АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра
промышленной теплоэнергетики
ХИМИЯ
Методические указания к выполнению
самостоятельной работы
(для
студентов очной формы обучения специальностей 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации,
050718 – Электроэнергетика, 050702 – Автоматизация и управление, 050704 –
Вычислительная техника и программное обеспечение)
Алматы 2006
СОСТАВИТЕЛИ: К. С. Идрисова, А. А. Туманова. Химия. Методические
указания к выполнению самостоятельной работы (для студентов очной формы
обучения специальностей 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации,
050718 – Электроэнергетика, 050702 – Автоматизация и управление, 050704 –
Вычислительная техника и программное обеспечение). – Алматы: АИЭС, 2006. – с. 18.
Задания для
СРС по химии предназначены для бакалавров специальностей 050719 – Радиотехника,
электроника и телекоммуникации, 050718 – Электроэнергетика, 050702 –
Автоматизация и управление, 050704 –
Вычислительная техника и программное обеспечение 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.
© Алматинский институт
энергетики и связи, 2006 г.
Введение
Настоящие задания предназначены для студентов
бакалавриата специальностей 050719 – Радиотехника, электроника, телекоммуникации, 050718 –
Электроэнергетика, 050702 – Автоматизация и управление, 050704 –
Вычислительная техника и программное обеспечение.
Цель – оказать помощь в подготовке к экзамену,
промежуточному и текущему контролю по химии.
Содержание заданий соответствует учебной программе
курса химии и состоит из 5 блоков, включающих основные разделы неорганической и
общей химии.
Задания соответствуют уровню, предполагающему знание
основных понятий, законов, умение 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 одного кредита, т.е. каждый студент
выполняет и сдает в установленные сроки
одну самостоятельную работу, состоящую из пяти заданий. Номера заданий
по вариантам приведены в таблице данной
методички.
Работа оформляется
согласно требованиям фирменного стандарта «Работы учебные» ФС РК
10352-1910-У-е- 001-2002.
Каждый
студент выполняет вариант заданий, обозначенный двумя последними цифрами номера
студенческого билета (шифра). Например, номер студенческого билета 06(1)004, две последние цифры — 04,
номер варианта задания – 4, следовательно,
студент решает задачи № 4, 34, 64, 94
и 124.
1 Химическая связь
1. Радиус атома брома 1,14 ∙ 10-10 м.
Рассчитайте приблизительные ядерные расстояния в молекулах брома и
бромоводорода, если радиус атома
водорода равен 0,30 ∙ 10-18 м.
2. Радиус атома водорода равен 0,30 ∙ 10-18
м. Вычислите радиусы атомов фтора,
хлора и иода, если межъядерные расстояния равны (м): dH-F = 0,92 ∙
10-10 м; dH-Cl = 1,28 ∙ 10-10 м; dH-I = 1,62 ∙
10-10 м.
3. Вычислите длину связи С—Сl в СCl4 по следующим данным: длины связей С—С и Сl—Сl равны
соответственно 1,54 ∙ 10-10 и 1,99 ∙ 10-10 м.
4. Вычислите длины связей Н—О в Н2O и Н—N в NН3, если межъядерные расстояния в молекулах
Н2, О2 и N2 соответственно равны (м): 0,74 ∙ 10-10;
1,20 ∙ 10-10; 1,09 ∙ 10-10.
5. Произведите приближенную оценку длины связей в
молекулах NO и SO, если межъядерные расстояния в молекулах N2, O2, S2
соответственно равны (м): 1,09 ∙ 10-10; 1,2 ∙ 10-10;
1,92 ∙ 10-10.
6. Какую валентность может проявлять сера в своих
соединениях? Изобразите структуру атома серы в нормальном и возбужденном
состояниях.
7. Почему углерод в большинстве своих соединений
четырехвалентен?
8. Определите валентность и степень окисления азота в
соединениях HNO3, HNO2, N2 и HN3.
9. Пользуясь правилом Гунда, расположите электроны по орбиталям
для следующих ионов: Zn2+, Mn2+, Se2-, P3-, Sn2+.
10. Изобразите электронную конфигурацию следующих
частиц: Cd2+, Al3+, Zr2+, Cl-.
11. Объясните, почему максимальная валентность фосфора
может быть равной пяти, а у азота такое валентное состояние отсутствует.
12. Какая из связей: Са—Н, С—S, I—Сl — является наиболее полярной? К какому из атомов
смещено молекулярное электронное облако?
