисления и валентности атомов серы? Приведите примеры соответствующих веществ. Какие реакции лежат в основе промышленного способа получения серной кислоты? Укажите условия их осуществления. Охарактеризуйте химические свойства сероводорода.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия серы с гидроксидом калия; пероксида водорода с сульфидом свинца(II); дисульфида железа(II) с кислородом.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Cs2S → SO2 → CsHSO3 → S → (NH4)2SO3 → (NH4)2SO4 .

3. Как и почему изменяются окислительно-восстановительные свойства  простых веществ в ряду кислород – полоний? Какие аллотропные модификации образуют кислород и сера? Охарактеризуйте химические свойства разбавленной серной кислоты.

а) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

S → Na2S2 → S → Na2S2O3 → Na2SO4 → NaHSO4 .

4. Охарактеризуйте строение молекулы серной кислоты. В чем заключается принципиальное отличие окислительных свойств серной кислоты в ее разбавленных и концентрированных растворах? Приведите примеры реакций.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия концентрированной серной кислоты с медью; пероксида натрия с горячей водой; сероводорода с хлором в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

H2SO4 → H2S2O7 → KHSO4 → K2S2O7 → K2SO4 → SO2 .

5. Как и почему изменяются кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства веществ в ряду водородных соединений элементов группы VIА? Охарактеризуйте химические свойства воды.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия концентрированной серной кислоты с серой; кислорода с сульфитом натрия; пероксида водорода с перманганатом калия в нейтральном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

SO2 → Na2S2O3 → S  → NaHSO3 → SO3 → Na2S2O7 .

6. Какие вещества относятся к пероксидам? Каковы строение молекулы Н2О2, его окислительно-восстановительные и кислотно-основные свойства. Как получают это вещество в промышленности и где оно используется?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия тиосульфата натрия с иодом; сероводорода с дихроматом натрия в присутствии серной кислоты; термического разложения перманганата калия.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

SO3 → H2S2O7 → H2SO4 → H2S → S → Na2S2O3 .

7. Охарактеризуйте строение молекулы оксида серы(IV), его получение, кислотные и окислительно-восстановительные свойства. Изобразите графическую формулу тиосерной кислоты. Каковы продукты взаимодействия тиосульфата натрия с соляной кислотой; с иодом в водном растворе; хлором в водном растворе?

а) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

K2S → S → Na2SO3 → H2S → NaHS → SO2 .

8. Охарактеризуйте строение молекулы оксида серы(VI), его получение, кислотные и окислительные свойства. Какие кислоты называются полисерными? Что представляет собой олеум, как его получают и где используют?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия серы с концентрированной азотной кислотой; оксида серы(IV) с перманганатом калия в водном растворе; сульфита натрия с серой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Li2SO3 → SO2 → SO2Cl2 → H2SO4 → SO2 → Na2S .

9. Охарактеризуйте лабораторные и промышленные способы получения кислорода. Каково строение молекулы озона? Как он образуется и где находит практическое применение? Охарактеризуйте химические свойства сероводорода. Что такое полисульфиды? Приведите примеры.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия тиосульфата натрия с хлором в водном растворе; пероксида водорода с перманганатом калия в присутствии гидроксида натрия; кислорода с сульфидом меди(I).

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

CuSO4 → CuS → SO2 → NaHSO3 → Na2S2O3 → H2SO4 .

0. Как изменяется состав, кислотные и окислительные свойства высших гидроксидов в ряду S ― Se ― Te? Как получают селеновую и ортотеллуровую кислоты? Напишите уравнения реакций взаимодействия концентрированной селеновой кислоты с золотом; с хлороводородом; с оксидом фосфора(V).

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия сульфида натрия с дихроматом натрия в присутствии серной кислоты; озона с иодидом калия в водном растворе; концентрированной серной кислоты с сероводородом.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

PbS → PbSO4 → Na2SO4 → NaHSO4 → Na2S2O7 → Na2SO4 .

 

Т е м а  XII

АЗОТ

 

1. Изобразите графическую формулу и рассмотрите строение молекулы аммиака (тип и полярность связей, тип гибридизации орбиталей атома N, геометрическую форму и полярность молекулы). Охарактеризуйте физические и химические свойства, физиологи­ческое действие указанного вещества.

а) Составьте в молекулярной и ионно-молекулярных формах уравнения реакций взаимодействия аммиака в водных растворах с хлоридом железа(III); с серной кислотой; с перманганатом калия.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

NH4NO3 → NH4Cl → N2 → NH4NO2 → NaNH2 →  N2O.

2. Изобразите графические формулы и рассмотрите строение молекулы оксида азота(IV) (тип и полярность связей, тип гибридизации орбиталей атома N, геометрическую форму и полярность молекулы). Оха­рактеризуйте физические и химические свойства, физиологическое действие указанного вещества. К какому классу оксидов он относится и где находит практическое применение?

