Контрольная работа по "Химии"

Контрольная работа

по химии № 1

Вариант № 56

Контрольная работа № 1

17, 33, 41, 63, 82, 101, 126, 142, 164, 186, 216

 

17. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой вытесняется  4,03 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу эквивалента, молярную и относительную атомную массы металла.

Решение:

2Ме + 6Н⁺ = 2Ме³⁺  + 3 Н₂

По закону эквивалентов:

3,24 г металла   - «  - « -   4,03 л Н₂

Э _Me                     - « - « -   11,2 л Н₂

Отсюда молярная масса  эквивалента металла

Э _Me   = 3,24 г * 11,2 л / 4,03 л =  9,00 г/моль

Отсюда, молярная масса  металла равна:

Э _Me  * В _Me  = 9,00 г/моль * 3 = 27 г/моль

Атомная масса металла: 27 а.е.м.

 

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

Решение:

Принцип наименьшей энергии  требует, чтобы электроны заселяли АО в порядке увеличения энергии  электронов на этих орбиталях. Это отражает общее правило – максимуму  устойчивости системы соответствует  минимум ее энергии.

Энергия атомных орбиталей  возрастает согласно ряду :

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s ≈ 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s ≈ 4f ≈ 5d < 6p < 7s ≈ 5f ≈ 6d < 7p

 

Тогда:

₂₁Sc– 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹ – d-элемент

₂₃Mo - 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d³  - d-элемент

d-орбитали определяются квантовым числом l = 2 (n ≥ 3), при котором m_l = –2, –1, 0, +1, +2, то есть характеризуются пятью вариантами ориентации в пространстве.

Каждый подуровень содержит 2l + 1 орбитали. Отсюда -  5  d-орбиталей.

          s      p                                    d

n=4	↑↓
n=3	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑
n=2	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓
n=1	↑↓

 

₂₁Sc– 4 свободных 3d орбиталей

  s      p                                    d

n=4	↑↓
n=3	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑
n=2	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓
n=1	↑↓

₂₃Mo - 3 свободных 3d орбиталей

    

 

41. Исходя из положения германия и технеция в периодической системе, составьте формулы мета-  и ортогерманиевой кислот, и оксида технеция, отвечающие их высшей степени окисления. Изобразите формулы этих соединений графически.

Решение:

₃₂Ge - 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰ 4p² - p-элемент

s      p                                    d

n=4

↑↓

↑

↑

 

В возбужденном состоянии:

s      p                                    d

n=4

↑

↑

↑

↑

Число неспаренных  электронов равно 4, следовательно В = 4

Высшая степень окисления -  Ge ⁺⁴

₅₂Те -1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰ 5p⁴4f⁰

Высшая степень окисления -  Те ⁺⁶

В возбужденном состоянии:

                                      4f

	s		p		↑	↑
n= 5	↑	↑	↑	↑

 

Формулы:

		Н - О
мета –	Н2 Ge О3		Ge    =	О
		Н - О

 

		Н - О
орто  –	Н4 Ge О4	Н - О	Ge
		Н - О
		Н - О

 

		О
Те О3	Те	О
		О

 

 

63. Какой способ образования ковалентной связи называется донорно-акцепторным. Какие химические связи имеются в ионах: NH₄⁺,   BF₄^- ? Укажите донор и акцептор.

Решение:

Химическая связь, образованная за счет пары электронов одного атома (донора) и вакантной орбитали второго  атома (акцептора), называется донорно-акцепторной или донорно-акцепторным механизмом образования ковалентной связи.

Н

Н

Н

+

│

│

│

H+

+

:

N

─Н

→ H+

:

N

─Н

→

Н─

N

─Н

│

│

│

Н

Н

Н

акцептор

донор

Донорно-акцепторная  связь

Ион аммония

 

 

F

F

F

_

│

:

│

│

F

─

B

+

:

F

:

→

F

─

B

:

F

→

F

─

B

─ F

│

:

│

│

F

F

F

акцептор

донор

Донорно-акцепторная  связь

Тетрафторид бора

 

 

82. Газообразный этиловый спирт C₂H₅OH можно получить при взаимодействии этилена C₂H₄ и водяных паров H₂O. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предварительно вычислив тепловой эффект.

Решение:

C₂H_{4 (г)} + H₂O _(г)   = C₂H₅OH _(г)

По следствию из закона Гесса:

ΔH⁰_реак  = Σ ΔH⁰_прод *n_i  - Σ ΔH⁰_исх *n_i

ΔH⁰_реак  =  ΔH⁰ (C₂H₅OH_(г)) - [ΔH⁰ (C₂H_4(г) )  + ΔH⁰ (H₂O _(г) ) =

= (- 235,31 кДж/ моль * 1 моль) – (52,28 – 241,83) = -235,31 -52,28 + 241,83

= - 46,06 кДж

Термохимическое уравнение:

C₂H_{4 (г)} + H₂O _(г)   = C₂H₅OH _(г);  ΔH⁰ = - 46,06 кДж

 

101. Вычислите ΔG⁰₂₉₈ для следующих реакций:

а) 2 NaF_(к)  + Cl_{2 (г)}   = 2 NaCl _(к)  +  F_{2 (г)}

б) PbO_{2 (к)}  + 2Zn_(к)     =  Pb _(к)  + 2ZnО _(к) 

Решение:

 Если  ΔG⁰< 0, то процесс принципиально осуществим.

ΔG⁰ для простых веществ равно 0.

а) ΔG⁰₂₉₈ = 2 ΔG⁰₂₉₈ (NaCl _(к)) - 2 ΔG⁰₂₉₈ (NaF _(к)) = 2*(-284,03) – 2(-541,0) = +313,94 кДж

б) ΔG⁰₂₉₈ = 2 ΔG⁰₂₉₈ (ZnО_(к)) - 2 ΔG⁰₂₉₈(PbO_2(к)) = 2*(-318,2) – 2(-219,0) = - 417,4 кДж

Следовательно, реакция:

а) не возможна;

б) возможна.

 

121. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120⁰ до 80⁰С?

Температурный коэффициент  скорости реакции равен 3.

Решение:

Δt = 120⁰ - 80⁰ = 40⁰

γ  = 3.

По уравнению Вант-Гоффа:

V₂/V₁ = γ ^{Δt/ 10} = 3^40/10 = 3⁴ = 81 раз

Ответ: Скорость реакции  уменьшится в 81 раз.

 

142. Чему равна молярная концентрация эквивалента 30% раствора NaOH плотностью 1,328 г/см³? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды.

Вычислите массовую долю полученного раствора.

Решение:

1) 30% раствор означает, что в растворе содержится 30 % NaOH безводной.

1 л  30% раствора NaOH весит:

m = V*ρ = 1 см³*1,328 г/см³ = 1328 г

тогда масса NaOH:

1328 г * 30% /100% =  398,4 г

2) При прибавлении  5 л воды масса вновь полученного  раствора составит:

5000 г + 1328 г = 6328 г

3) Массовая доля полученного  раствора:

398,4 г/ 6328 г * 100% = 0,063 *100% = 6,3%

4) Эквивалентная масса  NaOH:

Э  = М(NaOH)/1 = 40 г/моль

5) Молярная концентрация  эквивалента 30% раствора NaOH составит:

398,4 г/см³ /40 г/моль = 9,96 моль/см³ = 9,96 н

Ответ: 6,3 %; 9,96 н

 

164. Раствор, содержащий 3,04 г камфары  C₁₀H₁₆O в 100 г бензола, кипит при 80,714⁰ С. Температура кипения бензола – 80,2⁰С.

Вычислите эбулиоскопическую  константу бензола.