13. Расположите в порядке возрастания степени ионности
связи В—Сl, Nа—Сl, Са—Сl, Ве—Сl.
14. Рассчитайте разность относительных
электроотрицательностей связей Na—О и Н—О в
молекуле NаНСО3. Какая из связей ближе к ионной?
15. На основе разности относительных
электроотрицательностей атомов элементов укажите, как изменяется степень
ионности связи в соединениях НF, НСl, НВr, НI.
16. В каком из приведенных соединений: LiF, ВеF2, ВF3, СF4 — связь Э—F будет
больше всего приближаться к ковалентной?
17. Определите, в каком из оксидов элементов третьего
периода периодической системы Д. И. Менделеева связь Э—О наиболее приближается
к ионной?
18. Определите полярность молекулы НВr, если длина диполя молекулы равна 0,18 ∙ 10-10
м.
19. Электрический момент диполя молекулы H2S равен 0,31
∙ 10-29, а Н2Se — 0,08 · 10-29 Кл ∙ м.
Определите, как относятся длины диполей обеих молекул.
20. Электрический момент диполя молекулы PH3 равен
0,18 ∙ 10-29 Кл ∙ м. Вычислите длину диполя молекулы РН3.
21. Что такое sp3–гибридизация электронных облаков? Привести примеры соответствующих
соединений. Какую пространственную конфигурацию имеют молекулы веществ с таким
типом гибридизации?
22. Каково взаимное расположение электронных облаков
при sp2 – гибридизации? Приведите примеры соединений с таким
типом гибридизации. Какова пространственная структура молекул этих веществ?
23. Какой тип гибридизации электронных облаков в
молекулах ВеН2, SiН4,
CS2, ВВr2? Какую
пространственную конфигурацию имеют эти молекулы?
24. Какие гибридные облака атома углерода участвуют в
образовании химической связи в молекулах ССl4, СО2,
СОСl2?
25. В чем причина различной пространственной структуры
молекул ВСl3 и NН3?
26. Какой тип гибридизации имеет место при образовании
молекул NН3 и Н2O? Чем объясняется изменение величины угла Н—N—Н и Н—О—Н по сравнению с величиной валентного угла,
соответствующего этому типу гибридизации?
27. Как изменится значение угла между связями в ряду
соединений NН3, РН3, AsН3, SbH3?
28. Какую форму могут иметь трехатомные молекулы типа
АВ2? Рассмотрите на примерах молекул ВеСl2, ZnВr2, СО2, Н2O.
29. Объясните, в чем разница в структурах молекул ВСl3 и АlВr3, РСl3 и АlСl3.
30. Изображая перекрывание электронных облаков,
покажите образование σ-связи в молекулах Н2, Сl2 и НCl.
2 Химическая кинетика и
равновесие
31. Начальные концентрации веществ в реакции СО + Н2О
= СО2 + Н2 были равны (моль/л): 
= 0,05; 
= 0,06; 
=
0,4; 
=
0,2. Вычислите концентрации всех
участвующих в реакции веществ после того, как прореагировало 60 % Н2О.
32. Константа скорости реакции А + 2В = 3С равна 0,6 л2
∙ моль-2 ∙ с-1. Начальные концентрации: СА
= 2,0 и СВ = 2,5 моль/л. В результате реакции концентрация вещества В оказалась равной 0,5 моль/л.
Вычислите, какова концентрация вещества А и скорость прямой реакции.
33. Реакция между веществами А и В выражается уравнением 2А + В = 2С. Начальная
концентрация вещества А равна 0,3 моль/л, а вещества В — 0,5 моль/л. Константа
скорости реакции равна 0,8 л2 ∙ моль-2 ∙ мин-1. Рассчитайте начальную скорость прямой
реакции и скорость по истечении некоторого времени, когда концентрация вещества
А уменьшится на 0,1 моль.
34. Разложение N2O на поверхности
золота при высоких температурах протекает по уравнению 2N2O + O2
= 2N2 + O2.
Константа скорости данной реакции равна 5 ∙ 10-4
л ∙ моль-1 ∙ мин-1 при 1173 К.
Начальная концентрация N2O 3,2 моль/л. Определите скорость реакции при заданной
температуре в начальный момент и в тот момент, когда разложится 25 % N2O.