а) Составьте уравнения реакций получения аммиака в лабораторных условиях. Какова среда водных растворов аммиака? Какие процессы происходят при растворения его в воде? Чем схожи и чем отличаются «нашатырный спирт» и «аммиачная вода»?

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

N2 → NH4NO3 → NH3 → N2O → (NH4)2SO4  → NО.

3. Изобразите графическую формулу и рассмотрите строение молекулы азотной кислоты (тип и полярность связей, тип гибридизации орбиталей атома N, геометрическую форму и полярность молекулы). Охарактеризуйте физические и химические свойства азотной кислоты. В чем заключаются ее химические особенности? Как влияет концентрация азотной кислоты на ее окисли­тельные свойства?

а) Составьте уравнения реакций термического разложения нитратов аммония, цезия, свинца(II) и серебра; карбоната, нитрита и дихромата аммония.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

HNO3 → NH3 → (NH4)2Cr2O7 → N2 → N2O → N2O3.

4. Изобразите графическую формулу и рассмотрите строение молекулы азота (тип и полярность связей, их виды, тип гибридизации орбиталей атома N, полярность молекулы). Оха­рактеризуйте его физические и химические свойства, лабораторные способы получения. Какие соединения азота образуются путем его непосредственного связывания? Приведите уравнения соответствующих реакций и укажите условия их протекания.

а) Составьте уравнения реакций термического разложения нитратов алюминия, калия и ртути(II); сульфида, нитрата и иодида аммония.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

NH4Cl → N2 → NaNH2 → NH4NO3 → NO2 → N2O.

5. Изобразите графическую формулу и рассмотрите строение молекулы азотистой кислоты (тип и полярность связей, тип гибридизации орбиталей атома N, геометрическую форму и полярность молекулы). Почему азотистая кислота проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства. Охарактеризуйте устойчивость данной кислоты. Как ее получают?  Приведите уравнения соответствующих реакций.

а) Составьте уравнения реакций термического разложения нитратов бария, хрома(III), ртути(I); нитрита, сульфита и дихромата аммония. Какая реакция является качественной на катионы аммония?

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Na3N → NH4NO3 →  KNO3 →  KNO2 →  N2 →  N2O.

6. Чем по строению внешнего энергетического уровня атом азота отличается от атомов других элементов группы V-A? Какие значения валентности и степеней окисления характерны для атомов азота в его соединениях? Почему максимальная валентность азота никогда не равна5?

а) Определите значения валентности и степеней окисления атомов азота в веществах: Ca(NO3)2, N2, HNO2, N2H4, NH4Cl, NH2OH, N2O? Какие из этих соединений могут проявлять за счет атомов азота только восстановительные свойства; только окислительные свойства; как окислительные, так и восстановительные свойства? Ответ обоснуйте и подтвердите уравнениями реакций.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

NH3 → NO2 → HNO3 → NH4NO3 → NaNO2 → NaNH2.

7. Изобразите графическую формулу и рассмотрите строение нитрат-аниона (тип и полярность связей, тип гибридизации орбиталей атома N, геометрическую форму и полярность иона). Какие продукты образуются при термолизе различных нитратов? Какую опасность в обращении представляют смеси, содержащие твердые нитраты? Что представляет собой «черный порох»?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида азота(IV) c водой при охлаждении и при нагревании; с раствором гидроксида калия в тех же условиях; с оксидом азота(II) в присутствии гидроксида натрия.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

KNO3 →  N2 → KNH2 → N2O → NH4Сl → NO2 .

8. Изобразите графическую формулу и рассмотрите строение нитрит-аниона (тип и полярность связей, тип гибридизации орбиталей атома N, геометрическую форму и полярность иона). Чем обусловлена и в чем заключается окислительно-восстановительная двойственность нитритов? Как получают нитриты и где они используются? На чем основано применение нитритов в пищевой промышленности?

а) Составьте уравнения реакций термического разложения нитратов аммония, железа(III) и рубидия; сульфида, гидрокарбоната и дихромата аммония.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

NH4NO3 → NO → N2O→ Ba3N2 → NH3 → (NH2)2CO.

9. Изобразите графическую формулу и рассмотрите строение молекулы оксида азота(I) (типы и полярность связей, тип гибридизации орбиталей центрального атома N, геометрическую форму и полярность молекулы). Охарактеризуйте получение и химические свойства указанного оксида. Каково его физиологическое действие? Где этот оксид находит практическое применение?

а) Составьте уравнения реакций термического разложения нитратов бария, кадмия, палладия(II); гидросульфида, нитрита и карбоната аммония.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

KNO2 → NH3 → NaNH2 → NH4NO3 → NH3 → N2O .

0. Изобразите графическую формулу и рассмотрите строение катиона аммония (тип и полярность связей, тип гибридизации орбиталей центрального атома N, геометрическую форму и полярность иона). Чем определяется состав продуктов термического разложения различных солей аммония? Как получают соли аммония? Какие из них и где находят широкое практическое применение?

а) Перечислите важнейшие азотсодержащие удобрения и приведите реакции их получения. В каком из этих удобрений массовая доля азота наибольшая?

