Составление химических уравнений

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТИХООКЕАНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра химии

Контрольная работа

по химии

Задача 1

Масса 2 · 10-3 м³ газа (н.у.) равна 2,35 г. Вычислите относительную молекулярную массу газа и массу одной молекулы газа.

Решение=2*10⁻³ м³= 2 л

=V/Vм=2/22,4=0,0892 моль

M¹ (относительная молекулярная масса)=M(молярная масса) =m/v=2,35/0.0892=26,3

(кол-вомолекул)=v*Nа=0,09*6,02*10²³=5,418*10²² молекул(масса одной молекулы)=m/N=2,35/(5,418*10²²)=4,39*10⁻²³г

Ответ: M¹=26,3, m₀=4.39*10⁻²³г

Задача 2

Сколько протонов и нейтронов содержат ядра изотоповMg иMg? Составьте электронную формулу данного атома, подчеркните валентные электроны. Распределите электроны этого атома по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится этот элемент?

Решение

Порядковый номер элемента в периодической системе совпадает с величиной заряда ядра, т.е. индекс внизу слева символа элемента указывает на количество протонов в ядре, следовательно, в ядрах изотопов магния имеется 12 протонов. Число нейтронов равняется разности между массовым числом (индекс вверху слева символа) и порядковым номером элемента, следовательно, в ядрах изотопа Mg находится 12 нейтронов (24 - -12 = 12), а Mg - 13 нейтронов (25 - 12 = 13).

Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням и подуровням. При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он будет обладать наименьшей энергией. Так как число электронов в атоме элемента равно заряду ядра, т.е. его порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева, то для элемента № 12 - магния электронная формула, согласно шкале энергии, будет ₁₂Mg 1s²2s²2p⁶3s²

Электронографические схемы отображают распределение электронов атомов по квантовым (энергетическим) ячейкам. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположными спинами (принцип Паули). Орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами (правило Хунда)

Последний, 12-й электрон атома магния занимает s-орбиталь, следовательно, магний относится к s-электронному семейству.

Задача 3

Исходя из закономерностей периодической системы, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание: NaOH или RbOH,Ca(OH)₂ ИЛИ Cu(OH)₂, Zn(OH)₂ или Sr(OH)₂?

Решение

.        RbOH - сильнее, так как сверху вниз по группе усиливаются основные свойства гидроксидов.

.        Ca(OH)₂ - сильнее, это - щелочь, гидроксид s- элемента
Cu(OH)₂ -гидроксид d- элемента.

.        Sr(OH)₂ сильнее, это - щелочь, гидроксид s- элемента,
Zn(OH)₂ - амфотерный гидроксид d- элемента.

Задача 4

Значение энтальпии растворения в воде Na₂CО₃= -25,1 кДж/моль, a у Na₂CO₃*10H₂O= +66,934 кДж/моль.

Вычислить энтальпию гидратации Na₂CO₃.

Решение

По закону Гесса: тепловой эффект (изменение энтальпии) химической реакции зависит только от начального и конечного coстояния участвующих в реакции веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.створение Na₂CO₃ в воде можно изобразить следующими процессами:

Na₂CO₃ + 10 H₂O = Na₂CO₃*10H₂O + ∆ H1₂CO₃*10H₂O + (n - 10) H₂O = Na₂CO3*nH₂O + ∆ H₂ (+66.934 кДж/моль)

Суммарная реакция:

Na₂CO₃ + n H₂O = Na₂CO₃*nH₂O + ∆ H₃ (-25.1 кДж/моль)

Из закона Гессa следует:

∆H3 = ∆H1 + ∆H2.

Отсюда: ∆ H1 = - 25,1 - 66,934 = - 92,034 кДж/моль

Задача 5

При увеличении температуры на 30 градусов скорость реакции возросла в 64 раза. Вычислите температурный коэффициент реакции.

Решение

Дано:

Т = 30 °С

 = 64

Расчёты:

Преобразуем уравнение Вант-Гоффа  в соответствии с условием задачи и рассчитаем значение температурного коэффициента:

= 4

Ответ:  = 4.

Задача 6

В каком направлении произойдет смещение равновесия при понижении давления в системах:

N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃

SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃

Напишите выражение констант равновесия данных систем.

Решение

N₂+3H₂=2NH₃

Кр=[ NH₃]²/[ H₂]³[N₂]

При понижении давления химическое равновесие смещается в сторону увеличения количеств газообразных веществ. В данной реакции из 4-х моль газообразных веществ образуется 2 моль, поэтому при понижении давления равновесие сместится влево, т.е. в сторону обратной реакции.