35. Реакция идет по уравнению 2NО + O2 = 2NO2. Начальные концентрации реагирующих веществ были
(моль/л): CNO = 0,8; CO
= 0,6. Как изменится скорость реакции, если
концентрацию кислорода увеличить до 0,9 моль/л, а концентрацию оксида азота до
1,2 моль/л?
36. Реакция протекает по уравнению
Na2S2O3 + H2SO4
= Na2SO4 + H2SO3 + S.
Как изменится скорость реакции после разбавления
реагирующей смеси в 4 раза?
37. Докажите, что реакция взаимодействия муравьиного
альдегида и перекиси водорода с образованием муравьиной кислоты и воды является
реакцией второго порядка, если через 2 ч после начала реакция завершилась на 50
%, а через 2 ч 40 мин концентрация муравьиной кислоты стала 0,285 моль/л.
Исходные концентрации НСОН и Н2О2 одинаковы и равны 0,50
моль/л.
38. Рассчитайте константу скорости реакции первого
порядка, учитывая, что за 25 мин реакция проходит на 25 %, т. е. прореагировала
четвертая часть веществ.
39. Константа скорости реакции первого порядка равна
2,5 ∙ 10-5 с-1. Какое количество останется
непрореагировавшим через 10 ч после начала реакции? Начальная концентрация
равна 1 моль/л.
40. Сколько времени необходимо для прохождения на 60 %
реакции второго порядка, если при той же температуре за 20 мин реакция
протекает на 30 %? Начальные концентрации исходных веществ одинаковы и равны 2
моль/л.
41. Вычислите, при какой температуре реакция
закончится за 45 мин, если при 293 К на это требуется 3 ч. Температурный
коэффициент скорости реакции равен 3,2.
42. На сколько градусов нужно повысить температуру,
чтобы скорость реакции возросла в 90 раз? Температурный коэффициент равен 2,7.
43. Температурный коэффициент скорости реакции
разложения иодоводорода 2НI = Н2 +
I2 равен 2.
Вычислите константу скорости этой реакции при 684 К, если при 629 К константа
скорости равна 8,9 ∙ 10-5 л ∙ моль-1 · c-1.
44. Константа скорости некоторой реакции при 273 и 298
К равна соответственно 1,17 и 6,56 л ∙ моль-1 ∙ мин-1.
Найдите температурный коэффициент скорости реакции.
45. Во сколько раз увеличится скорость растворения
железа в 5 % -ной НСI при повышении температуры на 32°С, если температурный
коэффициент скорости растворения равен 2,8?
46. При 393 К реакция заканчивается за 18 мин. Через
сколько времени эта реакция закончится при 453 К, если температурный
коэффициент скорости реакции равен 3?
47. Определите температурный коэффициент скорости
реакции, если при понижении температуры на 45° реакция замедлилась в 25 раз.
48. Константы скорости реакции первого порядка при 288
и 325 К соответственно равны 2 ∙ 10-2 и 0,38 с-1.
Определите температурный коэффициент скорости этой реакции и константу скорости
при температуре 303 К.
49. Вычислите энергию активации реакции
разложения диоксида азота
2NO2 = 2NO + O2, если константы скорости этой реакции при 600 и 640 К
соответственно равны 83,9 и 407,0 л ∙ моль-1 · c-1.
50. Константы скорости реакции первого порядка при 303
и 308 К соответственно равны 2,2 ∙ 10-3 и 4,1 ∙ 10-3
мин-1. Рассчитайте энергию активации этой реакции и время, в течение
которого эта реакция завершится на 75 % при 308 К.
51. Исходные концентрации оксида углерода и паров воды
соответственно равны 0,08 моль/л. Вычислите равновесные концентрации СО, Н2О,
Н2 в системе
СО + Н2О = СО2 + Н2,
если
равновесная концентрация СО оказалась равной 0,05 моль/л. Рассчитайте константу
равновесия реакции.
52. Константа равновесия реакции N2 + 3H2 = 2NH3 Кc =
0,1 при 673 К. Равновесные концентрации (моль/л): 
= 0,6 и 
= 0,18. Вычислите начальную и равновесную
концентрации азота.
53. Определите равновесную концентрацию водорода в
реакции
2НI = H2 + I2,
если
равновесная концентрация HI составляет
0,55 моль/л, а константа равновесия равна 0,12.
54. При некоторой температуре константа равновесия
термической диссоциации N2O4 = 2NO2 Kc =
0,26. Равновесная концентрация NO2 равна 0,28 мoль/л.