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

KNO3 → NO2 → KNO2 →  NO → NH4NO3 → HNO3 .

 

Т е м а  XIII

ФОСФОР

 

1. Чем по строению внешнего энергетического уровня атом фосфора отличается от атома азота? Каковы возможные значения валентности и степеней окисления атомов фосфора в его соединениях? В виде каких веществ фосфор встречается в природе? Какие из них входят в состав живых организмов?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия фосфина с концентрированной азотной кислотой; с иодоводородом; с перманганатом калия в присутствии серной кислоты.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

P2O5 →  PH3 → H4P2O7 → H3PO4  → P4 → Ba(H2PO2)2.

2. Рассмотрите строение аллотропных модификаций фосфора и различия в их физических и химических свойствах, в физиологическом действии. Как в промышленности получают фосфор? Как осуществляются превращения белого фосфора в красный и обратно? Какое свойство красного фосфора лежит в основе его использования в производстве спичек?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия фосфора с хлором в водном растворе; с бертоллетовой солью; с концентрированной серной кислотой при нагревании.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Mg3P2 → P4O6 → H3PO4 → P4O10 → Р4 → PH4I.

3. Как изменяются основные и восстановительные свойства водородных соединений в ряду PH3 ― AsH3 ― SbH3 ― BiH3? Ответ подтвердите уравнениями реакций, иллюстрирующими эти свойства. Как получают указанные соединения?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия белого фосфора с сульфатом меди(II) в водном растворе; с дихроматом натрия в присутствии серной кислоты; с гидроксидом калия в водном растворе при нагревании.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

POCl3 → H3PO4 → Р4О6 → BaHPO4 → P4 → KH2PO2.

4. Изобразите графические формулы молекул фосфорной, дифосфорной и трифосфорной кислот. Чему равны валентность и степени окисления атомов фосфора в них? Какие соли образуются при взаимодействии данных кислот с избытком гидроксида калия? В состав каких биологически активных веществ входят анионы указанных кислот?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида фосфора(III) c водой при охлаждении и при нагревании; с гидроксидом калия в охлажденном растворе; с концентрированной азотной кислотой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Ca3P2 → P2O5 → PH3 → Ca(H2PO4)2 → Ca3(PO4)2 → P4 .

5. Изобразите графическую формулу молекулы фосфина. Сравните термическую устойчивость, основные и восстановительные свойства фосфина с аналогичными свойствами аммиака; термическую устойчивость однотипных солей аммония и фосфония. Где в природе образуется смесь фосфина и дифосфина?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия хлорида фосфора(V) с водой; с оксидом фосфора(V); с хлоридом аммония при нагревании.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

НPO3 →NaH2PO4 → Р4О6 → H3PO4 → (CaOH)3PO4 → CaHPO4 .

6. Изобразите графическую формулу молекулы оксида фосфора(III). Каковы продукты взаимодействия этого оксида с водой при охлаждении и при нагревании? Как его получают в промышленности?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия ортофосфата гидроксокальция с ортофосфорной кислотой (в избытке); фосфора с концентрированной азотной кислотой; фосфина с нитратом серебра в растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

PCl5 → H3PO4 → CaНPO4 → P4 → H3PO→ H3PO4.

7. Изобразите графическую формулу молекулы оксида фосфора(V). Каковы химические свойства этого оксида? Какие кислоты образуются при его гидратации? Как получают оксид фосфора(V) в промышленности и где он находит практическое применение?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия дифосфорной кислоты с водой; фосфина с концентрированной азотной кислотой; термического разложения гидрофосфата аммония.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Ca2P2O7 → P4 → Ba3P2 → PH3 → H3PO4 → (CaOH)3PO4 .

8. Как изменяются кислотные и окислительные свойства высших оксидов в ряду P2O5 ― As2O5 ― Sb2O5? Ответ подтвердите уравнениями реакций. Какие вещества образуются при взаимодействии указанных оксидов с избытком раствора NaOH?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия белого фосфора с раствором гидроксида бария при нагревании; оксида фосфора(III) с водой при охлаждении; фосфористой кислоты с хлором в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Ca(PO3)2 → H3PO4 → P4 → PH3 → (CaOH)3PO4  → Ca3P2.

9. Изобразите графические формулы фосфори­стой и фосфорноватистой кислот. Чему равны валентность и степени окисления атомов фосфора в них? Какие соли образуются при взаимодействии указанных кислот с гидроксидом калия (в избытке)? Чем это можно объяснить? Как получают данные кислоты?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия гипофосфита калия с сульфатом ниекля(II) в водном растворе; оксида фосфора(III) с водой при нагревании; фосфина с хлорной кислотой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

H3PO4 → P4 → PH4I →  Ba(H2PO4)2 → P2O5 → Ba(H2PO2)2.