2SO₂+O₂=2SO₃

Кр=[ SO₃]²/[ SO₂]²[O₂]

При понижении давления химическое равновесие смещается в сторону увеличения количеств газообразных веществ. В данной реакции из 3-х моль газообразных веществ образуется 2 моль, поэтому при понижении давления равновесие сместится влево, т.е. в сторону обратной реакции.

Задача 7

Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:

S² + 2H⁺ = H₂S₂ + OH^- = NO₂^- + H₂O⁺ + Cl^- = AgCl.

Решение

К⁺+S^2-+2H⁺+2Сl^-=H₂S+2К⁺+2Сl^-

К₂S+2HСl=H₂S+2КСl

HNO₂+OH^-=NO^-₂+H₂O₂+Na⁺+OH^-=Na⁺+NO^-₂+H₂O₂+NaOH=NaNO₂+H₂O

Ag⁺+NO^-3+Na⁺+Cl^-=AgCl+ Na⁺+ NO^-3₃+NaCl=AgCl+ NaNO₃

Задача 8

На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнения, укажите окислитель и восстановитель.

H₂O₂→ H₂O + O₂

KMnO₄ + NaSO₃ + H₂SO₄ → MnSO₄ + K₂SO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

Решение

Н₂О^-₂→ Н₂О^-2 + О⁰₂

О^-₂+2е→ 2О^-2│1- окислитель, реакция восстановления

О^-₂-2е→ О₂⁰│1- восстановитель, реакция окисления

2Н₂О₂→ 2Н₂О + О₂⁺⁷O₄+Na₂S⁺⁴O₃+H₂SO₄→Mn⁺²S⁺⁶O₄+K₂SO₄+ Na₂SO₄+H₂O⁺⁷+5e →Mn⁺²│2- окислитель, реакция восстановления

S⁺⁴-2e→S⁺⁶│5- восстановитель, реакция окисления

2KMnO₄+5Na₂SO₃+3H₂SO₄→2MnSO₄+K₂SO₄+ 5Na₂SO₄+3H₂O

Задача 9

В какой пробирке происходит реакция при внесении кадмиевых пластинок в растворы хлоридов железа (II) и кобальта (II). Напишите молекулярные и электронные уравнения реакций.

Решение

Протекание окислительно-восстановительной реакции возможно, если потенциал окислителя больше потенциала восстановителя Е_ок-ля > Е_восст

В данной реакции окислителями являются ионы железа и кобальта, а восстановителем атомы кадмия и ионы хлора. Сравним потенциалы всех участников химической реакции:

Е⁰Сd= -0.40B

Е⁰Fe²⁺=-0.44B

Е⁰Сo²⁺=-0.28B

Е⁰Cl2/Cl-=1.358B

Согласно значениям электродных потенциалов возможна реакция только в пробирке с хлоридом кобальта:

Сd+СoCl2→CdCl2+Co

Задача 10

Почему химически чистый цинк обнаруживает большую стойкость против коррозии, чем технический? Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов, протекающих при коррозии технического цинка в кислой среде.

Решение

Химически чистый цинк более устойчив против коррозии, потому, что не содержит примесей. Примеси в техническом цинке в среде электролита приводят к образованию гальванических элементов и как следствие этого к электрохимической коррозии. Примеси являются катодными зонами, а атомы цинка являются анодными зонами.

Составим схему гальванического элемента:

(-) ZnïH⁺ ï Zn (+)

Электродные процессы:

газ атом химический анодный

- Анод (Zn) Zn⁰ - 2ē ® Zn²⁺окисление

Катод (Zn) H⁺+2ē ® H₂восстановление⁰+ 2H⁺ = Zn²⁺+H₂

Используемая литература

1.      Глинка Н.Л. Общая химия. - Л.: Химия, 1985.

.        Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. - М.: Высшая школа, 1985.

.        Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1988.

.        Лучинский Г.П. Курс химии. - М.: Высшая школа, 1985.

.        Некрасов Б.В. Учебник общей химии.- М.: Химия, 1981.

.        Кудрявцев А.А. Составление химических уравнений. - М.: Высшая школа, 1979.

.        Васильева В.Г., Грановская А.А., Теперова А.А. Лабораторные работы по общей и неорганической химии. - М.: Химия, 1979.

.        Никитин Д.П. Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. М.: высшая школа, 1980.

.        Бокрис Д.О. Химия окружающей среды. - М.: Химия, 1982.