Общая химия 5 вариант
Контрольная работа по общей и неорганической химии, 5 вариант (20 задач)
1–20. Составьте электронные формулы атома А и электронно-графические схемы атома Б (в возбужденном состоянии) и иона В (табл. 2). Укажите их ковалентность. Определите набор квантовых чисел последнего электрона элемента А.
Номер задания
А
Б
В
5
Te
Al*
Zn2+
21–40. Исходя из положения указанных элементов (табл. 3) в Периодической системе, охарактеризуйте свойства высших оксидов и соответствующих гидроксидов (кислот или оснований). Какие основания или кислоты из данных пар являются более сильными? Ответ обоснуйте.
45. Поясните термин «кратность» химической связи и приведите примеры молекул, содержащих ординарные, двойные и тройные связи. Отметьте в приведенных структурных формулах молекул σ- и π-связи.
61–80. Для реакции, соответствующей Вашему номеру задания (табл. 4), рассчитайте:
1. Тепловой эффект реакции при стандартных условиях (∆H0r,298). Выделяется или поглощается тепло при протеканииреакции? Эндо- или экзотермической является данная реакция?
2. Изменение энтропии реакции при стандартных условиях(∆S0r,298).
3. Изменение энергии Гиббса реакции, протекающей приT1 = 298 К (∆Gr0,298) и температуре T2 (∆Gr T), считая, что ∆H0r и ∆S0r не зависят от температуры. Укажите, какой фактор – энтальпийный или энтропийный – определяет знак ∆G0r,298 и ∆Gr T. Сделайте вывод о влиянии температуры на вероятность самопроизвольного протекания процесса в прямом направлении.
Все термодинамические расчеты необходимо выполнять с использованием температуры по шкале Кельвина.
Номер задания
Реакция
Т2°, С
65
MgCO3(т) = MgO(т) + CO2(г)
700
81–100. Для реакции, соответствующей Вашему номеру задания (табл. 5), выполните следующее:
1. Напишите уравнение для скорости прямой реакции согласно закону действующих масс.
2. Определите, как изменится скорость прямой реакции в следующих условиях:
а) если концентрацию каждого из исходных веществ увеличить в а раз;
б) если объем исходных веществ увеличить в b раз.
3. Определите, как изменится скорость этой реакции при повышении температуры от Т1 до Т2 с заданным значением γ.
Номер задания
Реакция
a
b
γ
T1
T2
85
2CuS(т) + 3O2(г) = 2CuO(т) + 2SO2(г)
2
2
4
15
55
101–120. Для реакции, соответствующей Вашему номеру задания (табл. 6), выполните следующее:
1. Рассчитайте константу равновесия KC и первоначальные концентрации исходных веществ, учитывая заданные значения равновесных концентраций (все вещества – газообразные).
2. На основании принципа смещения равновесия ЛеШателье определите, как влияют на смещение равновесия в реакции давление, температура и концентрации веществ, участвующих в реакции. Определите условия наиболее полного протекания реакции в прямом направлении.
Номер задания
Уравнения реакции
Равновесные концентрации, моль/дм3
105
2SO3 →2SO2 + O2; ∆Н0 > 0
[SO3] = 0,05; [SO2] = 0,2; [O2] = 0,1
125. Для осаждения в виде AgCl всего серебра, содержащегося в 100 см3 раствора AgNO3, потребовалось 50 см3 0,2 н. раствора НCl. Чему равна нормальная концентрация раствора AgNO3? Какое количество (г) AgCl выпало в осадок?
141–160. Определите общую жесткость воды, карбонатную и некарбонатную, а также рассчитайте солесодержание природной воды. Данные для расчета указаны в табл. 7. Охарактеризуйте основные методы устранения жесткости воды. Составьте уравнения соответствующих реакций.
Номер задания
Объем воды, дм3
Масса соли, мг
Ca(HCO3)2
Mg(HCO3)2
MgSO4
CaCl2
NaCl
145
10
2835
-
900
-
1200
161–180. Определите степень диссоциации α, константу диссоциации Kд, концентрацию ионов водорода [Н+], гидроксид- ионов [ОН–] и рН по заданным условиям в табл. 8 (величины, которые нужно определить, обозначены через х). Для многоосновных слабых электролитов в расчетах учитывайте первую ступень диссоциации. Как изменится рН раствора, если разбавить раствор в 2 раза?
Номер задания
Вещество
Концентрация раствора
α
Кд
[H+], моль/дм3
[ОH-], моль/дм3
рН
165
HNO2
х, г/дм3
х
5,1*10-4
0,23*10-2
-
x
181–200. Укажите, какие из приведенных ниже солей подвергаются гидролизу, напишите молекулярные, ионные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения гидролиза и, используя данные табл. 9, вычислите константу гидролиза Kг, степень гидролиза β и рН водных растворов солей заданной концентрации С по первой ступени гидролиза.
