АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра промышленной теплоэнергетики

ХИМИЯ

Методические указания для выполнения самостоятельной работы

(для студентов очной формы обучения специальности 050717 – Теплоэнергетика)

Алматы 2006

СОСТАВИТЕЛИ: К. С. Идрисова, А. А. Туманова. Химия. Методические указания для выполнения самостоятельной работы (для студентов очной формы обучения специальности 050717- Теплоэнергетика). – Алматы: АИЭС, 2006 – 46 с.

Задания для СРС по химии предназначены для студентов 1 курса бакалавриата специальности 050717 – Теплоэнергетика и содержат задания для самостоятельной работы по курсу «Химия».

Библиогр. - 5 назв.

Рецензент: канд. хим. наук, доц. КазНУ имени аль-Фараби А. А. Мусабекова

Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2006 г.

Введение

Настоящие задания предназначены для студентов 1 курса бакалавриата теплоэнергетического факультета. Цель – оказать помощь в подготовке к экзамену, промежуточному и текущему контролю по химии.

Содержание заданий соответствует учебной программе курса химии и состоит из 15 блоков, включающих основные разделы неорганической и общей химии.

Задания соответствуют уровню, предполагающему знание основных понятий, законов, умению применять их для решения задач и систематизировать учебный материал.

С помощью предлагаемых заданий студент может самостоятельно подготовиться к сдаче экзамена по химии.

Задания составлены для бакалавров, изучающих химию в объеме 3 кредитов, т.е. каждый студент теплоэнергетического факультета выполняет и сдает в установленные сроки 3 самостоятельные работы, каждую отдельно. Работы оформляются согласно требованиям внутреннего стандарта АИЭС «Работы учебные» ФС РК 10352-1910-У-е-001-2002.

В первую самостоятельную работу входят задания по следующим темам: «Строение атомов и систематика химических элементов», «Химическая связь», «Типы взаимодействия молекул. Конденсированное состояние вещества», «Комплексные соединения», «Энергетика химических реакций. Химическое сродство».

Во вторую самостоятельную работу входят задания по следующим темам: «Химическая кинетика и равновесие», «Химический эквивалент. Концентрация растворов», «Растворы электролитов», «Осмос и осмотическое давление. Законы Рауля. Криоскопия и эбуллиоскопия», «Окислительно-восстановительные реакции».

В третью самостоятельную работу входят задания по следующим темам: «Электродные потенциалы и ЭДС», «Кинетика электродных процессов. Электролиз», «Коррозия и защита металлов», «Органические соединения. Полимеры», «Химия металлов».

Каждый студент выполняет вариант заданий, обозначенный двумя последними цифрами номера студенческого билета (шифра). Например, номер студенческого билета 06(1)014, две последние цифры — 14, номер варианта задания – 14.

1 Строение атомов и систематика химических элементов

1. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 9 и 28. Покажите распределение этих элементов 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. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4s или 3d; 5s или 4р? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 21.

5. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4 d или 5s; 6s или 5р? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43.

6. 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?

7. Изотоп кремния – 30 образуется при бомбардировке б-частицами ядер атомов алюминия – 27. Составьте уравнение этой ядерной реакции и напишите его в сокращенной форме.

8. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 14 и 40. Сколько свободных 3d-орбиталей у атомов последнего элемента?

9. Какое максимальное число электронов может находиться на s-, p-, d- и f-энергетических подуровнях атомов?

10. Назовите квантовые числа атомов и их значения. Что характеризует орбитальное квантовое число?

11. Дайте определение атомным орбиталям. Как они обозначаются? Сколько атомных орбиталей может быть на третьем и четвертом энергетических уровнях?

12. В чем заключается принцип Паули? Чему равно максимально возможное число электронов на пятом энергетическом уровне?

13. Что называется ионизационным потенциалом? Как изменяется значение ионизационного потенциала в периодах и подгруппах периодической системы элементов?

14. Что называется сродством к электрону? Как изменяется значение сродства к электрону в периодах и подгруппах периодической системы элементов?

15. Что такое электроотрицательность? Как изменяется значение электроотрицательности в периодах и подгруппах периодической системы элементов?

16. Изотоп углерода – 11 образуется при бомбардировке протонами ядер атомов азота – 14. Составьте уравнение этой ядерной реакции и напишите его в сокращенной форме.

17. 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?

18. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 21 и 23. Сколько свободных 3d-орбиталей в атомах этих элементов?

19. Сколько и какие значения может принимать магнитное квантовое число m_l при орбитальном числе l = 0, 1, 2 и 3? Какие элементы в периодической системе называют s-, p-, d- и f-элементами? Приведите примеры.

20. Какие значения могут принимать квантовые числа п, l, m_l и m_s_, характеризующие состояние электронов в атоме? Какие значения они принимают для внешних электронов атома магния?

21. Какие из электронных формул, отражающих строение невозбужденного атома некоторого элемента неверны: а) 1s²2s²2p⁵3s^l; б) 1s²2s²2p⁶; в) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴; г) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²; д) 1s²2s²2p⁶3s²3d²? Почему? Атомам каких элементов отвечают правильно составленные электронные формулы?

22. Напишите электронные формулы атомов элементов с 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 элемента?

23. Квантовые числа для электронов внешнего энергетического уровня атомов некоторых элементов имеют следующие значения: n = 4; l = 0; т_l = 0; m_s = ±Ѕ. Напишите электронные формулы атомов этих элементов и определите, сколько свободных 3d-орбиталей содержит каждый из них.

24. 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?

25. Как изменяются значения атомных радиусов в периодах и подгруппах?

26. Напишите современную формулировку периодического закона. Каково значение периодического закона?

27. Напишите электронную формулу атома кобальта и иона Со²⁺.

28. Напишите электронную формулу атома хрома и иона Сг³⁺.

29. Найдите в периодической системе элемент, в атоме которого завершается заполнение электронами второго квантового уровня. Напишите электронную формулу атома этого элемента.

30. Напишите определение искусственной радиоактивности. Приведите примеры реакций искусственного радиоактивного распада. Что такое цепная ядерная реакция?

2 Химическая связь

31. Что называется энергией связи? Какую размерность имеет энергия связи? Что называется длиной связи?

32. Какие виды химических связей вы знаете? Какую химическую связь называют ковалентной? Какие особенности характерны для ковалентной связи?

33. Какую ковалентную связь называют полярной? Что служит количественной мерой полярности ковалентной связи? Исходя из значений электроотрицательности атомов соответствующих элементов, определите, какая из связей: НСl, ICl, BrF – наиболее полярна?

34. Какой способ образования ковалентной связи называют донорно-акцепторным? Какие химические связи имеются в ионах NH и BF? Укажите донор и акцептор.

35. Как метод валентных связей (ВС) объясняет линейное строение молекулы BeCl₂ и тетраэдрическое СН₄?

36. Какую ковалентную связь называют у-связью и какую р-связью? Разберите на примере строения молекулы азота.

37. Сколько неспаренных электронов имеет атом хлора в нормальном и возбужденном состояниях? Распределите эти электроны по квантовым ячейкам. Чему равна валентность хлора, обусловленная неспаренными электронами?

38. 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?

39. Что называют электрическим моментом диполя? Какая из молекул НС1, HBr, HI имеет наибольший момент диполя? Почему?

40. Что называется металлической связью и каким образом она возникает?

41. Как метод валентных связей (ВС) объясняет угловое строение молекулы H₂S и линейное - молекулы СО₂?

42. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы Не₂ и молекулярного иона Не⁺ по методу молекулярных орбиталей. Как метод МО объясняет устойчивость иона Не₂⁺ и невозможность существования молекулы Не₂?

43. 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?

44. 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.

45. Что следует понимать под степенью окисления атома? Определите степень окисления атома углерода и его валентность, обусловленную числом неспаренных электронов, в соединениях СН₄, СН₃ОН, НСООН, СО₂.

46. Силы межмолекулярного взаимодействия. Когда возникают эти силы и какова их природа?

47. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулярного иона Н и молекулы Н₂ по методу молекулярных орбиталей. Где энергия связи больше? Почему?

48. Какие электроны атома бора участвуют в образовании ковалентных связей? Как метод валентных связей (ВС) объясняет симметричную треугольную форму молекулы BF₃?

49. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы О₂по методу молекулярных орбиталей (МО). Как метод МО объясняет парамагнитные свойства молекулы кислорода?

50. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы F₂по методу молекулярных орбиталей (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле?

51. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы N₂по методу молекулярных орбиталей (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле?

52. Напишите электронные формулы фтора и хлора и определите возможные валентности этих элементов в возбужденном и невозбужденном состояниях.

53. Что такое sp-гибридизация атомных орбиталей? Приведите примеры молекул, при образовании которых происходит sр-гибридизация атомных орбиталей. Какова структура этих молекул?

54. Приведите примеры молекул, в атомах которых наблюдается sр²-гибридизация. Какова структура этих молекул?

55. Что такое sр³-гибридизация атомных орбиталей? Приведите примеры молекул, при образовании которых происходит sр³-гибридизация атомных орбиталей. Какова структура этих молекул?

56. Что называется электрическим моментом диполя молекулы? Какая из молекул: Н₂О, H₂S и H₂Se — имеет наибольший электрический момент диполя?

57. Какова структура молекул SiH₂, SiH₄, BeH₂?

58. Перекрыванием каких электронных орбиталей образуются химические связи в молекулах Сl₂, РН₃, ВН₃? В какой из данных молекул происходит гибридизация атомных орбиталей?

59. Что называется электроотрицательностью? Как с помощью этой величины можно объяснить последовательность в изменении электрических моментов диполя молекул HF, НCl, HBr, HI?

60. Какие типы химических связей вам известны? Одинаковый ли тип связи в следующих молекулах: НСl, О₂, RbCl₃? Ответы поясните.

3 Типы взаимодействия молекул. Конденсированное состояние вещества

61. Какие силы межмолекулярного взаимодействия называются ориентационными, индукционными и дисперсионными? Какова природа этих сил?

62. Жидкокристаллическое состояние вещества. Ответ поясните на примере.

63. Приведите примеры молекул, между атомами которых возникает водородная связь. Как влияет водородная связь на свойства веществ?

64. С какими атомами молекул взаимодействует атом водорода других молекул с образованием водородных связей? Почему температура кипения HF выше температуры кипения НСl?

65. Что такое донорно-акцепторное взаимодействие молекул? Объясните механизм возникновения полимерных молекул (AlCl₃)_n.

66. Как осуществляется химическая связь между молекулами NH₃ и НСl? Какое соединение при этом образуется?

67. Объясните механизмы образования связей в молекуле K[BF₄], образующейся при реакции по уравнению BF₃ + KF = K[BF₄].

68. На основании чего можно сделать выбор между плоскостной и пирамидальной моделями строения молекул BF₃ и NH₃?

69. Что такое аморфное и кристаллическое состояния вещества? Приведите примеры аморфных и кристаллических веществ.

70. Что такое кристаллическая решетка и элементарная ячейка? Какие виды элементарных ячеек вы знаете?

71. Какие виды химических связей в кристаллах вы знаете? Приведите примеры веществ с различными видами химических связей в кристаллах.

72. Какими свойствами обладают вещества, кристаллы которых молекулярные? Приведите примеры таких веществ. Какие свойства имеют вещества, кристаллы которых ковалентные? Какие частицы находятся в узлах кристаллов этих веществ? Приведите примеры таких веществ.

73. Приведите примеры веществ, кристаллы которых ионные? Расскажите об особенностях ионной химической связи.

74. Что такое металлические кристаллы? Какими характерными свойствами обладают металлы?

75. Какие кристаллические структуры называют ионными, атомными, молекулярными и металлическими? Кристаллы каких веществ: алмаз, хлорид натрия, диоксид углерода, цинк - имеют указанные структуры?

76. Какие кристаллы со смешанной связью вы знаете? Расскажите о свойствах таких кристаллических веществ.

77. Расскажите о химических связях в кристаллах графита и о свойствах графита.

78. Какие виды дефектов в кристаллах вы знаете? Каким образом возникают дефекты в кристаллах?

79. Что такое точечные дефекты кристаллов и каким образом они возникают?

80. Какую роль играют примеси при возникновении дефектов кристаллических структур? Приведите примеры кристаллов с примесными дефектами.

81. Приведите примеры полупроводников с дырочной проводимостью, обусловленной наличием дефектов в кристалле. Объясните механизм влияния примесей на электрическую проводимость.