0. Перечислите важнейшие фосфорсодержащие удобрения и напишите уравнения реакций, использующихся для их получения. Как в агрохимии принято выражать содержание фосфора в этих удобрениях? В каком из них массовая доля оксида фосфора(V) максимальна?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида фосфора(V) с концентрированной серной кислотой; белого фосфора с гидроксидом натрия в водном растворе при нагревании; ортофосфорной кислоты с аммиаком.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Li3P → H3PO4 → P4O6→ PH4I → P4O10 → Mg3P2.

 

Т е м а  XIV

УГЛЕРОД, КРЕМНИЙ

 

1. Охарактеризуйте строение внешнего энергетического уровня атома углерода. Каковы значения валентности и степеней окисления атомов углерода в соединениях? Приведите примеры конкретных веществ. Какие аллотропные модификации образует углерод? Как и почему изменяются восстановительные свойства простых веществ в ряду C ― Si ― Ge    ― Sn ― Pb?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия кремния с гидроксидом калия в водном растворе; оксида углерода(IV) с магнием при нагревании; оксида кремния(IV) с фтороводородной (плавиковой) кислотой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

CH4 → CO2 → CO → NaHCO3 → C → Ca(НCO3)2.

2. Чем по строению и по физическим свойствам алмаз отличается от графита и от карбинов? Каковы типы гибридизации атомных орбиталей углерода в этих веществах? Как объясняется наличие электропроводности у графита и ее отсутствие у алмаза? Где используются указанные вещества?  

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия углерода с оксидом кальция; оксида кремния(IV) с избытком магния; оксида углерода(II) с железом.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

CO → Ca(HCO3)2  → COСl2 → CO2 → CH4 → CaC2.

3. Изобразите графическую формулу молекулы оксида углерода(II). Охарактеризуйте тип, виды и полярность связей в ней, механизмы их образования, полярность молекулы. Каковы химические свойства и физиологическое действие этого оксида? Как его получают и где используют? Что такое карбонилы?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида кремния(IV) с карбонатом натрия; оксохлорида углерода(IV) (фосгена) с водой; карбоната кальция с оксидом углерода(IV) в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

SiO2 → SiН4 → Na2SiO→ SiCl4 → SiО2 →  H2SiO3.

4. Изобразите графическую формулу молекулы оксида углерода(IV). Охарактеризуйте тип, виды и полярность связей в ней, тип гибридизации атомных орбиталей углерода, полярность молекулы. Каковы химические свойства указанного оксида? Как его получают и где используют? Что представляет собой «сухой лёд»?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия фторида кремния(IV) с водой; углерода с концентрированной серной кислотой; силана с гидроксидом натрия в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Si → Na2SiO3 → H4SiO4 → SiO2 → SiF4 → K2SiO3 .

5. Охарактеризуйте строение внешнего энергетического уровня атома кремния. Каковы значения валентности и степеней окисления атомов кремния в соединениях? Приведите примеры конкретных веществ. В виде каких соединений кремний встречается в природе и как его получают в промышленности?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида углерода(II) с гидроксидом натрия; оксида кремния(IV) с фтором; силиката натрия с оксидом углерода(IV) в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

CaC2 → CO2 → NH4HCO3 → BaCO3 →CO → СO(NH2)2.

6. Охарактеризуйте строение простого вещества кремния: тип кристаллической решетки, тип и вид связей, тип гибридизации орбиталей атомов кремния. Образует ли кремний аллотропные модификации? Как получают кремний в промышленности и где его используют? Каковы физические и химические свойства кремния. Ответ подтвердите уравнениями реакций.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия кремния со смесью концентрированных фтороводородной и азотной кислот; оксида углерода(IV) с аммиаком в водном растворе и в газовой фазе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

SiCl4 → Na2SiO3 → SiO2 → H4SiO4 → Si → H2[SiF6].

7. Охарактеризуйте строение оксида кремния(IV): тип кристаллической решетки, тип и вид связей, тип гибридизации орбиталей атомов кремния. Как и почему SiO2 отличается ли по своим свойствам от СО2? Каковы химические свойства оксида кремния(IV)? Какие кислоты соответствуют оксиду кремния(IV)? Что представляют собой силикагéль и «растворимые стекла»? Как их получают и где используют?

 а) Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида кремния(IV) с магнием (избыток); углерода с концентрированной азотной кислотой; кремния с фтороводородной кислотой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

SiО2 → SiH4 → SiO2 → SiС → Na4SiO4 → Mg2Si.

8. Как и почему изменяются термическая устойчивость и восстановительные свойства веществ в ряду CH4 ― SiH4 ― GeH4 ― SnH4 ― PbH4? Как эти вещества называются и как их можно получить? Ответ подтвердите уравнениями реакций.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия хлорида кремния(IV) с цинком; карбоната калия с оксидом углерода(IV) в водном растворе; силана с водным раствором гидроксида бария.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

CaCO3 → CO → NaHCO3 → C → CO2 → COCl2.

