Федеральное агентство связи 

     Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики 

     Межрегиональный центр переподготовки специалистов 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Контрольная работа

     По  дисциплине: Химия

                                         
 
 
 
 

           
 

     Проверил: Решетнева И. В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Новосибирск, 2009 г.

 

     

1. Сравните  число атомов, содержащихся в хлоре  и азоте массой по 10 г. В каком  случае и во сколько раз число  атомов больше?

 

     Решение:

     Дано:

Cl₂

N₂

m (Cl₂) = m (N₂) = 10 г 

     Дополн. данные:

M (Cl₂) = 70 г/Моль

M (N₂) = 28 г/Моль 

     Найти:

 

     Формулы:

     

- молярная масса

     

- число атомов 

     =>  

     

 

     Ответ: число атомов, содержащихся в хлоре, больше числа атомов, содержащихся в азоте, в 2,5 раза. 
 
 
 
 
 

 

     

2. Составьте электронные формулы атомов элементов  с порядковыми номерами 32 и 42, учитывая, что у первого происходит провал одного 5s-электрона на 4d-подуровень. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

 

     Решение:

     Дано:

₊₃₂Ge

₊₄₂Mo 

     Составить: электронные формулы 

     Электронные формулы изображают распределение  электронов в атоме по энергетическим уровням и подуровням (атомным  орбиталям).  

     Электронная конфигурация обозначается группами символов nl*, где n - главное квантовое число, l - орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответсвующее буквенное обозначение - s, p, d. f), х - число электронов в данном подуровне (орбитали).  

     При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он будет обладать наименьшей энергией - меньшая сумма n+l .  

     Заполнение  энергетических уровней и подуровней идет в такой последовательности: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s(5d1)4f5d6p7s(6d1-2)5f6d7p 

     Так как число электронов в атоме  того или иного элемента равно  его порядковому номеру в таблице  Д.И.Менделеева, то для элементов  №32 (германий) и №42 (молибден) электронные формулы имеют вид: 

     ₊₃₂Ge  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p² - р-элемент 

     ₊₄₂Mo  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d⁵ - d-элемент 
 

     Ответ:  ₊₃₂Ge  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p² - р-элемент

     ₊₄₂Mo  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s¹ 4d⁵ - d-элемент 

 

      3. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксида азота NO(г). Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект в расчете на 1 моль NH₃(г). 

     Решение: 

     Уравнение реакций, в которых около символов химических соединений указываются  их агрегатные состояния или кристаллическая  модификация, а также численное значение тепловых эффектов, называются термохимическими. В термохимических уравнениях, если это специально не оговорено, указываются значения тепловых эффектов при постоянном давлении Qp, равные изменению энтальпии системы Н. Значение Н приводят обычно в правой части уравнения, отделяя его запятой или точкой с запятой.

     Приняты следующие сокращения обозначения  агрегатного состояния веществ: г- газообразное, ж - жидкое, к - кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние веществ очевидно.

     Если  в результате реакций выделяется теплота, то Н < 0.  

     Дано:

NO(г)

NH₃(г) 

     Дополн. данные:

ΔH₂₉₈(NH₃) = -46,19 кДж

ΔH₂₉₈(NO) = +90,37 кДж 

     Формулы:

     

 

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O 

4 ΔH(NO) + 6 ΔH(H₂O) - 4 ΔH(NH₃) = (4 ∙ 90,37кДж/Моль) - (4 ∙ (-46,19) кДж/Моль) +

     + 6 ∙ (-285,84) кДж/Моль = -1168,8 кДж/Моль 

     Термохимическое уравнение этой реакции:

4NH₃(г) + 5O₂(г) = 4NO(г) + 6H₂O(ж) + 1168,8 кДж 

     Энтальпия включает в себя не только тепловой эффект, но и работу. Здесь работа заключается в изменении объема газа.

     Эта реакция происходит при нормальном давлении. Вычисление молярного изменения  объема:

• 4NH₃ + 5O₂ → 9 Моль  → V = Vm∙ν = 9 ∙ 22,4 л/Моль = 201,6 л
• 4NO → 4 Мол.     → V = Vm∙ν = 4 ∙ 22,4 л/Моль = 112 л

 

=> ΔV = 201,6 – 112 = 89,6 л = 0,0896 м³. 
 