Вычислите равновесную и первоначальную концентрации N2O4. Какая массовая доля в % этого вещества
продиссоциировала к моменту установления равновесия?
55. При синтезе фосгена имеет место равновесие реакции
Cl2 + CO = COCl2.
Определите
исходные концентрации хлора и оксида углерода, если равновесные концентрации
равны (моль/л): 
= 2,5; 
= 1,8; 
= 3,2.
56. Реакция синтеза аммиака
N2 + 3H2 = 2NH3
протекает
при 723 К. Константа равновесия при этой температуре равна Кp = 5,34 ∙ 10-8. Определите парциальное
давление аммиака, если парциальное давление азота и водорода соответственно
равно 65 717 и 20 380 Па.
57. В каком направлении сместится равновесие реакции
2СО + 2Н2 = СН4 + СО2,
если
концентрации всех реагирующих веществ уменьшить в 3 раза?
58. В каком направлении будет смещаться равновесие
реакции
СН4 + Н2О = СО + 3Н2
при
уменьшении объема в 3 раза?
59. В какую сторону сместится равновесие реакции: 2А
→ 2С + D + Q, если увеличить давление в системе в 2 раза и
одновременно понизить температуру на 30°, причем, температурный коэффициент
прямой и обратной реакций равен соответственно 2,7 и 3,3?
60. Реакция
протекает с выделением теплоты
2NO + Cl2 = 2NOCl;
∆H
=
–73,6 кДж.
В сторону какой реакции сместится равновесие, если
общее давление в системе понизить в 4 раза и одновременно повысить температуру
на 40° (температурные коэффициенты прямой и обратной реакций соответственно
равны 2 и 5)?
3
Растворы электролитов
61. Сколько растворенных частиц (ионов и недиссоциированных
молекул) содержит 1 л раствора HCN
концентрацией 0,0001 моль/л, константа диссоциации которой равна 4,9 ∙ 10-10?
62. Вычислите степень диссоциации NH4OH в растворе
концентрацией 1 моль/л, если в 1 л этого раствора содержится 6,045 ∙ 1023
растворенных частиц.
63. При какой концентрации муравьиной кислоты 98 % ее
молекул будут находиться в недиссоциированном состоянии? Константа диссоциации
НСООН равна 1,77 ∙ 10-4.
64. Константа диссоциации азотистой кислоты равна 5,1
∙ 10-4. Вычислите степень
диссоциации НNO2 и концентрацию ионов водорода в растворе
азотистой кислоты с молярной
концентрацией 0,01 моль/л.
65. Какова концентрация водородных ионов Сн+
в растворе HCN концентрацией 1 моль/л, если
ее Кд = 4,9 ∙ 10-10? Какая масса ионов СN– содержится
в 1,5 л указанного раствора?
66. Определите ионную силу раствора, содержащего 1,62
г Са (НСО3)2 в 250 г воды.
67. Рассчитайте ионную силу раствора, содержащего 2,08
г ВаСl2 и 5,85 г
NaCl в 500 г воды.
68. Вычислите активную концентрацию 0,005 молярного
раствора Аl2(SO4)3. Коэффициенты активности ионов Аl3- и SO
соответственно равны 0,285 и 0,495.
69. Вычислите активные концентрации ионов Fe3+, NO
, Са2+ в растворе, содержащем 0,02 моль Fe(NO3)3 и 0,02 моль Са(NO3)2
в 1000 г Н2O.
70. Вычислите активные концентрации сульфата меди и
сульфата калия в растворе, содержащем 1,59 г СuSO4 и 0,44 г К2SO4 в 250 г воды.
71. Напишите в молекулярной и молекулярно-ионной форме
уравнения реакций взаимодействия следующих веществ:
а) Na2S + FeSO4 →;
б) Na2S + HCl →;
в) Pb(NO3)2 + NaI →;
г) H2SO4 + KOH →.
72. Составьте молекулярные и молекулярно-ионные
уравнения реакций взаимодействия между: а) нитратом бария и сульфатом натрия;
б) карбонатом натрия и серной кислотой; в) цианидом калия и азотной кислотой;
г) сульфатом меди и гидроксидом натрия; д) сульфитом натрия и серной кислотой.
73. Составьте по три молекулярных уравнения реакций к
каждому из молекулярно-ионных уравнений:
а) Са2+ + СO
= СаСО3↓;
б) СO
+ 2H+ = CO2↑ + H2O;
в) Н+ + OH– = H2O.