82. Приведите примеры полупроводников с дефектами, обусловленными наличием примесей. Объясните механизм влияния примесей на электрическую проводимость.

83. Что такое линейные и плоские дефекты кристаллов и каким образом они возникают?

84. Чем отличается структура кристаллов NaCl от структуры кристаллов натрия? Какой вид связи осуществляется в этих кристаллах? Какие кристаллические решетки имеют натрий и NaCl?

85. Влияние линейных и плоских дефектов на свойства твердых тел.

86. Расскажите о механизме возникновения водородной связи. Приведите примеры соединений, имеющих водородные связи.

87. Донорно-акцепторное взаимодействие молекул. Какие атомы молекул играют роль доноров и какие — акцепторов? Приведите примеры взаимодействия молекул по донорно-акцепторному механизму.

88. Линейная и пространственная кристаллические решетки.

89. Какие виды дефектов кристаллов вы знаете? Расскажите о соединениях переменного состава, в кристаллах которых имеются дефекты.

90. Как изменяются кратность и энергия связей в ряду молекул:

а) В₂,С₂, N₂; б) N₂, O₂, F₂.

4 Комплексные соединения

91. Напишите формулы следующих соединений: а) нитрата роданопентаамминкобальта (III); б) бромида бромотриамминплатины (II);

в) гидросульфата сульфатопентаамминкобальта (III); г) бромида гекса-амминосмия (III); д) бромида гексаамминосмия (I).

92. Напишите формулы следующих соединений: а) нитрата дихлоро-тетраамминродия (III); б) иодида пентаамминакваиридия (III); в) хлорида хлоропентаамминиридия (III); г) хлорида нитрохлоротетраамминплатины (IV); д) трихлороамминплатината (II) хлоротриамминплатины (II).

93. Напишите формулы следующих соединений: а) гексацианокобаль-тата (III) гексаамминкобальта (III); б) гексафторохромата (III) гексааквахрома (III); в) тетрахлороплатината (II) дигидроксотетрамминплатины (IV); г) гексацианохромата (III) гексаамминкобальта (III); д) гексанитрокобальтата (III) гексаамминхрома (III).

94. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя в соединениях [Сu(NН₃)₄]SО₄, К₂[PtCl₆], К[Аg(СN)₂]. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.

95. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений платины: РtСl₄ · 6NН₃, РtCl₄ ∙4NН₃, РtСl₄ ∙2NН₃. Координационное число платины (IV) равно 6. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.

96. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений кобальта: СоСl₃ ∙6NН₃, СоСl₃ ∙5NН₃, СоСl₃ ∙4NН₃. Координационное число кобальта (III) равно 6. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.

97. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число сурьмы в соединениях Rb[SbВr₆]; К[SbСl₆]; Nа[Sb(SO₄)₂]. Как диссоциируют эти соединения в водных растворах?

98. Хлорид кобальта (III) образует с аммиаком соединения следующего состава: СоСl₃∙6(NН₃)₄; СоСl₃ ∙5NН₃ ∙Н₂О; СоСl₃ ∙5NН₃; СоСl₃ ∙4NН₃. Действие раствора АgNO₃ приводит к практическому осаждению всего хлора из первых двух соединений, около ⅔ хлора- из третьего соединения и около ⅓ - из четвертого. Измерения электрической проводимости растворов этих соединений показывают, что первое и второе распадаются на четыре иона, третье — на три, а четвертое — на два иона. Каково координационное строение указанных соединений? Напишите уравнения их распада на ионы.

99. При действии на соль Со(NО₃)₂ ∙CNS ∙5NН₃ иона Fe³⁺не наблюдается характерного окрашивания, связанного с образованием Fе(CNS)₃. Отсутствуют также специфические реакции на кобальт и аммиак. Исследование показало, что соль распадается на три иона. Каково координационное строение этой соли? Напишите уравнение ее диссоциации на ионы.

100. Измерение электрической проводимости свежеприготовленного раствора соединения СоСl₂ ∙ NO₃ ∙ 5NН₃ показывает, что оно распадается на три иона. Известно также, что хлор, содержащийся в составе этого соединения, практически весь осаждается при действии АgNO₃. Каково координационное строение соединения?

101. В растворе соли состава СоСО₃Cl ∙4NН₃ не обнаружены NН₃ и ионы СО. Весь хлор, содержащийся в составе этой соли, образует АgСl. Измерение электрической проводимости приводит к заключению, что молекула соли распадается на два иона. Каково координационное строение соли? Определите степень окисления центрального атома и дентатность иона СО.

102. При действии уксусной кислоты на раствор соли Со(NO₂)₃ ∙ 4NН₃, в котором не обнаружено ионов кобальта и свободного аммиака, выявляется, что только один нитрит-ион разрушается с выделением оксидов азота. Измерение электрической проводимости показывает, что соль распадается на два иона. Каково строение этой соли?

103. Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений серебра: АgСl ∙ 2NН₃; АgСN ∙ КСN; АgNО₂ ∙ NаNО₂. Координационное число серебра (I) равно 2. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.

104. Определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя в соединениях К₄[Fе(СN)₆]; К₄[ТiСl₈]; К₂[НgI₄]. Как диссоциируют эти соединения в водных растворах?

105. Из сочетания частиц Со³⁺, NН₃, NО и K⁺ можно составить семь координационных формул комплексных соединений кобальта, одна из которых [Со(NН₃)₆](NО₂)₃. Составьте формулы других шести соединений и напишите уравнения их диссоциации в водных растворах.

106. Определите, чему равен заряд следующих комплексных ионов: [Сr(Н₂О)₄Сl₂]; [НgВr₄]; [Fе(СN)₆], если комплексообразователями являются Сг³⁺, Нg²⁺, Fе³⁺. Напишите формулы соединений, содержащих эти комплексные ионы.

107. Определите, чему равен заряд следующих комплексных ионов: [Сr(NН₃)₅NО₃]; [Рd(NH₃)Сl₃]; [Ni(CN)₄], если комплексообразователями являются Сг³⁺, Рd²⁺, Ni²⁺. Напишите формулы комплексных соединений, содержащих эти ионы.

108. Из сочетания частиц Сr³⁺, Н₂О, Сl^– и K⁺ 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.

109. Напишите выражения для констант нестойкости комплексных ионов [Аg(NН₃)₂]⁺; [Fе(СN)₆]^4–; [РtСl₆]^2–. Чему равны степень окисления и координационное число комплексообразователей в этих ионах?

110. Константы нестойкости комплексных ионов [Со(СN)₄]^2–; [Нg(СN)]; [Сd(СN)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 СN^–больше? Напишите выражения для констант нестойкости указанных комплексных ионов.

111. Напишите выражения для констант нестойкости следующих комплексных ионов: [Ag(CN)₂]^–; [Аg(NН₃)₂]⁺; [Аg(NCS)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⁺.

112. Константы нестойкости комплексных ионов [Со(NН₃)₆]³⁺, [Fе(СN)₆]^4–, [Fе(СN)₆]^3– соответственно равны 6,2 ∙ 10^-39; 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.

113. Напишите формулу комплексного иона, в котором комплексообразователем с координационным числом, равным 6, является ион Fе³⁺, а лигандами — ионы F^–. Каков заряд этого иона?

114. Напишите электронную формулу иона Zn²⁺. Исходя из этой формулы, сделайте вывод о том, какие электронные орбитали иона Zn²⁺ участвуют в образовании комплексного иона [Zn(NH₃)₄]²⁺.

115. Гидроксид алюминия Аl(ОН)₃ растворяется в избытке щелочи, образуя гидроксосоединение с координационным числом, равным 6. Какова формула этого соединения?

116. При взаимодействии каких молекул образовалось комплексное соединение К₂[Zn(OН)₄]? Напишите уравнение диссоциации этого соединения в водном растворе.

117. Определите заряд комплексного иона и заряд комплексообразователя в соединении К₃[Аl(ОН)₆]. Напишите уравнение диссоциации этого соединения в водном растворе.

118. Определите заряд комплексообразователя комплексного иона и координационное число в комплексном соединении Н[АuСl₄]. Напишите уравнение диссоциации этого соединения в водном растворе.

119. При взаимодействии каких молекул получилось комплексное соединение (NН₄)₃[Fе(СN)₆]? Напишите уравнение диссоциации этого соединения и уравнение константы нестойкости комплексного иона.

120. Укажите для комплексных соединений: Н₂[РtCl₆]; [Аg(NН₃)₂]Cl; [Сu(NН₃)₄]SО₄; K[Аl(ОН)₄]: a) комплексообразователь; б) координационное число комплексообразователя; в) заряд комплексообразователя; г) лиганды. Почему аммиак может быть лигандом в комплексном соединении?

5 Энергетика химических реакций. Химическое сродство

121. Вычислите количество теплоты, которое выделится при восстановлении Fe₂O₃ металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа. Ответ: 2543,1 кДж.

122. Газообразный этиловый спирт С₂Н₅ОН можно получить при взаимодействии этилена С₂Н₄ (г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предварительно вычислив ее тепловой эффект. Ответ: –45,76 кДж.

123. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:

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

СО(г) + ЅО₂(г) = СО₂(г); ∆Н = –283,0 кДж;

Н₂(г) + ЅО₂(г) = Н₂О(г); ∆Н = –241,83 кДж.

Ответ: +27,99 кДж.

124. Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных аммиака и хлороводорода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предварительно вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 10 л аммиака в пересчете на нормальные условия? Ответ: 78,97 кДж.

125. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования метана? Вычислите теплоту образования метана, исходя из следующих термохимических уравнений:

Н₂(г) + ЅО₂(г) = Н₂О(ж); ∆Н = –285,84 кДж;

С(к) + О₂(г) = СО₂(г); ∆Н = –393,51 кДж;

СН₄(г) + 2О₂(г) = 2Н₂О(ж) + СО₂(г); ∆Н = –890,31 кДж.

Ответ: –74,88 кДж.

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

Са(к) + ЅО₂ (г) = СаО(к); ∆Н = –635,60 кДж;

Н₂(г) + ЅО₂(г) = Н₂O(ж); ∆Н = –285,84 кДж;

СаО(к) + Н₂О(ж) = Са(ОН)₂(к); ∆Н = –65,06 кДж.

Ответ: –986,50 кДж.

127. Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензина 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.

128. 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.

129. 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.

130. Стандартный тепловой эффект реакции Н₂О₂(ж) = Н₂O(ж) + ¹/₂О₂(г) при 298К равен –98,8 кДж/моль. Рассчитайте стандартную теплоту образования Н₂О₂(ж). Ответ: –187,0 кДж/моль.

131. Стандартный тепловой эффект реакции СО(г) + ¹/₂О₂(г) = СО₂(г) на моль СО при 298 К равен Ї 283 кДж/моль СО. Рассчитайте стандартную теплоту образования СО₂(г). Ответ: –393,5 кДж/моль.

132. Реакция горения метилового спирта выражается термохимическим уравнением СН₃ОН(ж) + ³/₂О₂(г) = СО₂(г) + 2Н₂О(ж); ∆Н = ?

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

133. 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.

134. 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.

135. Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением 4NH₃(г) + 3О₂ (г) = 2N₂(г) + 6Н₂О(ж); ∆Н = –1530,28 кДж.

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

136. При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа FeS. Ответ: -100,26 кДж/моль.

137. При получении молярной массы эквивалента 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.

138. Восстановление Fe₃O₄ оксидом углерода идет по уравнению Fe₃O₄(к) + СО(г) = 3FeO(к) + СО₂(г).

Вычислите ∆G и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно ∆Sв этом процессе? Ответ: +24,19 кДж; +31,34 кДж/(моль · К).

139. Реакция горения ацетилена идет по уравнению

С₂Н₂(г) + ⁵/₂О₂(г) = 2СО₂(г) + Н₂О(ж).

Вычислите ∆G и ∆S. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. Ответ: –1235,15 кДж; –216,15 Дж/(моль · К).

140. Уменьшается или увеличивается энтропия при переходах: а) воды в пар; б) графита в алмаз? Почему? Вычислите ∆S 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).

141. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе 2NO(г) + О₂(г) = 2NO₂(г).

Ответ мотивируйте, вычислив ∆G прямой реакции. Ответ: –69,70 кДж.

142. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ, вычислите ∆G реакции, протекающей по уравнению NH₃(г) + НСl(г) = NH₄Cl(к).