 
 

     1168,8 кДж/Моль = Q + 101,3 кПа ∙ 0,0896 м³

     Q = 1168,8 кН∙м – 101,3 кН/м² ∙ 0,0896 м³ = 1168,8 – 9,08 = 1159,72 кДж/Моль 

     Ответ:  4NH₃(г) + 5O₂(г)  = 4NO(г)  + 6H₂O(ж) + 1168,8 кДж

     Q(тепловой  эффект) = 1159,7 кДж 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4. На основании стандартных теплот  образования и абсолютных стандартных  энтропий соответствующих веществ  вычислите реакции, протекающей  по уравнению: CO_2(Г) + 4H_2(Г) = CH_4(Г) + 2H₂O_(Ж). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? 

     Дано: 

 

     Решение:

ΔH⁰₂₉₈ реакции:

     ΔH⁰₂₉₈ = ΔH⁰ CH₄ + 2 ΔH⁰ H₂O – (ΔH⁰ CO₂ + 4 ΔH⁰ H₂) =

     = 74,85 + (-571,68) -393,51 = -253,02 кДж/моль 

Изменение энтропии реакции:

ΔS⁰₂₉₈ = ΔS⁰ CH₄ + 2 ΔS⁰ H₂O – (ΔS⁰CO₂ + 4 ΔS⁰ H₂) =

= 186,19 + 139,88 –  (213,65 + 522,4) = -409,98 Дж/(моль^.К). 

Используя уравнение  Гиббса-Гельмгольца, можно найти изменение энергии Гиббса:

ΔG⁰ = ΔH⁰ – T^.ΔS =

= -253,02 + 409,98^.10^-3.298 = -130,9 кДж/моль. 

     Так как ΔG⁰ < 0, данная реакция термодинамически возможна (протекает самопроизвольно) и является экзотермической. 
 

     Ответ: ΔG⁰ = -130,9 кДж/моль 
 
 
 
 
 
 
 

 

      5. Напишите  выражение   для   константы   равновесия   гомогенной системы

2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃. Как изменится скорость прямой реакции - образования SO₃, если увеличить концентрацию SO₂ в три раза. 

     Решение:

     K_c=(SO₃)²_равн/(SO₂)²_равн^. O_2равн;

     V_пр=K_пр^.(SO₂)^2. O₂ - скорость прямой реакции;

     Если  увеличить SO₂ в 3 раза, то:

     V_пр' = K_пр^.(3SO₂)^2.O₂  = 9K_пр^. (SO₂)^2.O₂;

           V_пр'/V_пр=9, то скорость увеличится в 9 раз. 
 

     Ответ:     скорость прямой реакции - образования SO₃ увеличится в 9 раз, если увеличить концентрацию SO₂  в три раза 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

      6. Из 700 60 %-ной серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна концентрация оставшегося раствора. 

     Дано:

     m(H₂O) = 200 г

     m(H₂SO₄) = 700 г

     w(H₂SO₄) = 60% 

     Решение:

     m_чист(H₂SO₄) = 700 ^. 0,6 = 420 г

     m_р-ра = m(H₂SO₄) - m(H₂O) = 700 – 200 = 500 г

     w(H₂SO₄)_{в нов р-ре} = m_чист(H₂SO₄) / m_р-ра = 420/500 = 0,84 = 84% 

     Ответ: концентрация оставшегося раствора составляет 84%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

      7. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 3,56 г антрацена С₁₄Н₁₀ в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718⁰С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65⁰С. 

     Дано:

     tC₁₄H₁₀ = 15,718^oC

     tCH₃COOH = 16,65^oC

     m₁(C₁₄H₁₀) = 100 г

     m(CH₃COOH) = 3,56 г 

     Найти:

     К - ? 

     Решение:

     

     М(C₁₄H₁₀) = 178,23 г/Моль

     Δt = tCH₃COOH - tC₁₄H₁₀