74. Смешивают попарно растворы: а) Сu(NO3)2 и Na2SO4; б) ВаСl2 и К2SO4; в) КNO3 и NаСl; г) АgNO3 и КСl; д) Са(ОН)2 и НСl. В каких из приведенных случаев реакции практически
пойдут до конца? Составьте для этих уравнений молекулярные и молекулярно-ионные
уравнения.
75. Напишите в молекулярной и молекулярно-ионной
формах уравнения реакции взаимодействия следующих веществ:
а) АgNO3 + FeCl3 →;
б) СаСО3 + HCl →;
в) Ва(ОН)2 + HNO3; →
г) SrSO4 + BaCl2 →;
д) NH4Cl + Ca(OH)2 →.
76. Вычислите рН раствора, если концентрация ионов ОН-
равна (моль/л): 2,52 ∙ 10-5; 1,78 ∙ 10-7;
4,92 ∙ 10-3; 10-11; 0,000004.
77. Определите концентрации ионов Н+ и ОН-
в растворах, водородный показатель которых равен: 3,2; 5,8; 9,1; 11,4; 6,5. Во сколько
раз концентрации ионов Н+ больше или меньше концентрации ионов ОН-
в этих растворах?
78. Рассчитайте рН раствора, содержащего 0,02 моль НСl и 0,15 моль КСl в 1000 г воды.
79. Раствор содержит в 500 г воды 0,025 моль сульфата
натрия и 0,03 моль гидроксида натрия. Определите водородный показатель этого
раствора.
80. Раствор содержит 0,37 г НСl, 0,12 г NаСl и 0,29 г Na2SO4 в 1000 г
воды. Вычислите рН этого раствора.
81. Вычислите рН раствора азотной кислоты (ω =
0,05 %). Плотность раствора и степень диссоциации НNO3 считать
равными единице.
82. Рассчитайте молярную концентрацию раствора
уксусной кислоты СН3COOH, рН которого равен 3, Кд = 1,75
∙ 10-5.
83. Какая масса НСООН содержится в 0,3 л раствора этой
кислоты, имеющей рН 6,04? Кд = 1,77 ∙ 10-4?
84. Вычислите рН полученного раствора, если 0,01 л
раствора гидроксида натрия (ω = 30 %; α = 70 %) с плотностью 1328
кг/м3 разбавили водой до 0,75 л.
85. Определите рН раствора, в 3 л которого содержится
0,81 ∙ 10-3 моль ионов ОН-.
86. Составьте молекулярные и молекулярно-ионные
уравнения гидролиза солей: K2S, CuSO4, Na3PO4, Na2CO3, Cr2S3.
87. Составьте уравнения гидролиза солей в молекулярном
и молекулярно-ионнoм виде: К2SO3, Fe2(SO4)3,
Al2S3, CH3COONa.
88. Какую реакцию должны иметь растворы следующих
солей: NH4CN, Al(NO3)3, K2CO3, ZnSO4, Li2S? Ответ подтвердите соответствующими молекулярными и
молекулярно- ионными уравнениями.
89. Константа диссоциации муравьиной кислоты НСООН
равна 1,77 ∙ 10-4, а
гидроксида аммония — 1,77 ∙ 10-5. Рассчитайте константы гидролиза следующих солей: НСООNa, НСООNH4, NH4NO3.
90. Рассчитайте Кг следующих солей: NH4CN, CH3COONH4, NH4ClO, если
константы диссоциации NH4CN, CH3COONH4, NH4ClO соответственно равны 1,77 ∙ 10-5;
4,9 ∙ 10-10; 1,75 ∙ 10-5; 3,0 ∙ 10-8.
4
Электрохимия. Коррозия и защита металлов
91. Вычислите ЭДС и изменение энергии Гиббса для
гальванического элемента, образованного магнием и цинком, погруженными в
растворы их солей с концентрациями ионов (моль/л): 
= 1,8 ∙ 10-5, 
= 2,5 ∙ 10-2. Сравните с ЭДС гальванического элемента,
образованного стандартными электродами тех же металлов.
92. Какие процессы происходят у электродов медного
концентрационного гальванического элемента, если у одного из электродов 
= 1 моль/л, а у другого — 10-3 моль/л?
В каком направлении движутся электроны во внешней цепи? Ответ дайте, исходя из
величины ЭДС и ∆G
этой цепи.