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

143. При какой температуре наступит равновесие системы

СО(г) + 2Н₂(г) = СН₃ОН(ж); ∆Н = –128,05 кДж.

Ответ: Т ≈385,5 К.

144. При какой температуре наступит равновесие системы

СН₄(г) + СО₂(г) = 2СО(г) + 2Н₂(г); ∆Н = +247,37 кДж. Ответ: ≈961,9 К.

145. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите ∆G реакции, протекающей по уравнению

4NH₃(г) + 5О₂(г) = 4NO(г) + 6Н₂О(г).

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

146. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите ∆G реакции, протекающей по уравнению

СО₂(г) + 4Н₂(г) = СН₄(г) + 2Н₂О(ж).

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

147. Вычислите ∆Н°, ∆S° и ∆G°_T реакции, протекающей по уравнению

Fе₂О₃(к) + 3Н₂(г) = 2Fe(K) + 2Н₂О(г).

Возможна ли реакция восстановления Fe₂O₃ водородом при 500 и 2000 К? Ответ: +96,61 кДж; 138,83 Дж/К; 27,2 кДж; –181,05 кДж.

148. Какие из карбонатов: ВеСО₃, СаСО₃ или ВаСО₃ — можно получить при взаимодействии соответствующих оксидов с СО₂? Какая реакция идет наиболее энергично? Сделайте вывод, вычислив ∆G реакций. Ответ: +31,24 кДж; –130,17 кДж; –216,02 кДж.

149. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите ∆G реакции, протекающей по уравнению

СО(г) + 3Н₂(г) = СН₄(г) + Н₂О(г).

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

150. Вычислите ∆Н°, ∆S° и ∆G° реакции, протекающей по уравнению

ТiO₂(к) + 2С(к) = Ti(к) + 2СО(г).

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

6 Химическая кинетика и равновесие

151. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:
a) S(к) + О₂ = SO₂(г); б) 2SO₂(г) + О₂ = 2SO₃(г). Как изменится скорость этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?

152. Что называется скоростью химической реакции? В каких единицах она измеряется? Почему при повышении концентрации реагирующих веществ скорость реакции увеличивается? Почему увеличивается скорость реакции при повышении температуры?

153. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы N₂ + 3Н₂ = 2NH₃. Как изменится скорость прямой реакции — образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в три раза?

154. 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, когда [NO] – 0,005 моль/л. Ответ: [N₂] = 0,0465 моль/л; [О₂] = 0,0075 моль/л.

155. Реакция идет по уравнению N₂ + 3Н₂ = 2NH₃. Концентрации участвующих в ней веществ (моль/л): [N₂] = 0,80; [Н₂] = 1,5; [NH₃] = 0,10. Вычислите концентрацию водорода и аммиака, если [N₂] = 0,5 моль/л.

Ответ: [NH₃] = 0,70 моль/л; [Н₂] = 0,60 моль/л.

156. Реакция идет по уравнению Н₂ + I₂ = 2HI. Константа скорости этой реакции при некоторой температуре равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ (моль/л): [Н₂] = 0,04; [I₂] = 0,05. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость при [Н₂] = 0,03 моль/л.

Ответ: 3,2 · 10^–4; 1,92 · 10^–4 .

157. Определите энергию активации реакции, если при увеличении температуры от 330 до 400 К константа скорости реакции увеличилась в 10⁵ раз. Ответ: 191 кДж/моль.

158. Определите энергию активации реакции, если при увеличении температуры с 500 до 1000 К константа скорости реакции возросла в 100 раз. Ответ: 38,2 кДж/моль.

159. Рассчитайте энергию активации реакции, если при увеличении температуры от 500 до 1000 К константа скорости химической реакции возросла в 10⁵ раз. Ответ: 95,5 кДж/моль.

160. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80°С? Температурный коэффициент скорости реакции 3.

161. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60°С, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?

162. Влияние температуры на константу скорости химической реакции. Уравнение Аррениуса.

163. Необратимые и обратимые химические реакции. В чем сущность принципа Ле-Шателье?

164. В гомогенной системе СО + Сl₂ =СОСl₂ равновесные концентрации реагирующих веществ (моль/л): [СО] = 0,2; [Cl₂] = 0,3; [СОСl₂] = 1,2. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации Сl₂ и СО. Ответ: К = 20; [Cl₂]_исх = 1,5 моль/л; [СО]_исх = 1,4 моль/л.

165. В гомогенной системе А + 2В = С равновесные концентрации реагирующих газов (моль/л): [А] = 0,06; [В] = 0,12; [С] = 0,216. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации веществ А и В. Ответ: К = 250; [А]_исх = 0,276 моль/л; [В]_исх = 0,552 моль/л.

166. В гомогенной газовой системе А + В = С + D равновесие установилось при концентрациях (моль/л): [В] = 0,05 и [С] = 0,02. Константа равновесия системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В. Ответ: [А]_исх = 0,22 моль/л; [В]_исх = 0,07 моль/л.

167. Константа скорости реакции разложения N₂O, протекающей по уравнению 2N₂О = 2N₂ + О₂, равна 5 · 10^–4. Начальная концентрация N₂O равна 6,0 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость реакции, когда разложится 50% N₂O. Ответ: 1,8 · 10^–2; 4,5∙ 10^–3.

168. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы СО₂ + С = 2СО. Как изменится скорость прямой реакции — образования СО, если концентрацию СО₂уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?

169. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы С + Н₂О(г) = СО + Н₂. Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции — образования водяных паров?

170. Равновесие гомогенной системы 4НСl(г) + О₂ = 2Н₂О(г) + 2Сl₂(г) установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [Н₂О]_Р = 0,14; [Сl₂]_р = 0,14; [НСl]_Р = 0,20; [О₂]_р = 0,32. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода. Ответ: [НСl]_исх = 0,48 моль/л; [О₂]_исх = 0,39 моль/л.

171. Определите стандартную энергию Гиббса химической реакции при 1000 К, если константа равновесия равна 10¹⁰. Ответ: –191,1 кДж/моль.

172. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы

СО(г) + Н₂О(г) = СО₂(г) + Н₂(г), если равновесные концентрации реагирующих веществ (моль/л): [СО]_р= 0,004; [Н₂О]_р = 0,064; [CO₂]_р = 0,016; [Н₂]_р = 0,016. Чему равны исходные концентрации воды и СО?

Ответ: К = 1; [Н₂О]_исх = 0,08 моль/л; [СО]_исх = 0, 02 моль/л.

173. Константа равновесия гомогенной системы

СО(г) + Н₂О(г) = СО₂ (г) + Н₂(г) при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации равны [СО]_исх = 0,10 моль/л; [Н₂О]_исх = 0,40 моль/л. Ответ: [СО₂]_р = [Н₂]_р = 0,08 моль/л; [СО]_р = 0,02 моль/л; [Н₂О]_р = 0,32моль/л.

174. Константа равновесия гомогенной системы N₂ + 3H₂ = 2NH₃ при некоторой температуре равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и исходную концентрации азота. Ответ: [N₂]_p = 8 моль/л; [Н₂]_исх = 8,04 моль/л.

175. Что такое молекулярность и порядок химических реакций? Приведите примеры реакций первого и второго порядка.

176. Смешивают 0,08 моль/л SO₂ с 0,06 моль/л О₂. Реакция 2SO₂(г) + O₂(г) = 2SO₃(г) протекает в закрытом сосуде при постоянной температуре. К моменту наступления равновесия в смеси остается 20% первоначального количества SO₂. Вычислите константу равновесия этой химической реакции. Ответ: ≈ 5,7 ∙ 10².

177. Константа равновесия химической реакции Н₂(г) + I₂(г) = 2НI(г) при некоторой температуре равна 4. Рассчитайте равновесную концентрацию HI, если исходные концентрации Н₂ и I₂ равны соответственно 0,030 и 0,012 моль/л. Ответ: 1,71 ∙ 10^–2 моль/л.

178. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы 2NO + О₂ = 2NO₂ установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [NO]_P = 0,2; [О₂]_р = 0,1; [NO₂]_P = 0,1. 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.

179. Почему при изменении давления смещается равновесие системы N₂ + 3Н₂ = 2NH₃ и не смещается равновесие системы N₂ + О₂ = 2NO? Ответ мотивируйте на основании расчета скорости прямой и обратной реакций в этих системах до и после изменения давления. Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

180. Исходные концентрации [NO]_исх и [Сl₂]_исх в гомогенной системе 2NO + Cl₂ = 2NOCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% NO. Ответ: 0,416.

7 Химический эквивалент. Концентрация растворов

181. Сколько граммов гидроксида натрия вступило в реакцию, если в результате получилось 2 моль эквивалентов металла?

182. Сколько моль эквивалентов металла вступило в реакцию с кислотой, если при этом выделилось 5,6 л водорода при нормальных условиях?

183. Сколько моль эквивалентов сероводорода получилось при взаимодействии водорода и 8 г серы при н.у.?

184. Определите металл, если 8,34 г его окисляются 0,68 л кислорода (н.у.). Металл окисляется до степени окисления +2.

185. При взаимодействии 7 г двухвалентного металла с серой образовалось 11 г сульфида. Какой металл был взят для получения сульфида?

186. Алюминий массой 1 г и цинк массой 1 г растворили в пробирках с соляной кислотой. Одинаковые ли объемы водорода выделяются в первом и во втором случае? Ответ подтвердите расчетом.

187. Какую массу цинка растворили в кислоте, если при 291 К и давлении 101,3 кПа выделилось 119,4 мл водорода.

188. Рассчитайте молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента 20%-ного раствора сульфата алюминия. Плотность раствора 1,23 г/мл. Ответ: 4,32 моль/л; 0,72 моль/л.

189. Рассчитайте титр и молярную концентрацию эквивалента 20%-ного раствора серной кислоты (пл. 1,15 г/мл). Ответ: Т = 0,230 г/мл; 4,69 моль/л.

190. В 450 мл воды растворили 50 г гидроксида натрия. Плотность раствора 1,05 г/мл. Рассчитайте процентную концентрацию и титр полученного раствора. Ответ: 10%; Т = 0,1050 г/мл.

191. Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента 20%-ного раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/мл. Ответ: 2,1 моль/л; 4,2 моль/л.

192. Чему равна молярная концентрация эквивалента 30%-ного раствора NaOH плотностью 1,328 г/мл? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите массовую (процентную) долю полученного раствора. Ответ: 9,96 моль/л; 6,3%.

193. К 3 л 10%-ного раствора HNO₃ плотностью 1,054 г/мл прибавили 5л 2%-ного раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/мл. Вычислите массовую (процентную) и молярную концентрации полученного раствора, объем которого равен 8 л. Ответ: 5,0 %; 0,82 моль/л.

194. Вычислите молярную концентрацию эквивалента и моляльную концентрацию 20,8%-ного раствора HNO₃ плотностью 1,12 г/мл. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора?

Ответ: 3,70 моль/л.; 4,17 моль/л; 931,8 г

195. Вычислите молярную концентрацию эквивалента, молярную и моляльную концентрации 16%-ного раствора хлорида алюминия плотностью 1,149 г/мл. Ответ: 4,14 моль/л; 1,38 моль/л; 1,43 моль/кг.

196. Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,3 моль/л H₂SO₄ прибавить 125 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,2 моль/л КОН? Ответ: 0,14 г КОН.

197. Для осаждения в виде AgCl всего серебра, содержащегося в 100 мл раствора AgNO₃, требуется 50 мл раствора HCl с С_э = 0,2 моль/л. Какова молярная концентрация эквивалента раствора AgNO₃? Какая масса AgCl выпала в осадок? Ответ: 0,1 моль/л; 1,433 г.

198. Какой объем 20,01%-ного раствора НСl (пл. 1,100 г/мл) требуется для приготовления 1 л 10,17%-ного раствора (пл. 1,050 г/мл)? Ответ: 485,38 мл.

199. Смешали 10 мл 10%-ного раствора НNО₃ (пл. 1,056 г/мл) и 100 мл 30%-ного раствора HNO₃ (пл. 1,184 г/мл). Вычислите массовую (процентную) долю полученного раствора. Ответ: 28,38%.

200. Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрия (пл. 1,105 г/мл) требуется для приготовления 5 л 2%-ного раствора (пл. 1,02 г/мл). Ответ: 923,1 мл.