Номер задания
Соли
С, моль/дм3
185
KI, NH4Br, Na3РO4, FeC2O4
10-2
205. Золь кремниевой кислоты получен при взаимодействии растворов K2SiO3 и HCl. Напишите формулу мицеллы золя и определите, какой из электролитов был в избытке, если частицы (гранулы) золя в электрическом поле движутся к аноду.
221–240. В уравнениях окислительно-восстановительных реакций, соответствующих Вашему номеру задания (табл. 11), расставьте коэффициенты. Для реакции а используйте метод электронного баланса, а для реакции б – ионно-электронный метод. В каждой реакции определите окислитель и восстановитель. Вычислите ЭДС и константу равновесия реакции б. Определите направление и полноту протекания реакции в стандартных условиях. Значения стандартных электродных окислительно-восстановительных потенциалов приведены в прил., табл. П.5.
Номер задания
Уравнения реакций
225
а) FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
б) K2Cr2О7 + Н2S + Н2SО4 → S + Сr2(SO4)3 + K2SO4 + …
245. Гальванический элемент состоит из стандартного цинкового и стандартного хромового электродов. Определите ЭДС и напишите уравнения процессов на аноде и катоде. Рассчитайте, при какой концентрации ионов Cr3+ ЭДС этого элемента будет равна нулю.
261–280. Составьте схему электролиза раствора (табл. 12). Напишите уравнения процессов, протекающих на электродах. Катодный процесс подтвердите расчетом. Рассчитайте массы веществ, выделившихся на электродах, при пропускании через раствор тока силой 1 А в течение 1 ч. Парциальное давление водорода в воздухе равно 5·10–7 атм. Значения стандартных электродных потенциалов металлов приведены в прил., табл. П.4.
Номер задания
Раствор
рН
[Men+], моль/дм3
Электроды
Перенапряжение водорода η, В
Анод
Катод
265
FeSO4
4
0,1
Платина
Платина
0,23
281–300. Для металла, соответствующего Вашему номеру задания (табл. 13), выполните следующее: 1. Напишите электронную формулу. Укажите возможные степени окисления элемента. Определите ковалентность. При- ведите примеры типичных соединений в данных степенях окисления (оксиды, гидроксиды, соли). 2. Напишите уравнения реакций, характеризующих взаимодействие металла:
а) с простыми веществами (кислородом, серой, галогенами);
б) с растворами солей, оснований;
в) с разбавленной азотной кислотой;
г) с разбавленной соляной кислотой.
Возможность реакции в, протекающей в стандартных условиях, и реакции г, протекающей при парциальном давлении водорода H2 P = 5·10–7атм и концентрации HCl 0,01 моль/дм3 , подтвердите расчетом.
3. Составьте уравнения реакций получения заданного металла в чистом виде из природного соединения или руды, используя один из промышленных методов (гидрометаллургический, металлотермический, пирометаллургический электрометаллургический, электрогидрометаллургический).
Номер задания
Металл
285
Титан
301–320. Осуществите превращения, указанные в цепочке. Для оксидов и гидроксидов данного металла укажите, какие кислотно-основные или окислительно-восстановительные свойства они проявляют в приведенных реакциях.
305. Mn →MnO2→HCl (конц) X1 →KMnO4 → Н2SO4(конц) X2 → MnO 2
321–340. Два металла находятся в контакте друг с другом (табл. 14). Какой металл из заданной пары будет подвергаться коррозии? Определите термодинамическую возможность коррозии этого металла с указанной деполяризацией при заданном значении рН (Т = 298 К). Концентрация ионов металла в водном растворе 0,001 моль/дм3 . Парциальные давления водорода и кислорода имеют следующие значения: P H2 = 5 · 10–7 атм, PO2 = 0,21 атм. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на анодном и катодном участках. Для защиты данного металла от коррозии подберите анодное и катодное покрытия и составьте уравнения процессов, про- исходящих при нарушении данного покрытия в растворе соляной кислоты.
Номер задания
Металл
рН
Деполяризация
325
Sn - Ag
5
Кислородная
345. Германиевый полупроводник плотностью 5,3 г/см3 легируют бором до содержания 1·1018 атомов бора в 1 см3 германия с образованием твердого раствора замещения. Определите содержание (мас. %) бора в германии. Укажите тип примесной проводимости полупроводника с учетом электронного строения атомов германия и бора.
365. Полимеризацией хлоропрена СН2=СН–ССl=СН2 получают хлоропреновый каучук, характеризующийся высокой устойчивостью к действию света, теплоты и растворителей. Составьте уравнение полимеризации хлоропрена и формулу структурного звена полимера.
385. Вычислите массу Na2CO3, если на титрование соли в реакции с образованием CO2 израсходовано 22,35 см3 0,2 М раствора HCl