93. ЭДС гальванического элемента, образованного
никелем, погруженным в раствор соли с концентрацией ионов Ni2+ = 10-4
моль/л, и серебром, погруженным в раствор собственной соли, равна 1,108 В.
Определите концентрацию ионов Ag+ в растворе
соли.
94. Гальваническая цепь составлена из железа,
погруженного в раствор соли с
концентрацией ионов железа, равной 0,001 моль/л, и меди, погруженной в раствор
собственной соли. Какой концентрации должен быть раствор соли меди, чтобы ЭДС
цепи стала равной нулю?
95. Исходя из значений стандартных электродных
потенциалов, рассчитайте для 298 К значения ∆G
реакций:
а) Zn + H2SO4 = ZnSO4
+ H2;
б) Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag.
96. Рассчитайте потенциал электрода, на котором при
температуре 298 К установилось равновесие: Сl2 +
2ē ⇄ 2Cl– при РCl
= 10 и аCl
= 10-2 моль/л.
97. Рассчитайте равновесный потенциал кислородного
электрода при РО
=
21000 Па, рН 7, температуре 25°С.
98. 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.
99. 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 E
, 323 К = E
, 298 К.
100. Составьте схему цинкового концентрационного
элемента с активностями иона Zn2+, равными 10-2 моль/л у одного электрода и
10-6 моль/л у другого электрода. Рассчитайте ЭДС этого элемента при
298 К.
101. При пропускании через раствор электролита 2
А∙ч электричества на аноде
окислилось 1,196 г сульфид-иона. Определите электрохимический и химический эквивалент серы.
102. Раствор сульфата железа (II) подвергается электролизу на угольных электродах в
присутствии серной кислоты. При какой концентрации ионов водорода возможно
совместное выделение железа и водорода, если
= 1 моль/л?
103. 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.
104. При
пропускании тока в течение 9 мин через разбавленный раствор Н2SO4
выделяется 0,06 л гремучего газа (1 ч O2 и 2 ч Н2), измеренного при 20°С и давлении 99 708 Па. Какова сила тока
(дайте полную схему электролиза раствора Н2SO4)?
105. 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?
106. 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.
107. При рафинировании меди током 25 А выделяется за 4
ч 112 г меди. Рассчитайте выход по току.
108. Какую массу алюминия можно получить при
электролизе расплава Аl2O3, если в
течение 1 ч пропускать ток силой 20 000 А при выходе по току 85 %?
109. Определите силу тока, необходимую для процесса
электролиза раcплава хлорида магния в течение 10
ч при выходе по току 85 %, чтобы получить 0,5 кг металлического магния?
110. Выход по току при получении металлического
кальция при электролизе расплава хлорида кальция равен 70 %. Сколько
электричества надо пропустить через электролизер, чтобы получить 200 г кальция?
111. Исходя из величины ∆G
, определите, какие из приведенных ниже металлов будут
корродировать во влажном воздухе по уравнению
Ме + Н2O + O2 → Me(OH)2 (Ме—Mg, Сu, Аu).
112. Какие металлы (Fе, Аg, Са) будут
разрушаться в атмосфере влажного воздуха, насыщенного диоксидом углерода? Ответ
дайте на основании вычисления ∆G
соответствующих процессов.
113. Алюминий склепан с медью. Какой из металлов будет
подвергаться коррозии, если эти металлы попадут в кислотную среду? Составьте
схему гальванического элемента, образующегося при этом. Подсчитайте ЭДС и
∆G
этого элемента для стандартных условий.
114. Железо покрыто никелем. Какой из металлов будет
корродировать в случае разрушения поверхности покрытия? Коррозия происходит в
кислотной среде. Составьте схему гальванического элемента, образующегося при
этом.
115. Олово спаяно с серебром. Какой из металлов будет
окисляться при коррозии, если эта пара металлов попадет в щелочную среду? Ответ
дайте на основании вычисления ЭДС и ∆G
образующегося гальванического элемента.
116. Железо покрыто хромом. Какой из металлов будет
корродировать в случае нарушения поверхностного слоя покрытия в атмосфере
промышленного района (влажный воздух содержит СО2, H2S, SO2 и др.)?
Составьте схему процессов, происходящих на электродах образующегося
гальванического элемента.
117. Изделие из железа с алюминиевым покрытием
погрузили в 0,01 M раствор АlСl. Будет ли
протекать коррозия этого изделия при комнатной температуре? Будет ли изменяться
ЭДС и как, если концентрация раствора возрастет до 0,03 моль/л?