9. Какие процессы происходят при растворении оксида углерода(IV) в воде? Какая кислота соответствует этому оксиду? Охарактеризуйте ее свойства. Какие соли угольной кислоты встречаются в природе? Как в промышленности получают гидрокарбонат и карбонат натрия? Где используются эти вещества? Как карбонаты превращаются в гидрокарбонаты и наоборот?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида кремния(IV) с карбонатом калия; карбида кальция с водой; оксохлорида углерода(IV) (фосгена) с гидроксидом натрия в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

SiН4 → Mg2Si → SiCl4 → H4SiO4 → SiO2 → SiC .

0. Какие вещества используются для изготовления стекла? Какие реакции осуществляются при его получении? Каков примерный состав оконного стекла? Чем по составу оно отличается от кварцевого стекла? Почему в стеклянной посуде нельзя хранить концентрированные растворы щелочей и фтороводородную кислоту?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия силицида магния с хлороводородной кислотой; оксида углерода(II) с перманганатом калия в присутствии серной кислоты; оксида кремния(IV) с фтороводородной кислотой (избыток).

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Mg2Si → Si → Na2SiO3 → SiO2 → SiCl4 → SiC.

 

Т е м а  XV

МЕТАЛЛЫ ГРУПП «А» (ГЛАВНЫХ ПОДГРУПП)

 

1. Перечислите элементы А-групп, атомы которых образуют простые вещества – металлы? К каким электронным семействам они относятся? Каковы общие признаки атомов металлов групп А? Какие типы связей характерны для этих элементов в простых и в сложных веществах?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия алюминия с гидроксидом калия в водном растворе; свинца с концентрированной азотной кислотой; нитрида магния с водой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

SnO2 → Sn → K2[Sn(OH)4] → SnCl4 → H2SnO3 → Mg2Sn.

2. Какие степени окисления характерны для атомов элементов IА-группы? Опишите физические и химические свойства соответствующих простых веществ. Перечислите важнейшие природные соединения натрия и калия и приведите уравнения реакций получения указанных металлов. Где они находят практическое применение? Какова биологическая роль соединений натрия и калия?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия олова с гидроксидом натрия в водном растворе; оксида свинца(IV) с сульфатом марганца в присутствии серной кислоты; гидрида кальция с водой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

 Al(NO3)3→ KAlO2 → Al2O3 → Al(OH)3 → K3[Al(OH)6] → Al2(SO4)3.

3. Какие степени окисления характерны для атомов элементов IIА-группы? Опишите физические и химические свойства соответствующих простых веществ. Перечислите важнейшие природные соединения магния и кальция и приведите уравнения реакций получения указанных металлов. Где они находят применение? Какова биологическая роль соединений магния и кальция?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия бериллия с гидроксидом калия в водном растворе; оксида кальция с углеродом (избыток); висмутата натрия с хлороводородной кислотой (конц. раствор).

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Pb → Pb(NO3)2 → PbO → K2[Pb(OH)4] → PbО2 → PbСl2.

4. К какому электронному семейству относятся металлы IIIA-группы? Какие степени окисления характерны для их атомов в соединениях? Как изменяется устойчивость соединений указанных элементов в их высшей степени окисления в группе по мере увеличения атомных номеров? Охарактеризуйте физические и химические свойства алюминия. Перечислите важнейшие природные соединения алюминия и приведите уравнения реакций его получения.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия пероксида натрия с горячей водой; нитрата висмута(III) с тетрагидроксостаннатом(II) калия; олова с хлороводородной кислотой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

CaH2 → Ca(HCO3)2 → CaO → Ca3N2 → CaSO4 → Ca.

5. Какими химическими свойствами обладают оксиды и гидроксиды элементов IА-группы? Как и почему изменяются эти свойства в группе по мере увеличения атомных номеров элементов? Опишите способы получения оксидов и гидроксидов лития, натрия и калия. Какие соединения указанных элементов находят широкое практическое применение? Приведите примеры.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия олова с разбавленной азотной кислотой; оксида свинца(II) с хлором в присутствии гидроксида калия; висмута с концентрированной серной кислотой.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

КОН → К2O  → К → КO2 → K2SO4 → КОН.

6. Какими химическими свойствами обладают оксиды и гидроксиды элементов IIА-группы? Как и почему изменяются эти свойства в группе по мере увеличения атомных номеров элементов? Опишите способы получения оксидов и гидроксидов магния, кальция и бария. Какие соединения указанных элементов находят широкое практическое применение? Приведите примеры.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия алюминия с очень разбавленной азотной кислотой; нитрида магния с водой; свинца с гидроксидом рубидия в водном растворе.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Na2СО3 → Na2O → NaН → Na3Р → NaOH → Na.

7. Какими химическими свойствами обладают оксиды и гидроксиды элементов IIIА-группы? Как эти свойства изменяются в группе по мере увеличения атомных номеров элементов? Охарактеризуйте кислотно-основные свойства оксида и гидроксида алюминия. Как получают эти его соединения и где они используются?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия хлорида алюминия с карбонатом натрия в водном растворе; гидрида кальция с бромоводородной кислотой; термического разложения нитрата олова(II).