201. Какой объем раствора кислоты с молярной концентрацией эквивалента 0,3 моль/л требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 мл? Ответ: 26,6 мл.

202. На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 мл раствора кислоты. Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора кислоты. Ответ: 0,5 моль/л.

203. Какая масса HNO₃ содержалась в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 мл раствора NaOH с молярной концентрацией эквивалента 0,4 моль/л? Каков титр раствора NaOH?

Ответ: 0,882 г; 0,016 г/мл .

204. Какую массу NaNO₃ нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор? Ответ: 100 г.

205. Из 700 г 60%-ной серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна массовая доля оставшегося раствора? Ответ: 84%.

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

207. Какое количество хлорида аммония необходимо для приготовления 500 мл NH₄Cl с молярной концентрацией 0,2 моль/л? Рассчитайте молярную концентрацию эквивалента и титр этого раствора. Ответ: 5,35 г; 0,2 моль/л; 0,0107 г/мл.

208. Титр раствора хлорида кальция равен 0,0222 г/мл. Рассчитайте молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента этого раствора. Ответ: 0,4 моль/л; 0,2 моль/л.

209. Какую массу цинка растворили в кислоте, если при 291 К и давлении 101,3 кПа выделилось 119,4 мл водорода?

210. При взаимодействии водорода и азота получено 6 моль эквивалентов аммиака. Какие объемы водорода и азота вступили при этом в реакцию при н. у.?

8 Растворы электролитов

211. При смешивании FeCl₃ c Na₂CO₃ каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Выразите этот совместный гидролиз ионно-молекулярным и молекулярным уравнениями.

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

213. Какое значение рН (7 < рН < 7) имеют растворы солей Na₂S, AlCl₃, NiSO₄? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

214. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей Pb(NO₃)₂, Na₂CО₃, FeSO₄. Какое значение рН (7 < рН < 7) имеют растворы этих солей?

215. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей СН₃СООK, ZnSO₄, Аl(NОз)з. Какое значение рН (7 < рН < 7) имеют растворы этих солей?

216. Какое значение рН (7 < рН < 7) имеют растворы солей Na₃PO₄, K₂S, CuSO₄? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

217. Какая из солей: NaBr, Na₂S, К₂СОз, СоСl₂ —подвергается гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Определите рН (7 < рН < 7) растворов этих солей?

218. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: NaCN или NaClO; MgCО₃ или ZnCl₂? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

219. Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза соли, раствор которой имеет: а) щелочную реакцию; 5) кислую реакцию.

220. Какие из солей: K₂СО₃, FeCl₃, K₂SO₄, ZnCl₂ — подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Определите рН (7 < рН < 7) растворов этих солей.

221. Рассчитайте концентрацию ионов Н⁺ в 0,01 моль/л СН₃СООН. Ответ: 4,24 ∙ 10^-4 моль/л.

222. Рассчитайте концентрации ионов Н⁺ и ОН^– в воде при 298 К. Ответ: 10^–7 моль/л.

223. Вычислите активности ионов Н⁺и ОН^– в растворе с молярной концентрацией 0,01моль/л NaOH.

Ответ: 1,09 ∙ 10^-2 моль/л; 9,2 ∙ 10^-3 моль/л.

224. Определите активности ионов Н⁺и ОН^– в растворе с молярной концентрацией эквивалента вещества 0,001 моль/л НCl. Ответ: 0, 98 ∙ 10^-3 моль/л; 1,02 ∙ 10^-11 моль/л.

225. Вычислите концентрацию ионов NH⁺ в растворе с молярной концентрацией 0,005 моль/л NH₄OH. Ответ: 3 ∙ 10^-4 моль/л.

226. Степень диссоциации уксусной кислоты СН₃СООН в растворах с молярной концентрацией 1 моль/л; 0,1 моль/л; 0,01 моль/л соответственно равна 0,42; 1,34; 4,25%. Вычислив К уксусной кислоты для растворов указанных концентраций, докажите, что константа диссоциации не зависит от концентрации раствора.

227. Константа диссоциации фосфорной кислоты по первой ступени равна 7,11 ∙ 10^-3. Пренебрегая диссоциацией по другим ступеням, вычислите концентрацию водородных ионов в растворе с концентрацией 0,5 моль/л.

228. Константа диссоциации азотистой кислоты равна 5,1 ∙ 10^-4. Вычислите степень диссоциации НNO₂ в ее 0,01 М растворе и концентрацию ионов водорода.

229. Какова концентрация водородных ионов С_н+ в растворе HCN с молярной концентрацией эквивалента 1 моль/л, если ее К_д = 4,9 ∙ 10^-10? Какая масса ионов CN^– содержится в 1,5 л указанного раствора?

230. В растворе бензойной кислоты НС₇Н₅О₂ концентрация ионов водорода 3 ∙ 10^-3 моль/л. Вычислите концентрацию этого раствора (моль/л и г/л), если К_д = 6,14 ∙ 10^-5.

231. Угольная кислота диссоциирует по первой ступени

Н₂СО₃ = Н⁺ + НСО. Концентрация ионов водорода в 0,005 М растворе равна 4,25 ∙ 10^-5 моль/л. Определите константу диссоциации Н₂СО₃ по первой ступени.

232. Кажущаяся степень диссоциации 0,12 М АgNO₃ равна 60%. Вычислите концентрации ионов Аg⁺ и NO (моль/л и г/л).

233. Концентрация ионов NO в растворе Рb(NO₃)₂ равна 2,232 г/л. Кажущаяся степень диссоциации этой соли равна 72%. Найдите молярную концентрацию раствора нитрата свинца.

234. Вычислите рН 0,01 моль/л NaOH и 0,01 моль/л NH₄OH. Ответ: 11,96 и 10,63.

235. Вычислите рН 0,05 моль/л HCl и 0,05 моль/л СН₃СООН. Ответ: 1,37 и 3,03.

236. Вычислите рН раствора КОН, если титр его равен 0,00028 г/мл. Ответ: 11,63.

237. В 200 мл раствора едкого натра содержится 0,2 г NaOH. Вычислите рН этого раствора. Ответ: 12,34.

238. Определите ионную силу раствора, содержащего 1,62 г Са(НСО₃)₂ в 250 г воды.

239. Рассчитайте ионную силу раствора, содержащего 2,08 г ВаСl₂ и 5,85 г NaCl в 500 г воды.

240. Вычислите активную концентрацию 0,005 молярного раствора Аl₂(SO₄)₃. Коэффициенты активности ионов Аl³⁺ и SO соответственно равны 0,285 и 0,495.

9 Осмос и осмотическое давление, Законы Рауля. Криоскопия и эбулиоскопия

241. Найдите осмотическое давление при 0°С для раствора, содержащего в 1 л 18,4 г глицерина С₃Н₈О₃.

242. В 1 л раствора при 25°С содержится 6,84 г сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ и 1,38 г этилового спирта С₂Н₅ОН. Каково осмотическое давление раствора?

243. При 0°С осмотическое давление раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ равно 3,55 · 10⁵ Па. Какая масса сахара содержится в 1 л раствора?

244. Молекулярная масса неэлектролита равна 123,11. Какая масса неэлектролита должна содержаться в 1 л раствора, чтобы раствор при 20°С имел осмотическое давление, равное 4,56 · 10⁵ Па?

245. В 0,5 л раствора содержится 2 г неэлектролита и раствор при 0°С имеет осмотическое давление, равное 0,51 · 10⁵ Па. Какова молекулярная масса неэлектролита?

246. Вычислите осмотическое давление раствора, в 1 литре которого содержится 0,2 моль неэлектролита: а) при 0°С; б) при 18°С.

247. Рассчитайте осмотическое давление раствора неэлектролита, содержащего 1,52 · 10²³ молекул его в 0,5 л раствора при 0 и при 30°С.

248. Какую массу метилового спирта СН₃ОН должен содержать 1 л раствора, чтобы его осмотическое давление было таким же, как и раствора, содержащего в 1 л при той же температуре 9 г глюкозы С₆Н₁₂О₆.

249. Давление пара воды при 30°С составляет 4245,2 Па. Какую массу сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ следует растворить в 800 г воды для получения раствора, давление пара которого на 33,3 Па меньше давления пара воды? Вычислите массовую долю (%) сахара в растворе,

250. Определите массовую долю (%) глюкозы в водном растворе, если величина понижения давления пара составляет 5% от давления пара чистого растворителя. Каково соотношение между числом молей растворенного вещества и растворителя в этом растворе?

251. Давление пара эфира при 30°С равно 8,64 · 10⁴ Па. Какое количество неэлектролита надо растворить в 50 молях эфира, чтобы понизить давление пара при данной температуре на 2666 Па?

252. Давление пара воды при 50°С равно 12334 Па. Вычислите давление пара раствора, содержащего 50 г этиленгликоля С₂Н₄(ОН)₂ в 900 г воды.

253. Определите давление пара растворителя над раствором, содержащим 1,212 · 10²³ молекул неэлектролита в 100 г воды при 100°С. Давление пара воды при 100°С равно 1,0133 · 10⁵ Па.

254. Давление пара водного раствора неэлектролита при 80°С равно 33310 Па. Какое количество воды приходится на 1 моль растворенного вещества в этом растворе? Давление пара при этой температуре равно 47375 Па.

255. Давление водяного пара при 65°С равно 25003 Па. Определите давление водяного пара над раствором, содержащим 34,2 г сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ в 90 г воды при этой температуре.

256. Вычислите молекулярную массу глюкозы, если давление водяного пара над раствором 27 г глюкозы в 108 г воды при 100°С равно 98775,3 Па.

257. Определите температуру кипения водного раствора глюкозы, если массовая доля С₆Н₁₂О₆ равна 10%.

258. Раствор, содержащий 0,162 г серы в 20 г бензола, кипит при температуре на 0,081°С выше, чем чистый бензол. Рассчитайте молекулярную массу серы в растворе. Сколько атомов содержится в одной молекуле серы?

259. Определите температуру кипения раствора 1 г нафталина С₁₀Н₈ в 20 г эфира, если температура кипения эфира равна 35,60°С и К_э = 2,16°С.

260. Раствор 1,05 г неэлектролита в 30 г воды замерзает при –0,7°С. Вычислите молекулярную массу неэлектролита.

261. Какова температура замерзания раствора неэлектролита, содержащего 2,02 · 10²³молекул в 1 л воды?

262. Массовые доли углерода, водорода и серы, входящих в состав вещества, соответственно равны 39,34, 8,20 и 52,46 %. Раствор, содержащий 0,2 г этого вещества в 26 г бензола, замерзает при температуре на 0,318°С ниже, чем чистый бензол. Определите формулу этого вещества.

263. Раствор, состоящий из 9,2 г йода и 100 метилового спирта, закипает при 65,0°С. Сколько атомов входит в состав молекулы йода, находящегося в растворенном состоянии? Температура кипения спирта 64,7°С, а его эбулиоскопическая константа К_э = 0,84.

264. При какой температуре будет замерзать раствор, содержащий в 4л Н₂О 500 г этиленгликоля С₂Н₄(ОН)₂?

265. Найдите изотонический коэффициент 9 · 10^-4 моль/л раствора КNO₃, если этот раствор изотоничен с водным раствором сахара, в котором массовая доля С₁₂Н₂₂О₁₁ равна 50%. Температура раствора сахара 50°С, а плотность 1230 кг/м³.

266. Давление водяного пара над раствором 66,6 г СаCl₂ в 90 г Н₂O при 90°С равно 56690 Па. Чему равен изотонический коэффициент, если давление паров воды при этой же температуре равно 70101 Па?

267. Изотонический коэффициент раствора 178,5 г КВг в 900 г Н₂О равен 1,7. Определите давление водяного пара над этим раствором при 50°С, если давление паров воды при 50°С равно 12334 Па.

268. Раствор, содержащий 16,05 г Ва(NO₃)₂ в 500 г воды, кипит при 100,122°С. Рассчитайте изотонический коэффициент этого раствора.

269. Изотонический коэффициент водного раствора соляной кислоты равен 1,66 (щ = 6,8%). Вычислите температуру замерзания этого раствора.

270. Изотонический коэффициент раствора HNO₃ c молярной концентрацией эквивалента 1 моль/л равен 1,03. Сколько растворенных частиц содержится в 10^-3 л этого раствора?