118. К какому типу покрытий относятся олово на меди и
на железе? Какие процессы будут протекать при атмосферной коррозии указанных пар
при нейтральной среде? Напишите уравнения катодных и анодных реакций.
119. 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.
120. Какой металл может служить протектором при защите железа от коррозии в водном растворе с рН
= 10 в контакте с воздухом. Напишите уравнения протекающих реакций.
5
Органические соединения. Полимеры
121. При сгорании вещества массой 0,8 г образуются
оксид углерода (IV) массой 2,2 г и вода массой 1,8
г. Плотность паров этого вещества по отношению к водороду равна 8. Напишите
формулу вещества.
122. Напишите электронную схему строения молекул СН3F и СН4.
Как распределяется в них электронная плотность? Какое вещество легче
вступает в реакцию замещения?
123. При пропускании смеси этана и этилена объемом 10
л через бромную воду получили дибромэтан массой 18,8 г. Определите массовую
долю компонентов смеси.
124. Напишите уравнения реакций, отвечающие следующей
схеме превращений: этилен→этанол→бутадиен→синтетический
каучук.
125. Сколько теплоты выделится при сжигании этана
массой 3 г, если тепловой эффект горения его 1559,87 кДж/моль?
126. Как можно получить винилхлорид, имея в наличии
карбид кальция, хлорид натрия, серную кислоту и воду? Напишите уравнения
реакций.
127. Какой объем воздуха при нормальных условиях
расходуется при полном сгорании этана объемом 2 л?
128. Какой из газов крекинга нефти используется для
получения бутанола-2? Какой объем этого газа (условия нормальные) необходим для
получения бутанола-2 массой 5 кг?
129. При сжигании этанола массой 4,6 г выделилось 136,68 кДж теплоты. Составьте
термохимическое уравнение этой реакции.
130. Какой объем водорода (условия нормальные) можно
получить при взаимодействии металлического натрия массой 2,3 г и метанола
массой 40 г?
131. Напишите уравнения реакций, при помощи которых
можно отличить друг от друга этанол, глицерин и фенол.
132. При взаимодействии некоторого вещества массой 5,4
г с аммиачным раствором оксида серебра (1) образуется серебро массой 16,2 г.
Вычислите молярную массу продукта и напишите структурные формулы его возможных
изомеров.
133. При брожении глюкозы образовался газ объемом
0,224 м3 при нормальных условиях. Какая масса глюкозы подвергалась
брожению?
134. Какая масса технического фенола, содержащего 5 %
(по массе) примесей, потребуется для образования фенолята натрия массой 1,16 г?
135. На гидролизном заводе за сутки из древесных
опилок получен 96%-ный раствор этанола массой 80 т. Определите объем (при нормальных условиях)
выделившегося оксида углерода (IV).
136. Какую массу дивинила можно получить из 96%-ного
этанола объемом 1 л (плотность 0,8 г/см3)?
137. Какая масса жира необходима для получения
глицерина массой 100 г, если предположить, что жир – производное стеариновой
кислоты и превращению подвергаются 80 % его (по массе)?
138. При реакции нитрования из бензола массой 7,8 г
получен нитробензол массой 10,5 г. Каков выход нитробензола от теоретически
возможного?
139. Как можно получить анилин, если в качестве
исходного вещества использовать карбид кальция? Напишите уравнения реакций.
140. Какую массу анилина можно получить из
нитробензола массой 61,5 г, если выход составляет 70%?
141. Какова общая формула аминокислот? Какие
функциональные группы входят в их состав?
142. Дайте схемы получения аминоэтановой кислоты из
метана и α-аминокапроновой кислоты из 1-пропанола. Напишите уравнения
реакций.
143. Что такое пептидная связь? Ответ подтвердите
уравнением реакции.
144. Напишите структурную формулу простейшей
непредельной одноосновной карбоновой кислоты и уравнение реакции взаимодействия
е с метанолом. Составьте схему полимеризации полученного продукта.
145. Каковы различия в свойствах предельных и
непредельных углеводородов? Составьте схему образования каучука из дивинила и
стирола. Что такое вулканизация каучука?
146. Волокно «лавсан» является продуктом
поликонденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля. Какая масса терефталевой
кислоты вступает в реакцию с 150 г раствора этиленгликоля С2Н4(ОН)2
(ω = 35 %)? Соотношение между числом молекул терефталевой кислоты и
этиленгликоля 2 : 1. Какая масса смолы при этом образуется?