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Mg2Sn → SnH4 → Na2SnO3 → SnS2 → Sn(NO3)2 → SnO2.

8. К какому электронному семейству относятся металлы IVA-группы? Какие степени окисления характерны для их атомов в соединениях? Как изменяется устойчивость соединений указанных элементов в их высшей степени окисления в группе по мере увеличения атомных номеров? Охарактеризуйте физические и химические свойства олова. Перечислите важнейшие природные соединения олова и приведите уравнения реакций его получения.

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия пероксида натрия с горячей водой; тетрагидроксоалюмината калия с серной кислотой (избыток); хлорида олова(II) с хлоридом ртути(II).

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

К23 → K → КO3 → KOH →KH → K2СО3.

9. Какими химическими свойствами обладают оксиды и гидроксиды элементов IVА-группы? Как эти свойства изменяются в группе по мере увеличения атомных номеров элементов? Охарактеризуйте кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства оксидов и гидроксидов свинца. Как получают эти его соединения и где они используются? Что представляет собой «свинцовый сурик»?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия германия с пероксидом водорода в присутствии гидроксида калия; пероксида бария с серной кислотой в водном растворе; оксида бериллия с карбонатом натрия.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:                                                      

Al → KAlO2 → Al2O3 → K3[Al(OH)6] → Al(ОН)3 → Al.

0. Какие типы химической связи и какие типы кристаллической решетки характерны для водородных соединений металлов IA – IVA-групп? Приведите соответствующие примеры. Как получают эти гидриды? Как изменяются основные и восстановительные свойства гидридов щелочных и щелочноземельных металлов в группах по мере увеличения атомных номеров элементов?

а) Составьте уравнения реакций взаимодействия оксида олова(IV) с гидроксидом калия; надпероксида калия с водой; термического разложения нитрата бериллия.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:                                                      

Pb → Pb(OH)2 → PbO2 → Pb3O4 → PbCl2 → H2[PbCl6].

 

Т е м а  ХVI

МЕТАЛЛЫ ГРУПП «В» (Побочных подгрупп)

 

1. Чем определяется принадлежность элементов к d- и f-электронным семействам? Сравните характер изменения атомных радиусов, энергий ионизации и электроотрицательности элементов в группах А и В.

а) Рассмотрите электронное строение атома марганца и определите его возможные степени окисления. Охарактеризуйте кислотные и окислительные свойства высшего оксида марганца. Составьте в молекулярной и ионно-молекулярной формах уравнения реакций взаимодействия перманганата калия с пероксидом водорода в кислой, нейтральной и сильнощелочной средах.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

FeСl3 → Fe(ОН)2 → Fe(OH)3 → NaFeO2 → Fe(NO3)3 → Fe3O4 .

2. Сравните электронное строение атомов хрома и серы и объясните причины различия свойств образуемых ими простых и сложных веществ. В какой степени окис­ления атомы этих элементов образуют схожие по свойствам однотипные соединения? Как это можно объяснить? Как влияет величина степени окисления атомов хрома на кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства его гидроксидов? Приведите уравнения соответствующих реакций.

а) Какие процессы происходят при пропускании избытка газообразного аммиака в водные растворы сульфатов меди(II), железа(III) и хрома(III)? Напишите уравнения соответствующих реакций и назовите вещества.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

CuS → Cu(OH)2 → (CuOH)2SO4 → CuS → CuCl2 → CuI .

3. Сравните электронное строение атомов хлора и марганца и объясните причины различия свойств образуемых ими простых и сложных веществ. В какой степени окис­ления атомы этих элементов образуют схожие по свойствам однотипные соединения? Как это можно объяснить? Приведите примеры такого сходства.

а) В виде каких частиц Cr(III) содержится в сильнокислых и в сильнощелочных водных растворах? Какие процессы происходят при постепенном добавлении раствора NaOH к подкисленному раствору хлорида хрома(III)? Составьте уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах и назовите вещества.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

MnSO4 → HMnO4 → MnO2 → K2MnO4 → KMnO4 → Mn(OH)2 .

4. Рассмотрите электронное строение атома железа и определите его возможные степени окисления. В какой из них железо образует наиболее устойчивые соединения? Какими химическими свойствами обладает железо? Как изменяются кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства гидроксидов железа с повышением степени его окисления? Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.

а) Напишите уравнения реакций взаимодействия дихромата калия с сульфидом калия в нейтральном растворе при нагревании; дихромата натрия с сульфитом натрия в растворе, содержащем серную кислоту; термического разложения дихромата аммония.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Cr2O3 → K2Cr2O7 → Cr(OH)3 → NaCrO2 → Na2CrO4 → CrO3 .

5. Рассмотрите электронное строение атома меди и определите его возможные степени окисления. В какой из них медь образует наиболее устойчивые соединения? Охарактеризуйте химические свойства меди. Сравните устойчивость и кислотно-основные свойства ее оксидов и гидроксидов, напишите уравнения соответствующих реакций. Где используются медь и ее соединения? Перечислите важнейшие из них.