10 Окислительно-восстановительные реакции

271. Исходя из степени окисления хлора в соединениях НСl, НСlО₃, 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

КВг + КВrO₃ + H₂SO₄ Вг₂ + K₂SO₄ + Н₂О.

272. Реакции выражаются схемами:

Р + НIO₃ + Н₂О Н₃PО₄ + HI;

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.

273. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс — окисление или восстановление — происходит при следующих превращениях: As^3- As³⁺; N³⁺ N^3-; S^2- S°.

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

Na₂SO₃ + KMnO₄ + Н₂О Na₂SO₄ + MnO₂ + КОН.

274. Исходя из степени окисления фосфора в соединениях РН₃, Н₃РО₄, Н₃РО₃, 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 + Н₂О.

275. Реакции выражаются схемами:

Р + HNO₃ + Н₂О Н₃РО₄ + NO;

KMnO₄ + Na₂SO₃ + КОН K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + Н₂О.

276. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс — окисление или восстановление — происходит при следующих превращениях Mn⁶⁺ Mn²⁺; Cl⁵⁺ Сl^–; N^3– N⁵⁺.

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

Сu₂О + HNO₃ Cu(NO₃)₂ + NO + Н₂О.

277. Реакции выражаются схемами:

HNO₃ + Са NH₄,NO₃ + Ca(NO₃)₂ + Н₂О;

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

278. Исходя из степени окисления хрома, иода и серы в соединениях К₂Cr₂О₇, 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

NaClO₂ + РbО₂ + NaOH Na₂CrO₄ + Na₂PbO₂ + H₂O.

279. Реакции выражаются схемами:

H₂S + Cl₂ + H₂O H₂SO₄ + HCl;

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

280. Реакции выражаются схемами:

KСlO₃ + Na₂SO₃ KCl + Na₂SO₄;

KMnO₄ + HBr Br₂ + KBr + MnBr₂ + H₂O.

281. Реакции выражаются схемами:

P + HClO₃ + H₂O H₃PO₄ + HCl;

H₃AsО₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ H₃AsO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O.

282. Реакции выражаются схемами:

NaCrO₂ + Вr₂ + NaOH Na₂CrO₄ + NaBr + H₂O;

FeS + HNO₃ Fe(NO₃)₂ + S + NO + H₂O.

283. Реакции выражаются схемами:

HNO₃ + Zn N₂O + Zn(NO₃)₂ + H₂O;

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

284. Реакции выражаются схемами:

K₂Cr₂O₇ + HCl Cl₂ + CrCl₃ + KCl + H₂O;

Au + HNO₃ + HCl AuCl₃ + NO + H₂O.

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

КМnО₄ + KNO₂ + H₂SO₄ MnSO₄ + KNO₃ + K₂SO₄ + H₂O.

286. Реакции выражаются схемами:

НСl + СrO₃ Сl₂ + CrCl₃ + Н₂O;

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

287. Реакции выражаются схемами:

Сг₂О₃ + KСlO₃ + KОН K₂СrO₄ + KCl + Н₂О;

MnSO₄ + РbО₂ + HNO₃ HMnO₄ + Pb(NO₃)₂ + PbSO₄ + H₂O.

288.Реакции выражаются схемами:

H₂SO₃ + НСlO₃ H₂SO₄ + HCl;

FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O.

289. Реакции выражаются схемами:

I₂ + Cl₂ + H₂O НIO₃ + НСl;

K₂Cr₂O₇ + Н₃РО₃ + H₂SO₄ Cr₂(SO₄)₃ + H₃PO₄ + K₂SO₄ + H₂O.

290. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) РН₃ и НВг; б) К₂Сг₂О₇ и Н₃РОз; в) HNO₃ и H₂S? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

AsH₃ + HNO₃ H₃AsO₄ + NO₂ + Н₂О.

291. Окислительно-восстановительные реакции выражаются ионными уравнениями:

Сr₂О + 14Н⁺ + 6Сl^– → 3Сl₂ + 2Сr³⁺ + 7Н₂О ;

2Fe²⁺ + S → 2Fe²⁺ + S.

Cоставьте молекулярные уравнения. Укажите для каждой реакции, какой ион является окислителем, какой — восстановителем; какой ион окисляется, какой - восстанавливается.

292. Реакции протекают по схемам:

Р + HIО₃ + Н₂О → Н₃РО₄ + HI;

H₃S + Cl₂ + H₂О → H₂SO₄ + HCl.

Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите для каждой реакции, какое вещество является окислителем, какое — восстановителем; какое вещество окисляется, какое восстанавливается-

293. Реакции протекают по схемам:

HNO₃ + Ca → NH₄NO₃ + Ca(NO₃)₂ + H₂O;

NaCrO₂ + PbO₂ + NaOH → Na₂CrO₄ + Na₂PbO₂+ H₂O.

Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите для каждой реакции, какое вещество является окислителем, какое — восстановителем, какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.

294. Реакции протекают по схемам:

NaCrO₂ + Br₂+ NaOH → Na₂CrO₄ + NaВr + H₂O;

FeS + HNО₃→ Fe(NO₃)₂ + S + NO + H₂O.

295. Реакции протекают по схемам:

HNO₃ + Zn → N₂O + Zn(NO₃)₂ + H₂O;

FeSO₄ + KClO₃ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + KCl + H₂O.

\ 296. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: a) NH₃и KMnO₄; б) HNO₂ и HI; в) НCl и H₂Se? Почему? Расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

KMnO₄ + KNO₂+ H₂SO₄ → MnSO₄ + KNO₃ + K₂SO₄ + H₂O.

297. Реакции протекают по схемам:

I₂+ NaOH → NaOI + NaI + H₂O;

MnSO₄ + PbO₂ + HNO₃ → HMnO₄+ Pb(NO₃)₂ + PbSO₄ + H₂O.

298. Реакции протекают по схемам:

I₂ + Cl₂ + H₂O → HIO₃ + HCl;

FeCO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + CO₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O.

Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Укажите для каждой реакции, какое вещество является окислителем, какое — восстановителем, какое вещество окисляется, какое — восстанавливается.

299. Какие из реакций, протекающих по схемам:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃ + 2H₂O;

PbS + HNO₃ → S + Pb(NO₃)₂ + NO + H₂O;

KMnO₄ + H₂SO₄ + KI → I₂+ K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O

- являются окислительно-восстановительными?

Расставьте коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций. Укажите для каждой реакции, какое вещество является окислителем, какое — восстановителем.

300. По приведенным ниже электронно-ионным схемам реакций составьте уравнения окислительно- восстановительных реакций в молекулярном виде:

а) 3S^2- –6з = 3S⁰

Cr₂O +6з + 14H⁺ = 2Cr³⁺ + 7H₂O;

б) 2Fe⁰ –4з = 2Fe²⁺

O₂ +4з + 2H₂O = 4OH^–;

в) 3Cu⁰ –6з = 3Cu²⁺

2NO +6з + 8H⁺ = 2NO + 4H₂O.

11 Электродные потенциалы и ЭДС

301. Рассчитайте стандартную ЭДС элемента, в котором установилось равновесие:

Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu, ∆G⁰_обр _Cu2+ = +66,2,

∆G⁰_{обр Fe2+} = –84,8.

Ответ: Е° = 0,78 В.

302. Рассчитайте стандартную ЭДС элемента, в котором установилось равновесие Н₂ + Сl₂ = 2НСl(г), ∆G⁰_{обр HCl (г)} = –94,86 кДж/моль.

Ответ: Е° = 0,98 В.

303. Рассчитайте стандартную ЭДС элемента, в котором установилось равновесие Cu + ¹/₂О₂ = CuO, ∆G⁰_{обр CuO}= –129,46 кДж/моль.

Ответ: Е° = 0,67 В.

304. Рассчитайте стандартную ЭДС элемента, в котором установилось равновесие 2Na + H₂O(г) + ¹/₂О₂ = 2NaOH(к),

∆G⁰_обр(г) = –228,76 кДж/моль; ∆G⁰_обр
NaOH = –380,46 кДж/моль.

Ответ: Е° = 2,76 В.

305. Рассчитайте стандартную ЭДС элемента, в котором установилось равновесие Zn + 2Ag⁺ = Zn²⁺ + 2Ag , ∆G⁰_o6p
Zn= –146,5 кДж/моль;

∆G⁰_обр
Ag= +77,2 кДж/моль.

Oтвет: E° = 1,56 В.

306. Рассчитайте ЭДС элемента, в котором при 298 К установилось равновесие Zn + Sn²⁺ = Zn²⁺ + Sn при a_Zn= 10^-4 моль/л, a_Sn = 10^-2 моль/л.

Напишите уравнение электродных реакций.

Ответ: Е⁰= 0,68 В.

307. Рассчитайте ЭДС элемента, в котором при 298 К установилось равновесие Cd + Cu²⁺ = Cd²⁺ + Сu при = 10^-4 моль/л, = 10^-2 моль/л.

Ответ: Е⁰ = + 0,86 В.

308. Рассчитайте ЭДС элемента, в котором при 298 К установилось равновесие Fe + 2Ag⁺ = Fe²⁺ + 2Ag при = 10^-2 моль/л, a_Ag+ = 10^-3 моль/л. Ответ: Е⁰ = 1,12 В.

309. Рассчитайте потенциал электрода, на котором при температуре 298 К установилось равновесие Сl₂ +2з = 2Cl^– при Р_Cl= 10 и а_Cl = 10^-2 моль/л.

310. Рассчитайте равновесный потенциал кислородного электрода при Р_О = 21000 Па, рН 7, температуре 25°С.

311. Рассчитайте равновесный потенциал медного анода при 298 К в сернокислом электролите для меднения следующего состава: СuSO₄ – 0,01 моль/л, Н₂SO₄ – 0,01 моль/л.

312. Рассчитайте равновесный потенциал цинкового электрода в сульфатном растворе цинкования при 50°С. Состав электролита следующий: ZnSO₄ – 0,05 моль/л, Na₂SO₄ – 0,01 моль/л, А1₂(SO₄)₃ – 0,001 моль/л. Принять, что E⁰ _Zn/Zn , 323 К = E⁰ _Zn/Zn , 298 К.

313. Составьте схему цинкового концентрационного элемента с активностями иона Zn²⁺, равными 10^-2 моль/л у одного электрода и 10^-6-у другого электрода. Рассчитайте ЭДС этого элемента при 298 К.

314. Рассчитайте ЭДС серебряно-цинкового элемента при 298 К, токообразующей реакцией в котором является АgO + Zn =Ag +ZnO. Объясните, почему полученное значение не совпадает с напряжением этого элемента, равным 1,6 В.

315. Рассчитайте ЭДС элемента, в котором при 298 К установилось равновесие Cd + Sn²⁺= Cd²⁺+ Sn при a_Cd = 10^-4 моль/л и а_Sn = 10^-3 моль/л. Составьте уравнения электродных реакций.

316. Что такое катодный и анодный процессы? Приведите примеры катодных и анодных процессов. Составьте схему гальванического элемента на основе предложенных вами процессов.

317. С помощью термодинамического расчета определите, за счет какой из реакций (1) или (2) можно реализовать гальванический медно-цинковый элемент с большей ЭДС. Расчет проводите для 298 К при стандартных состояниях всех веществ:

Zn + СuО = ZnO + Cu (1),

Zn + Сu(ОН)₂ = ZnO + Сu + Н₂O (2).

318. Как устроен стандартный водородный электрод? Что такое водородная шкала потенциалов?

319. Как получают значение потенциала металлического электрода по водородной шкале потенциалов? Ответ поясните на примере конкретного электрода.

320. Рассчитайте константу равновесия реакции, протекающей в серебряно-магниевом элементе 2Аg⁺ + Mg = 2Ag + Мg²⁺ при стандартных состояниях веществ и 298 К. Определите, чему равна максимальная полезная работа, которую можно совершить за счет протекания этой реакции (р, Т = соnst).

321. Рассчитайте стандартную ЭДС кислородно-метанового элемента, в котором протекает следующая реакция СН_4(г)+ 2О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(г) при 298 К. Вычислите константу равновесия данной реакции.

322. Рассчитайте ЭДС свинцового аккумулятора, в котором в качестве электролита используется раствор серной кислоты с активностью ионов Н⁺, равной 6 моль/л, активностью ионов SO₄^2- – 3 моль/л и активностью воды – 0,72 моль/л.