147. Рассчитайте массу глифталевой смолы, которая
образуется, если в реакции поликонденсации участвует 115 г ортофталевой
кислоты? Соотношение между числом молекул о-фталевой кислоты и глицерина равно
2 : 1. Какая масса раствора глицерина С2Н5(ОН)3
(ω = 25 %) необходима для реакции?
148. 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 %?
149. 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.
150. Напишите схему сополимера стирола и
акрилонитрила, считая, что образуется полимер с регулярным чередованием
мономерных звеньев в соотношении 1 : 1.
таблица 1 – Варианты заданий
|
Номер варианта |
Номера задач, относящихся к данному заданию |
Номер варианта |
Номера задач, относящихся к данному заданию |
|
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 |
1
31 61 91 121 2
32 62 92 122 3
33 63 93 123 4
34 64 94 124 5
35 65 95 125
6
36 66 96 126 7
37 67 97 127 8
38 68 98 128 9
39 69 99 129 10
40 70 100
130 11
41 71 101
131 12
42 72 102
132 13
43 73 103
133 14
44 74 104
134 15
45 75 105
135 16
46 76 106
136 17
47 77 107
137 18
48 78 108
138 19
49 79 109
139 20
50 80 110
140 21
52 83 111
141 22
53 84 112
142 23
54 85 113
143 24
55 86 114
144 25
56 87 115 145 26
57 88 116
146 27
58 89 117
147 28
59 90 118
148 29
60 61 119
149 30
31 62 120
150 1 32
63 94 125
2 33
64 95 126
3 34
65 96 127
4 35
66 97 128
5 36
67 98 129
6 37
68 99 130
7 38
69 100 131
8 39
70 105 136
9 40
64 106 137
10 43
65 107 138
11 44
66 108 139
12 45
67 109 140
14 46
68 110 141
15 47
69 111 142
16 48
70 112 143
17 49
71 113 144 18 50
72 114 145
19 51
73 115 146
20 52
74 116 147
21 53
75 117 148
|
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 |
22 54
76 118 149
23 55
77 119 150
24 56
78 120 125
25
57 79 91
124 26 58
80 92 123
27 59
81 93 122
28 60
82 91 121
29 31
83 92 127
30 32
61 93 128
1 34
62 94 129
3 35
63 95 130
4 36
64 96 131
5 37
65 97 132
6 38
66 98 133
7 39
67 99 134
8 40
68 100 135
9 41
69 101 136
10 42
70 102 137
11 43
71 103 138
12 44
72 104 139
13 45
73 105 140
14 46
74 106 126
15 47
75 107 125
16 48
76 108 124
17 49
77 109 123
18 50
78 110 122
19 53
79 111 121
20 31
80 112 150
24 32
81 113 149
25 33
82 114 148
26 34
83 115 147
27 35
84 116 146
28 36
85 117 145
29 37
86 118 144
30 38
87 119 143
1 39
88 120 142
2 40
89 91 141
3 41
90 92 140
4 42
61 93 139
5 43
62 94 138
6 44
63 95 137
7 45
64 96 136
8 46
65 97 135
9 47
66 98 134
10 48
67 99 133
11 49
68 100 132
12 50
69 101 131
13 44
70 102 130
14 45
71 103 129
15 46
72 104 128 |
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
Химическая связь ……………………………………………………………. 4
2
Химическая кинетика и равновесие …..……………………………………. 5
3
Растворы электролитов ………………………..…………………………….. 8
4 Электрохимические процессы. Коррозия и защита металлов ...…………. 10
5
Органические соединения. Полимеры ...…………………………………... 13
Список
литературы ………………………………………………………........ 16
Доп. план 2006 г., поз 62
.
Карлыгаш Садыровна
Идрисова
Айтбала Айтеновна
Туманова
ХИМИЯ
Методические указания к выполнению самостоятельной
работы
(для
студентов очной формы обучения специальностей 050719 – Радиотехника,
электроника и телекоммуникации, 050718 – Электроэнергетика, 050702 –
Автоматизация и управление, 050704 –
Вычислительная техника и программное обеспечение)
Редактор Ж. М. Сыздыкова
Подписано в печать . . . Формат
60×84 1/16
Тираж экз. Бумага типографская №1
Обьем уч.-изд.л. Заказ . Цена тг.
Копировально-множительное
бюро
Алматинского
института энергетики и связи
050013 Алматы, ул.
Байтурсынова, 126