а) Какие из ионов –  или  более устойчивы в кислой среде; в щелочной среде? Напишите уравнения реакций взаимодействия в водных растворах хромата калия с серной кислотой; дихромата натрия с гидроксидом натрия; дихромата натрия с хлоридом бария.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Zn → Na2[Zn(OH)4] → Zn(OH)2 → ZnS → Na2ZnO2 → ZnO .

6. Рассмотрите электронное строение атома хрома и определите его возможные степени окисления. В какой из них хром образует наиболее устойчивые соединения? Охарактеризуйте термическую устойчивость, кислотные и окислительные свойства оксида хрома(VI). Какие кислоты ему соответствуют? Как соли этих кислот превращаются друг в друга?

а) Как в промышленности получают перманганат калия?

Какое влияние оказывает величина рН растворов на окислительные свойства перманганата калия? В какой среде они выражены наиболее сильно? Напишите уравнения реакций взаимодействия перманганата калия с сульфитом натрия в присутствии гидроксида натрия; в присутствии серной кислоты; в нейтральном водном растворе. Какие вещества образуются при термическом разложении перманганата калия; оксида марганца(IV)?

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Сu(NO3)2 → CuCl2 → Cu2S → CuSO4 → CuS → Cu(OH)2 .

7. Рассмотрите электронное строение атома цинка. Какую единственную степень окисления проявляет цинк в своих соединениях? Почему? Охарактеризуйте химические свойства цинка, его оксида и гидроксида. Какова роль цинка в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений?

Каков характер воздействия кадмия, ртути и их растворимых соединений на живые организмы? Как можно обезвредить пролитую ртуть?

а) Охарактеризуйте взаимодействие железа, кобальта и никеля с азотной, серной соляной и фосфорной кислотами. В контакте с какими из перечисленных кислот железо пассивируется? В каких условиях указанные металлы реагируют с водой? Напишите уравнения соответствующих реакций.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Cr2O3 → CrSO4 → K3[Cr(OH)6] → K2CrO4 → CrO3 → (NH4)2Cr2O7 .

8. Как изменяются кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства оксидов и гидроксидов хрома с повышением степени его окисления? Какие продукты образуются при термическом разложении оксида хрома(VI); дихромата аммония; нитрата хрома(III)? Напишите уравнения соответствующих реакций.

а) Сравните устойчивость перманганата и манганата калия в водных растворах. Напишите уравнение реакции взаимодействия манганата калия с водой. Почему разложение соли усиливается при пропускании в ее раствор оксида углерода(IV) или при добавлении растворов кислот? Как можно замедлить разложение манганатов в растворах? Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

FeS2 → Fe2(SO4)3 → Fe2О3 → NaFeO2 → Fe(OН)3 → Na2FeO4 .

9. Как и почему в группах по мере увеличения атомных номеров изменяются устойчивость, кислотные и окислительные свойства высших оксидов и гидроксидов d-элементов? Сравните эту закономерность с аналогичной для p-элементов. Какой из оксидов – CrO3, MoO3 или WO3 – является наиболее сильным окислителем? У какого из оксидов – Mn2O7, Re2O7 или Tc2O7 –  наиболее слабо выражены кислотные свойства?

а) Какое равновесие устанавливается в водных растворах дихроматов? Почему при взаимодействии в растворах солей бария с хроматами и дихроматами образуются осадки одинакового состава? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионно-молекулярных формах.

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

Zn → Na2[Zn(OH)4] → Zn(OH)2 → ZnS → Na2ZnO2 → Zn(NO3)2 .

0. Каковы особенности строения атомов d-элементов, отличающие их от s- и p-элементов? Какие электроны являются валентными в атомах d-элементов? Всегда ли высшие степени окисления d-элементов численно равны номерам соответствующих групп? Приведите примеры. Почему катионы и атомы d-элементов являются типичными комплексообразователями, образующими наиболее прочные  комплексные частицы?

 а) Перечислите важнейшие природные соединения железа. Какие химические реакции используются для его промышленного получения? Как получают особо чистое «карбонильное» железо? Чем по составу и механическим свойствам чугун отличается от стали? Какие компоненты входят в состав нержавеющих сталей?

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

MnO2 → Mn(OH)2 → HMnO4 → MnCl2 → MnO2 → KMnO4 .

 

Т е м а  ХVII

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

 

При выполнении задания используйте данные таблицы 2

 (Приложение 2)

 

1. Какие соединения называются комплексными? Каковы особенности их состава и строения? Напишите координационные формулы комплексных соединений, соответствующих следующим сочетаниям их компонентов:

NH3 · HCl, CrCl3 · 5H2O, Cu(OH)2 · 4NH3, 2KF · BeF2, Fe(CN)2 · 4KCN.

а) Назовите по международной номенклатуре комплексные  соединения:

K[Cr(NH3)2(NCS)4]; [Fe(H2O)3(NO2)SO4]; [Co(NH3)4CO3]3PO4 .

Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

K2[CuCl4] + 4NH3 ↔ [Cu(NH3)4]Cl2 + 2KCl ?

2. Что представляет собой внутренняя сфера комплекса? Атомные частицы каких элементов чаще всего являются комплексообразователями? Что характеризует координационное число комплексообразователя? Какие значения оно принимает и от каких факторов зависит его величина? Как связано координационное число комплексообразователя с пространственным расположением лигандов в его координационной сфере?

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: нитрат карбонатоакватриамминкобальта(III); дибромотетра­цианоплатинат(IV) калия; сульфатотиоцианотриаквахром(III). Чему рав­ны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электроли­тической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

K[Ag(NO2)2] + 4KCN ↔ K3[Ag(CN)4]+ 2KNO2 ?

3. Какие частицы выступают в роли лигандов? Чем они схожи по химическому составу? Что характеризует дентатность лигандов и от каких факторов зависит ее величина? Приведите примеры электронейтральных и заряженных лигандов с разной (постоянной и переменной) дентатностью.

а) Составьте формулы всех комплексных соединений, в состав которых могут входить следующие ионы: NH4+, [BeF4]2–, [Fe(CN)6]3–, [Cr(H2O)5CN]2+, [Cu(NH3)4]2+.

Назовите следующие комплексные соединения:

[Co(H2O)4(CO3)]2SO4; [Pt(NH3)2Cl2]; Na[Cr(NH3)2(SO4)2] .

Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

2Na[Ag(CN)2] + 4Na2S2O3 ↔ 2Na3[Ag(S2O3)2] + 4NaCN?

4. Какие виды изомерии присущи комплексным соединениям? Приведите примеры соответствующих изомеров комплексных соединений.

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: тетранитродиамминкобальтат(II) натрия; нитрат дихлоро­акватриамминхрома(III); сульфатотетрацианоплатинат(IV) калия; тринитроаквадиамминхром(III). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

[Co(NH3)6](NO3)3 + 6NaCN ↔ Na3[Co(CN)6] + 3NaNO3?

5. Какие комплексные соединения относятся к катионным? Приведите примеры указанных комплексов, в которых лигандами являются только молекулы; молекулы и анионы. Напишите уравнения реакций образования этих комплексов.

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: бромид сульфатопентаамминкобальта(III); дикарбонатоцианоаквахромат(III) аммония; динитрофторотриамминкобальт(III). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

К3[Fe(CN)6] + 6KF ↔ К3[FeF6] + 6KCN ?

6. Какие комплексные соединения относятся к анионным? Приведите примеры указанных комплексов, в которых лигандами являются только анионы; анионы и молекулы. Напишите уравнения реакций образования этих комплексов.

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: тиосульфатодицианоаргентат(I) аммония; нитрат карбонато­акватриамминхрома(III); сульфатоцианотриаквакобальт(III). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

[Co(NH3)4]SO4 + 4KNCS ↔ K2[Co(NCS)4] + 4NH3 + K2SO4?

7. Какие комплексные соединения относятся к нейтральным; к катионно-анионным? Приведите примеры указанных комплексов и напишите уравнения реакций их образования.

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: фтородитиоцианотриакважелезо(III); дикарбонатодиамминкупрат(II) калия; сульфат цианопентааквацинка. Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

[Ag(NH3)2]Cl + 4KSCN ↔ K3[Ag(SCN)4]  + KCl?

8. В каком виде находятся комплексные соединения в водных растворах? В чем заключается первичная диссоциация комплексных соединений? В случае каких комплексов она отсутствует?

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: фосфатотрицианоалюминат аммония; сульфат нитропентаамминникеля(II); сульфитотиоцианотриаквахром(III). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

[Ag(NH3)2]NO3 + 2Na2S2O3 ↔ Na3[Ag(S2O3)2] + 2NH3 + NaNO3 ?

9. В чем заключается вторичная диссоциация комплексных соединений в водных растворах? Чем она принципиально отличается от первичной диссоциации? Что представляет собой и что характеризует общая константа нестойкости комплексной частицы? Как она связана с постадийными (ступеньчатыми) константами диссоциации?

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: дисульфатодиамминхромат(III) аммония; фосфат гидроксопентааквакадмия; хлоронитродиамминртуть(II). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

K2[HgCl4] + 4KI ↔ K2[HgI4] + 4KCl ?

0. Чем принципиально отличается диссоциация комплексных соединений в растворах от диссоциации двойных солей? Покажите это на примерах гексацианоферрата(III) калия и гексагидрата сульфата железа(II) – аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярной формах уравнения реакций обмена между сульфатом меди(II) и гексанитрокобальтатом(III) натрия; пентанитроаквахроматом (III) калия и хлоридом железа (II).

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: дигидроксоиодоплюмбат(II) аммония; сульфат сульфито­тетрааквакобальта(III); динитроакваамминплатина(II). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

Na2[Hg(CN)4] + 4NaSCN ↔ Na2[Hg(SCN)4] + 4NaCN ?

RSS-материал