323. Определите ЭДС концентрационного водородного элемента c активностью ионов водорода Н⁺, равной 1 моль/л, при относительном парциальном давлении водорода у первого электрода, равном 1 и у второго –10 при 298 К.

324. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и рассчитайте ЭДС элемента, состоящего из медной и кадмиевой пластин, опущенных в раствор собственных ионов с = 0,1, = 0,l моль/л. Изменится ли ЭДС, если активность каждого вида ионов возрастет в 10 раз? Ответ: Е⁰ = 0,74 В, ЭДС не изменится.

325. Используя схему гальванического элемента Zn│ZnCl₂║HCl│H₂, Pt, составьте уравнения электродных и токообразующей реакций. Рассчитайте ЭДС элемента при 298 К, концентрации раствора НСI, равной 0,1 моль/л, концентрации раствора ZnCl₂, равной 0,025 моль/л, p_H = 1.

326. Вычислите максимальную полезную работу, которую можно совершить за счет протекания реакции: Н_2(г) + 2Аg⁺ = 2Аg⁰_(т) + 2Н⁺ при рН раствора, равном 5, р_Н = 10, Т = 298 К, = 0,1 моль/л.

327. По величине ЭДС элемента Cd│CdCl₂║HCl│Cl₂, Pt при 298 К, равной 1,821 В определите активность иона Cd в растворе, если активность иона Cl^– равна 1 моль/л, а Р_Cl= 1.

328. Для питания различной аппаратуры используется сухой марганцево-цинковый элемент (+) МnO₂, C│NH₄Cl│Zn (–). Какова должна быть минимальная масса цинкового анода для получения 3,0 Вт ч энергии при ЭДС элемента, равной 1,5 В. Составьте уравнение анодной реакции.

329. Напишите уравнение Нернста для реакции МnО + 8Н⁺ +5з = Мn²⁺ + 4Н₂O. Составьте уравнение зависимости потенциала данной реакции от рH и рассчитайте его значение при 298 К, активностях ионов Мn²⁺, MnO, равных 1, и рН, равных 1 и 10 соответственно.

330. Составьте схему концентрационного элемента при = 10^-1 моль/л у одного электрода и = 10^-4 моль/л у другого электрода. Укажите, какой из электродов будет анодом, какой — катодом. Рассчитайте ЭДС элемента. Ответ: Е⁰ = 0,18 В.

12 Кинетика электродных процессов. Электролиз

331. Рассчитайте ток в цепи при электролизе водного раствора поваренной соли на графитовых электродах, если за 1 ч 40 мин 25 с. на катоде выделилось 1,4 л водорода, измеренного при нормальных условиях.

332. Как изменится количество цинка в водном растворе ZnSO₄ при электролизе с цинковыми электродами, если через раствор пропустить количество электричества, равное одному Фарадею, при катодном выходе по току цинка, равном 50%, а анодном — 100%?

333. Какая масса (в г) гидроксида калия образовалась у катода при электролизе водного раствора K₂SO₄ на нерастворимых электродах, если на аноде выделилось 11,2 л газа, измеренного при нормальных условиях?

334. Рассчитайте ток в цепи, массу вещества, которое подверглось разложению, и выход кислорода по току (в %) при электролизе водного раствора сульфата калия на никелевых электродах, если за 5 мин. электролиза на катоде выделилось 4 мл газа, на аноде — 1,8 мл газа при 298К и давлении, равном 99,67 кПа.

335. Какие вещества и в каких количествах выделяются на угольных катодах при последовательном прохождении тока через электролизеры с водными растворами АgNO₃, K₂SO₄, CuCl₂, если известно, что в электролизере с АgNO₃ выделилось 108 г Аg (при выходе серебра по току, равном 1)?

336.Какие вещества и в каком объеме можно получить при нормальных условиях на нерастворимых электродах при электролизе водного раствора КОН, если пропустить ток 13,4 А в течение двух часов?

337. Составьте уравнения реакций, протекающих на электродах при электролизе водного раствора сульфата кадмия: а) с графитовым анодом; б) с кадмиевым анодом. Как изменится количество кадмия в растворе в случае (а) и в случае (б), если выход по току кадмия на катоде равен 80% для (а) и (б), а на аноде — 0% для (а) и 100% для (б) после прохождения количества электричества, равного 10 F?

338. Составьте уравнение реакций, протекающих на графитовых электродах при электролизе: а) расплава хлорида кальция, б) раствора хлорида кальция. Сколько времени (в час) потребуется для выделения на катоде вещества массой 4 г для случаев (а) и (б) при токе 1 А.

339. Через водный раствор сульфата цинка пропущено 40 А·ч электричества. При этом на катоде выделилось 32,5 г цинка. Составьте уравнения реакций, протекающих на цинковых электродах и рассчитайте катодный выход цинка по току (в %).

340. При электролизе расплава хлорида кальция на катоде выделилось 7 кг кальция (при выходе по току, равном 70%). Рассчитайте массу хлорида кальция (в кг), израсходованного на электролиз, если массовая доля примесей в нем составляла 30%.

341. Определите расход электроэнергии на получение 100 кг серебра при электролизе водного раствора нитрата серебра на угольных электродах, принимая выход по току серебра, равным 1, если напряжение разложения составило 1,3 В.

342. При электрохимическом оксидировании магниевой детали в щелочном растворе выделилось 11,2 мл кислорода (измеренного при нормальных условиях). Каков выход по току магния (в %), если масса изделия уменьшилась при оксидировании на 100 мг?

343. При электрохимической обработке отверстия молибденовой детали в водном растворе на основе NаОН на катоде выделилось 2,24 л газа при температуре 80°С и давлении 99272 Па. Какое количество металла растворилось (в моль·экв), если выход его по току составил 60%.

344. Определите ток, идущий на выделение водорода на платиновом (а) и свинцовом (б) электродах, площадь поверхности которых равна 1 м² из щелочного раствора при электрохимической поляризации электродов, равной 0,5 В, учитывая соответствующие константы из справочника. Рассчитайте объем выделившегося водорода за 1 ч. на электродах (а) и (б), измеренный при нормальных условиях.

345. При рафинировании свинца с примесями серебра в водном растворе фторосиликата свинца Рb[SiF₆] на свинцовом катоде выделилось за 0,5 ч. 2,07 г Рb. Какова величина прошедшего тока и каков расход энергии на рафинирование, если напряжение при рафинировании составило 1 В, а катодный выход свинца по току — 98%? Где окажутся примеси серебра после рафинирования?

346. Сколько времени (в мин.) нужно для электрохимического сверления в медной заготовке отверстия площадью 1 см², глубиной 0,1 см при токе 10 А и выходе по току меди, равном 1 в водном растворе NaNO₃. Плотность меди равна 8,9 г/см².

347. Какое время (в час) необходимо для рафинирования меди, содержащей примеси цинка и серебра, в водном растворе Н₂SO₄, чтобы при токе 100 А на аноде растворилось 1,37 кг меди, при анодном выходе меди по току, равном 99%.

348. Электролиз раствора сульфата цинка проводили с нерастворимым анодом в течение 6,7 ч., в результате чего выделилось 5,6 л кислорода, измеренного при н. у. Вычислите силу тока и количество осажденного цинка при выходе его по току 70%. Ответ: 4 А; 22,88 г.

349. Напишите уравнения реакций, протекающих на нерастворимых электродах при электролизе водного раствора КОН. Какие вещества и в каком объеме можно получить при н.у., если пропустить ток силой 13,4 А в течение 2 ч.? Ответ: 11,2 и 5,6 л.

350. Сколько граммов Н₂SО₄ образуется около нерастворимого анода при электролизе раствора Na₂SО₄, если на аноде выделяется 1,12 л кислорода, измеренного при н.у.? Вычислите массу вещества, выделяющегося на катоде. Ответ: 9,8 г Н₂SО₄, 0,2 г Н₂.

351. Какое количество граммов RbОН образовалось у катода при электролизе раствора сульфата рубидия, если на катоде выделилось 1,12 л водорода, измеренного при н.у. Ответ: 10,2 г.

352. Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах при электролизе водного раствора сульфата кадмия: а) с графитовым анодом; б) с кадмиевым анодом. Если через раствор пропускать ток силой 134 А в течение 2 ч., то как изменится количество кадмия в растворе в обоих случаях, если выход по току кадмия на катоде равен 80%, а на аноде — 100%?

353. Что такое поляризация? Какие виды поляризации вы знаете и каковы причины их возникновения?

354. Через раствор сульфата цинка пропущено 10 F электричества. Как изменится количество цинка в растворе, если электроды: а) графитовые, б) цинковые и выход по току цинка составляет на катоде 50%, а на аноде –100%?

355. Что такое концентрационная поляризация и от каких факторов она зависит? Что такое предельный ток?

356. Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах при электролизе водного раствора сульфата меди (П): а) с графитовым анодом; б) с медным анодом. Если через раствор прошло 2 F электричества, то как изменилось количество меди в растворе в обоих случаях, если выход по току меди на катоде и аноде равен 100%?

357. В двух электролизерах с графитовыми электродами происходит электролиз: а) раствора едкого натра, б) расплава едкого натра. Напишите уравнение электродных реакций. Рассчитайте массу веществ, выделившихся на катоде, при прохождении 26,8 А∙ч электричества в электролизерах. Ответ: 1 г; 23 г.

358. Напишите уравнения реакций, протекающих на электродах при электролизе водного раствора сульфата никеля. Рассмотрите при этом: а) электроды никелевые, б) электроды нерастворимые. Какой должна быть сила тока, чтобы за 10 ч. на катоде выделилось 47 г никеля при выходе его по току 80%. Ответ: 5,36 А.

359. При электролизе раствора бромида меди (II) (нерастворимые электроды) на одном из электродов выделилось 0,635 г меди. Сколько граммов брома выделилось на другом электроде, если выход по току брома 90%? Составьте уравнения реакций, протекающих на электродах.

Ответ: 1,44 г.

360. Что такое электрохимическая поляризация и от каких факторов она зависит? Какое влияние оказывает поляризация на процессы электролиза?

13 Коррозия и защита металлов

361. Определите термодинамическую возможность газовой коррозии изделия из никеля (Ni) до NiO под действием кислорода с относительным давлением = 1,4 при температуре 800°С. Определите парциальное давление кислорода, при котором прекращается газовая коррозия при указанной температуре.

362. Объясните, почему в атмосферных условиях цинк корродирует, а золото нет? Ответ подтвердите расчетами.

363. Возможна ли коррозия олова в водном растворе с рН 6 при контакте с воздухом? При каких значениях рН возможна коррозия с выделением водорода?

364. Возможна ли электрохимическая коррозия свинца (Рb) в водном растворе при рН 6 при контакте с воздухом. Напишите уравнения реакций анодного и катодного процессов. При каких значениях рH возможна коррозия с выделением водорода?

365. Определите, будет ли корродировать медь (Сu) в деаэрированном (без содержания кислорода) растворе при рН = 0.

366. Магний (Мg) корродирует в морской воде (рH = 8) при контакте с воздухом. Напишите уравнения реакций анодного и катодного процессов.

367. Назовите металлы, которые могут корродировать с выделением водорода в водном растворе, имеющем рН: а) 2,0; б) 7,0; в) 10,0.

368. Назовите металлы, которые могут корродировать с поглощением кислорода в водном растворе, имеющем рH: а) 2,0; б) 5,0; в) 8,0.

369. Что такое скорость коррозии и в каких единицах она измеряется? Приведите пример расчета скорости коррозии какого-нибудь металла.

370. Что называется химической коррозией? Рассчитайте значение парциального давления кислорода, ниже которого химическая коррозия меди с образованием СuО невозможна.

371. Какие факторы влияют на скорость химической коррозии? Какая форма зависимости изменения толщины окисной пленки во времени наблюдается для различных металлов?

372. Какие методы защиты от газовой коррозии вы знаете? Что такое жаростойкость и жаропрочность?

373. Какие катодные процессы в основном протекают при электрохимической коррозии? Напишите уравнения этих процессов. Приведите примеры коррозии металлов с различными катодными процессами.

374. Какие факторы влияют на скорость коррозии' с выделением водорода? Как и почему изменится скорость коррозии с выделением водорода с уменьшением рН среды? Влияет ли природа катодных участков и перемешивание раствора на скорость коррозии металла с выделением водорода?

375. Какие факторы влияют на скорость коррозии с поглощением кислорода? Влияет ли природа катодных участков и перемешивание раствора на скорость коррозии с поглощением кислорода?

376. Что такое пассивность металлов и каков механизм ее возникновения? Приведите примеры металлов, склонных к пассивированию.

377. Определите возможность электрохимической коррозии изделия из Рb в 0,02 М растворе Рb(NO₃)₂ при комнатной температуре при относительных парциальных давлениях водорода и кислорода: = 1,2; = 0,8. Напишите уравнения анодного и катодного процессов.

378. Будет ли протекать электрохимическая коррозия изделия из Аl в 0,02 М растворе АlСl₃ при комнатной температуре, если относительные парциальные давления водорода и кислорода равны = 1,2 и = 0,2? Напишите уравнения анодного и катодного процессов.

379. Изделие из цинка погрузили в 0,03 М раствор ZnSO₄ при 70°С. Будет ли цинк корродировать?

380. Определите возможность электрохимической коррозии гальванической пары Fe — Cd, погруженной в 0,01 M раствор FеСl₂ при комнатной температуре, принимая коррозию избирательной. Как изменится ЭДС коррозионного элемента, если концентрация раствора возросла до 0,02 моль/л?

381. Будет ли протекать электрохимическая коррозия изделия пары Ni — Сu в растворе NiSO₄, имеющего концентрацию 0,04 моль/л при 25°С? Как изменится ЭДС коррозионного элемента, если концентрация ионов Ni²⁺ возросла до 0,06 моль/л?

382. Изделие из железа с алюминиевым покрытием погрузили в 0,01 M раствор АlСl₃. Будет ли протекать коррозия этого изделия при комнатной температуре? Будет ли изменяться ЭДС и как, если концентрация раствора возрастет до 0,03 моль/л?

383. К какому типу покрытий относится олово на меди и на железе? Какие процессы будут протекать при атмосферной коррозии указанных пар в нейтральной среде? Напишите уравнения катодных и анодных реакций.

384. Железное изделие покрыли свинцом. Какое это покрытие — анодное или катодное? Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении цельности покрытий во влажном воздухе и в растворе соляной кислоты.

385. Какой металл может служить протектором при защите железа от коррозии в водном растворе с рН 10 в контакте с воздухом. Напишите уравнения протекающих реакций.

386. Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия? Составьте уравнения анодной и катодной реакций.

387. В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте уравнения анодного и катодного процессов.

388. Напишите уравнения реакций электрохимической коррозии пары Fе — Рd при рН 10 и 25°С. Сколько и какого металла прокорродировало, если в процессе коррозии поглотилось 28 мл O₂ и выделилось 112 мл Н₂. Определите, чему равен коррозионный ток, если продолжительность коррозии составляет 3,5 мин. Предложите анодное и катодное покрытие для защиты сплава от электрохимической коррозии.

389. Сколько и какого металла прокорродировало, если пара Сu — Zn находилась при рH 12 в течение 2,5 мин. при комнатной температуре. Установлено, что при этом выделилось 28 мл Н₂ и поглотилось 56 мл O₂. Предложите анодное и катодное покрытия для защиты сплава от электрохимической коррозии.

390. Какие анодные и катодные процессы протекают при коррозии Ni — Рt сплава при комнатной температуре, если поглотилось 56 мл О₂ и выделилось 56 мл Н₂ в течение 4 мин. Сплав помещен в среду с рН 2. Сколько металла (в г) прокорродировало? Предложите анодные и катодные покрытия для защиты сплава от электрохимической коррозии.

14 Органические соединения. Полимеры

391. Напишите уравнения реакции полимеризации изомеров бутилена, структура которых выражается формулами

СН₂ = СН – СН₂ – СН₃ и СН₃– СН = СН – СН₃.

Представьте изотактическую и атактическую структуру полимеров.

392. Как осуществить следующие превращения

СН₂ = СН₂ → С₂Н₅ОН → СН₂ = СН – СН = СН₂ →(–СН₂ – СН = СН – СН₂–)_n?

Составьте уравнения реакций.

393. Напишите уравнение реакции полимеризации пропилена. Представьте изотактическую и атактическую структуры полимера.

394. Составьте уравнение реакции получения изопренового каучука полимеризацией изопрена.

394. Для получения синтетического волокна «нитрон» в качестве мономера используют акрилонитрил СН₂ = СН – СN. Составьте уравнение полимеризации этого мономера.

395. Напишите уравнение реакции полимеризации формальдегида и определите коэффициент полимеризации в реакции получения полиформальдегида со средней молекулярной массой, равной 45 000.

396. Напишите уравнение реакции холодной вулканизации дивинилового (бутадиенового) каучука и рассчитайте массу SCl₂, необходимую для вулканизации 200 кг каучука, если вулканизированный каучук содержит 5 % серы.

397. Напишите уравнение реакции получения политетрафторэтилена (фторопласта – 4) и определите среднюю молекулярную массу полимера, если коэффициент полимеризации равен 1200.

398. Чему равен коэффициент полимеризации бутадиен нитрильного каучука, если средняя молекулярная масса его составляет 395 000? Составьте уравнение реакции полимеризации.

399. Определите содержание (%) стирольных звеньев в образце бутадиенстирольного каучука, если при титровании бромом 0,274 г каучука присоединяют 0,173 г Вr₂.

400. Составьте уравнение полимеризации масляного альдегида. Определите массу раствора масляного альдегида (щ = 12%), необходимую для получения 500 кг полимера. Чему равен коэффициент полимеризации?

401. Составьте уравнения реакций получения полихлорвинила, если в качестве исходного вещества взять ацетилен.

402. Напишите уравнения реакции полимеризации формальдегида. Какое количество полимера образуется, если для реакции взято 250 кг раствора формальдегида с массовой долей НСОН 40%? Определите коэффициент полимеризации, если массовая доля потерь 10%.

403. Составьте схему реакции поликонденсации между уксусным альдегидом и фенолятом натрия, считая, что на 2 моль фенолята натрия потребуется 1 моль уксусного альдегида. Какая масса СН₃СООН (щ = 35%) потребуется для получения 300 кг смолы?

404. Муравьиный альдегид вступает в реакцию поликонденсации с мочевиной (карбамидом) СО(NH₂)₂ и образует синтетическую карбамидную смолу. Напишите уравнение реакции поликонденсации, считая, что на 2 моля карбамида необходим 1 моль формальдегида. Определите массу карбамида, которая потребуется для получения 50 кг смолы.

405. Напишите уравнение реакции поликонденсации карбамида с уксусным альдегидом, исходя из того, что с каждыми 3 моль карбамида вступают в реакцию 2 моль альдегида. Рассчитайте массу смолы, которая получится, если в реакции участвуют 15 кг карбамида и 12 кг альдегида.

406. В производстве ацетатного волокна получают эфир целлюлозы и уксусной кислоты. Составьте уравнение реакции, считая, что при этерификации образуется диацетилцеллюлоза. Найдите массу диацетилцеллюлозы, которая образовалась при взаимодействии целлюлозы с 500 мл раствора с концентрацией 1 моль/л СН₃СООН.

407. Какая масса раствора акриловой кислоты (щ = 15%) вступит в реакцию с этиловым спиртом, если в результате реакции образовалось 53 г этилакрилата? Сколько граммов раствора этилового спирта (щ = 40%) вступило в реакцию? Чему равен коэффициент полимеризации этилакрилата, если в результате реакции образовалось 1590 г смолы?

408. Определите массу этилакриловой кислоты, которая вступает в реакцию с 225 г раствора пропилового спирта С₃Н₇ОН (щ = 30%). Какая масса полимера получится в результате реакции, если коэффициент полимеризации равен 32?

409. Волокно энант получают поликонденсацией аминоэнантовой кислоты (энантовая кислота — седьмой член в гомологическом ряду предельных одноосновных карбоновых кислот). Напишите уравнение реакции поликонденсации и определите массу аминоэнантовой кислоты, которая потребуется для получения 150 г смолы.

410. Волокно лавсан является продуктом поликонденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля. Какая масса терефталевой кислоты вступает в реакцию со 150 г раствора этиленгликоля С₂Н₄(ОН)₂ (щ = 35%)? Соотношение между числом молекул терефталевой кислоты и этиленгликоля 2 : 1. Какая масса смолы при этом образуется?

411. Рассчитайте массу глифталевой смолы, которая образуется, если в реакции поликонденсации участвует 115 г ортофталевой кислоты. Соотношение между числом молекул ортофталевой кислоты и глицерина равно 2 : 1. Какая масса раствора глицерина С₂Н₅(ОН)₃ (щ = 25%) необходима для реакции?

412. Составьте схему процесса сополимеризации бутилена и стирола, приняв, что число молекул бутилена и стирола, входящих в состав макромолекулы полимера, находится в соотношении 2 : 3. Вычислите, какой объем бутилена (н.у.) и какая масса стирола нужны для получения 425 кг полимера, если производственные потери составляют 25%.

413. Составьте уравнение реакции полимеризации стирола. Определите массу стирола, которую нужно взять для получения 1 т полистирола, если потери в производстве составляют 15%. Рассчитайте коэффициент полимеризации.

414. Напишите уравнение реакции получения метилового эфира метакриловой кислоты и реакцию полимеризации его в полиметилметакрилат. Рассчитайте массу полиметилметакрилата, которая получится, если 43,0 г метакриловой кислоты взаимодействует с избытком метилового спирта, а коэффициент полимеризации равен 150.

415. Напишите схему сополимеризации стирола и акрилонитрила, считая, что образуется полимер с регулярным чередованием мономерных звеньев в соотношении 1 : 1.

416. Каковы различия в свойствах предельных и непредельных углеводородов? Составьте схему образования каучука из дивинила и стирола. Что такое вулканизация?

417. Какие соединения называют элементорганическими, кремнийорганическими? Укажите важнейшие свойства кремнийорганических полимеров. Как влияет на свойства кремнийорганических полимеров увеличение числа органических радикалов, связанных с атомами кремния?

418. Какие соединения называют диолефинами? Составьте схему полимеризации одного из диолефинов. Укажите три состояния линейных полимеров. Чем характеризуется переход из одного состояния в другое?

419. Какие полимеры называются термопластичными, термореактивными?

420. 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?

15 Химия металлов

421. Какие из металлов (Сu, Аg, Со, Мg) могут быть окислены кислородом при 298 К в водном растворе с рH 10 и стандартных состояниях всех веществ?

422. Какие из металлов (Ni, Рt, Zn) могут быть окислены жидким бромом при стандартных состояниях всех веществ и 298 К?

423. Какие из металлов (Сd, Аu, Сu) могут быть окислены хлором при стандартных состояниях всех веществ и 298 К?

424. Какие из металлов (Мn, Pd, Fе) могут быть окислены кислородом в водном растворе при стандартных состояниях всех веществ, рН 7 и 298 К?

425. Можно ли получить железо восстановлением водородом магнетита Fe₃O₄, с образованием водяного пара при стандартных состояниях всех веществ и 298 К? Определите области температур, при которых этот процесс может протекать самопроизвольно при стандартных состояниях всех веществ.

426. Можно ли получить железо восстановлением магнетита углеродом с образованием СО₂ при 298 К и стандартных состояниях всех веществ? Определите области температур, при которых этот процесс может протекать самопроизвольно при стандартных состояниях всех веществ.

427. Можно ли получить хром восстановлением Сr₂О₃ водородом с образованием водяного пара при стандартных состояниях всех веществ и при 298 К? При каких температурах этот процесс может протекать самопроизвольно при стандартных состояниях всех веществ?

428. Можно ли получить железо восстановлением монооксидом углерода при стандартных состояниях всех веществ и 298 К? При каких температурах этот процесс может протекать самопроизвольно?

429. Можно ли получить железо восстановлением Fe₂O₃ алюминием при 298 К?

430. Имеется ли область температур, при которых возможна самопроизвольная реакция восстановления оксида магния алюминием?

431. Рассчитайте энергии Гиббса реакций восстановления оксида хрома (Cr₂O₃) алюминием и оксида железа (FeO) цинком при 298 К.

432. В настоящее время широко применяется литиевый элемент, в котором протекает токообразующая реакция 2Li + СuО = Li₂O + Сu.

Определите ЭДС этого элемента при 298 К. Как (качественно) изменяется ЭДС с увеличением температуры?

433. В литиевом элементе протекает реакция 2Li + 2SO₂(г) = Li₂S₂O₄

При 298 К стандартная ЭДС элемента равна 3,15 В. Определите стандартную энергию Гиббса образования Li₂S₂O₄ при 298 К.

434. Напишите уравнения реакций калия с Н₂О, H₂SO₄ и HNO₃. Опасны ли эти реакции и почему?

435. Напишите уравнение реакции получения магния восстановлением его натрием из хлорида магния. В какой области температур эта реакция может протекать самопроизвольно?

436. Магний и его сплавы применяются в качестве протекторов для защиты от коррозии. Перечислите металлы, которые можно защитить от коррозии с помощью магниевых протекторов.

437. Почему бериллий устойчив, а кальций неустойчив на воздухе?

438. Приведите уравнение реакции образования комплексного соеди-нения из ВеСI₂ и КОН. Какое число лигандов координирует в данном соединении ион Ве²⁺? Какие атомные орбитали предоставляет Ве²⁺ для образования связей по донорно-акцепторному механизму? Напишите электронную конфигурацию лиганда. Какую геометрическую структуру имеет комплекс?

439. В каком растворе можно растворить золото?

440. В каком растворе можно растворить тантал?

441. Почему титан, стандартный потенциал которого значительно отрицательнее стандартного потенциала цинка, не растворяется в разбавленной серной кислоте, в то время как цинк хорошо растворим в этой кислоте?

442. Как вы можете объяснить существование в природе самородного золота и отсутствие самородного олова?

443. Как вы можете объяснить некоторые особые физические и химические свойства марганца по сравнению со свойствами соседних с ним d-металлов?

444. Почему платина не растворяется в соляной и азотной кислотах, но растворяется в их смеси («царской водке»)?

445. Как вы можете объяснить ионную проводимость смешанных кристаллов (ZrO₂)_0,9(Y₂O₃)_0,1?

446. Почему никель растворяется, а платина не растворяется в соляной кислоте?

447. Почему комплексный ион [PtCl₄]^2- парамагнитен, а [PtCl₆]^2- – диамагнитен?

448. При действии на титан концентрированной соляной кислоты образуется трихлорид титана, а при действии азотной — осадок метатитановой кислоты. Составьте уравнения соответствующих реакций.

449. При растворении титана в концентрированной серной кислоте последняя восстанавливается минимально, а титан переходит в катион с максимальной степенью окисления. Составьте уравнение реакции.

450. Диоксиды титана и циркония при сплавлении взаимодействуют со щелочами. О каких свойствах оксидов говорят эти реакции? Напишите уравнения реакций между: а) ТiO₂ и ВаО, б) ZrО₂ и NaOH. В первой реакции образуется метатитанат, а во второй — ортоцирконат соответствующих металлов.

16 Варианты контрольных заданий

Номер варианта

Номера задач, относящихся к данному заданию

1 31 61 91 121 151 181 211 241 271 301 331 361 391 421

2 32 62 92 122 152 182 212 242 272 302 332 362 392 422

3 33 63 93 123 153 183 213 243 273 303 333 363 393 423

4 34 64 94 124 154 184 214 244 274 304 334 364 394 424

5 35 65 95 125 155 185 215 245 275 305 335 365 395 425

6 36 66 96 126 156 186 216 246 276 306 336 366 396 426

7 37 67 97 127 157 187 217 247 277 307 337 367 397 427

8 38 68 98 128 158 188 218 248 278 308 338 368 398 428

9 39 69 99 129 159 189 219 249 279 309 339 369 399 429

10 40 70 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430

11 41 71 101 131 161 191 221 251 281 311 341 371 401 431

12 42 72 102 132 162 192 222 252 282 312 342 372 402 432

13 43 73 103 133 163 193 223 253 283 313 343 373 403 433

14 44 74 104 134 164 194 224 254 284 314 344 374 404 434

15 45 75 105 135 165 195 225 255 285 315 345 375 405 435

16 46 76 106 136 166 196 226 256 286 316 346 376 406 436

17 47 77 107 137 167 197 227 257 287 317 347 377 407 437

18 48 78 108 138 168 198 228 258 288 318 348 378 408 438

19 49 79 109 139 169 199 229 259 289 319 349 379 409 439

20 50 80 110 140 170 200 230 260 290 320 350 380 410 440

21 52 83 111 141 171 201 232 261 291 305 351 381 411 441

22 53 84 112 142 172 202 233 262 292 306 352 382 412 442

23 54 85 113 143 173 203 234 263 293 307 353 383 414 443

24 55 86 114 144 174 204 235 264 294 308 354 384 415 444

25 56 87 115 145 175 205 236 265 295 309 355 385 416 445

26 57 88 116 146 176 206 237 266 296 310 356 386 417 446

27 58 89 117 147 177 207 238 267 297 311 357 387 418 447

28 59 90 118 148 178 208 239 268 300 312 358 388 419 448

29 60 61 119 149 179 209 240 269 272 313 359 389 420 449

30 31 62 120 150 180 210 211 270 273 314 360 390 417 450

1 32 63 94 125 156 187 212 243 274 315 336 367 418 421

2 33 64 95 126 157 188 213 244 275 316 337 368 419 422

3 34 65 96 127 158 189 214 245 276 317 338 368 420 423

4 35 66 97 128 159 190 215 246 277 318 339 370 417 424

5 36 67 98 129 160 191 216 247 278 319 340 362 416 425

6 37 68 99 130 161 192 217 248 279 320 341 363 415 426

7 38 69 100 131 162 193 218 249 280 321 342 364 414 427

8 39 70 105 136 167 198 219 250 281 322 343 365 413 428

9 40 64 106 137 168 199 220 251 282 323 344 366 412 429

10 43 65 107 138 169 200 221 252 283 324 345 367 411 430

11 44 66 108 139 170 201 223 251 285 326 346 368 391 431

12 45 67 109 140 171 202 224 252 286 322 347 369 392 432

14 46 68 110 141 172 203 225 253 287 323 348 370 393 433

15 47 69 111 142 173 204 226 254 288 324 349 371 394 434

16 48 70 112 143 174 205 227 255 289 325 350 372 395 435

17 49 71 113 144 175 206 228 256 290 326 351 373 396 436

18 50 72 114 145 176 207 229 257 291 327 352 374 397 437

19 51 73 115 146 177 208 230 258 292 328 353 375 398 438

20 52 74 116 147 178 209 231 259 293 329 354 376 399 439

21 53 75 117 148 179 210 232 260 294 330 355 377 400 440

22 54 76 118 149 180 182 233 261 295 301 356 378 401 441

23 55 77 119 150 153 181 234 262 296 302 357 365 402 442

24 56 78 120 125 154 183 235 263 297 303 358 364 403 443

25 57 79 91 124 155 184 236 264 298 304 359 363 404 444

26 58 80 92 123 156 185 237 265 299 305 360 362 405 445

27 59 81 93 122 157 186 238 266 300 306 331 361 406 446

28 60 82 91 121 158 187 239 267 271 307 332 366 407 447

29 31 83 92 127 153 188 240 268 272 308 333 367 408 448

30 32 61 93 128 154 189 213 269 273 309 334 368 409 449

1 34 62 94 129 155 190 212 270 274 310 335 369 410 450

3 35 63 95 130 156 191 211 250 275 311 331 370 411 421

4 36 64 96 131 157 192 212 251 276 312 332 371 412 422

5 37 65 97 132 158 193 214 252 277 313 333 372 413 423

6 38 66 98 133 159 194 213 253 278 314 334 373 414 424

7 39 67 99 134 160 195 215 254 279 315 335 374 415 425

8 40 68 100 135 161 196 216 255 280 316 336 375 416 426

9 41 69 101 136 162 197 217 256 281 317 337 376 417 427

10 42 70 102 137 163 198 218 257 282 318 338 377 418 428

11 43 71 103 138 164 199 219 258 283 319 339 378 419 429

12 44 72 104 139 165 200 220 259 284 320 340 379 420 430

13 45 73 105 140 166 201 221 260 285 321 341 380 411 431

14 46 74 106 126 167 202 222 241 286 322 342 381 412 432

15 47 75 107 125 168 203 223 242 287 323 343 382 413 433

16 48 76 108 124 169 204 224 243 288 324 344 383 414 434

17 49 77 109 123 170 205 225 244 289 325 345 384 395 435

18 50 78 110 122 171 206 226 245 290 326 346 385 396 436

19 53 79 111 121 172 207 227 246 291 327 347 386 397 437

20 31 80 112 150 173 208 228 247 292 328 348 387 398 438

24 32 81 113 149 174 209 229 248 293 330 349 388 399 439

25 33 82 114 148 175 210 230 249 294 321 350 389 400 440

26 34 83 115 147 176 181 231 250 295 322 351 390 401 441

27 35 84 116 146 177 182 232 251 296 323 352 364 402 442

28 36 85 117 145 178 183 233 252 297 324 353 365 403 443

29 37 86 118 144 179 184 234 253 298 325 354 366 404 444

30 38 87 119 143 180 185 235 254 299 326 355 367 405 445

1 39 88 120 142 151 186 236 255 300 327 356 368 406 446

2 40 89 91 141 152 187 237 256 274 328 357 369 407 447

3 41 90 92 140 153 188 238 257 275 329 358 370 408 448

4 42 61 93 139 154 189 239 258 276 330 359 371 409 449

5 43 62 94 138 155 190 240 259 277 301 360 372 410 450

6 44 63 95 137 156 191 211 260 278 302 341 373 411 425

7 45 64 96 136 157 192 212 261 279 303 342 361 412 427

8 46 65 97 135 158 193 213 262 280 304 343 362 413 429

9 47 66 98 134 159 194 214 263 281 305 344 363 414 431

10 48 67 99 133 160 195 215 264 282 306 345 364 415 435

11 49 68 100 132 170 196 216 265 283 307 346 365 416 437

12 50 69 101 131 171 197 217 266 281 308 347 366 417 440

13 44 70 102 130 172 198 218 267 282 309 348 367 418 443

14 45 71 103 129 173 199 219 268 293 310 349 368 419 444

15 46 72 104 128 174 200 220 269 294 311 350 369 420 445

Список литературы

1. Коровин Н.В., Масленникова Г.Н., Мингулина Э.И., Филиппов Э.Л. Общая химия. - М.: Высшая школа, 2005.

2. Харин А.Н., Катаева Н.А., Харина Л.Г. Курс химии. - М.: Высшая школа,1983.

3. Глинка Н.Л. Общая химия. - Л.: Химия, 1999.

4. Гольбрайх З.Е., Маслов Е.И. Сборник задач и упражнений по химии. – М.: АСТ-Астрель, 2004.

5. Задачи и упражнения по общей химии. Под.ред.Коровина Н.В. – М.: Высшая школа, 2004.

Содержание

Введение …………………………………………………………………………. 3

1 Строение атомов и систематика химических элементов ……………........... 4

2 Химическая связь ……..………………………………………………………. 6

3 Типы взаимодействия молекул. Конденсированное состояние вещества… 8

4 Комплексные соединения ………………………………...…………………. 10

5 Энергетика химических реакций. Химическое сродство ……….………… 13

6 Химическая кинетика и равновесие ...……………………………………… 16

7 Химический эквивалент. Концентрация растворов …………………….…. 18

8 Растворы электролитов ………………………...……………………………. 20

9 Осмос и осмотическое давление. Законы Рауля. Криоскопия и

эбуллиоскопия ……………………………………………………….……..... 22

10 Окислительно-восстановительные реакции ……………………………… 24

11 Электродные потенциалы и ЭДС ...............................................................29

12 Кинетика электродных процессов. Электролиз ………………………….. 32

13 Коррозия и защита металлов ………………………………………………. 34

14 Органические соединения. Полимеры ……………………………………. 37

15 Химия металлов ………………………………………………………….…. 40

16 Варианты контрольных заданий ……………………………………….….. 42

Список литературы …………………………………………………………...... 44

Св. план 2006 г., поз. 14 .

Карлыгаш Садыровна Идрисова

Айтбала Айтеновна Туманова

ХИМИЯ

Методические указания для выполнения самостоятельной работы

(для студентов очной формы обучения специальности 050717 – Теплоэнергетика)

Редактор Ж. М. Сыздыкова

Подписано в печать ___________ Формат 60Ч84 1/16

Тираж 150 экз. Бумага типографская № 1

Объем 2,9 уч.- изд. л. Заказ _____. Цена 92 тг.

Копировально-множительное бюро

Алматинского института энергетики и связи

050013, Алматы, ул. А. Байтурсынова, 126