Министерство  Российской Федерации  по связи и информатизации 

Сибирский Государственный  Университет Телекоммуникаций и Информатики 

Межрегиональный центр переподготовки специалистов 
 
 
 
 

Контрольная работа

 

по химии 
 
 
 
 

                              Выполнила:

                                                             Вариант № 4 
 

                      Проверила:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2009

№ 4.

     Сколько молекул содержится: а) в NaCl массой 5,85 кг; б) в CuO массой 0,8 т; в) в Na₂CO₃ массой 106 кг. 

     Дано:

     а) m(NaCl) = 5,85 кг

     б) m(CuO) = 0,8 т

     в) m(Na₂CO₃) = 106 кг 

     Найти:

     N(NaCl), N(CuO), N(Na₂CO₃) 

     Решение:

           Определить число  структурных единиц (в данном случае – молекул) можно используя постоянную Авогадро: 

                 N = n ∙ N_A

     Где N – число молекул определяемого вещества, n – количество вещества (моль) определяемого вещества, N_A – постоянная Авогадро = 6,02∙ 10²³моль^-1 

     а) N_(NaCl) = n_(NaCl) ∙ N_A  

     n_(NaCl) = m(NaCl) / M_(NaCl) = 5850 г  /  58,5 г/моль = 100 моль. 

     N_(NaCl) = 100 моль ∙ 6,02 ∙ 10²³моль^-1 = 6,02∙10²⁵ (молекул) 
 

     б) N_(CuO) = n_(CuO) ∙ N_A 

     n_(CuO) = m(CuO) / M_(CuO) = 0,8 ∙ 10⁶ г   /  80 г/моль = 1∙10⁴ моль. 

     N_{(CuO )} = 1∙10⁴ моль∙ 6,02 ∙ 10²³моль^-1 = 6,02∙10²⁷ (молекул) 
 

     в)  N_(Na2CO3) = n_(Na2CO3) ∙ N_A 

     n_(Na2CO3) = m(_Na2CO3) / M_(Na2CO3) = 106 ∙ 10³ г   /  106 г/моль = 1∙10³ моль. 

     N_{(Na2CO3 )} = 1∙10³ моль∙ 6,02 ∙ 10²³моль^-1 = 6,02∙10²⁶ (молекул) 

     Ответ: а) 6,02∙10²⁵ ; б) 6,02∙10²⁷ ; 6,02∙10²⁶. 
 
 
 

     № 14.

     Какие орбитали атома заполняют  электронами раньше: 4s или 3d; 5s или 4p? Почему? Составьте электронную  формулу атома  элемента с порядковым номером 21. 

     Сначала заполняют 4s, затем 3d. Сначала 4p, затем 5s.

     Существуют  закономерности расположения электронов  по энергетическим уровням. Заполнение энергетических уровней и подуровней идёт в такой последовательности:

     1s → 2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→(5d¹) →4f→5d→6p→7s→(6d^1-2) →5f→6d→7p 

     Sc (Скандий) 

     1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s² 

     Расположение  электронов по энергетическим уровням  у атомов элемента Sc следующее:

     +21 Sc 2e^- , 8e^-, 9e^-, 2e^- 
 

     № 24.

       Напишите термохимическое  уравнение реакции  между СО(г)и водородом, в результате которой образуются СН₄(г) и Н₂О (г). Сколько теплоты выделится при этой реакции? 

     Уравнения химических реакций, в которых записывается величина теплового эффекта, называются термохимическими.

     Тепловой  эффект реакции обозначается символом Q, и выражается в кДж, или килокалориях.

     При постоянном давлении тепловой эффект реакций равен изменению энтальпии (∆H).

     Энтальпия (Н) – величина, которая характеризует  запас энергии в веществе.

     Изменение энтальпии ∆H равно  

     ∆H⁰₂₉₈ = ∑∆H⁰₂₉₈ (продукты реакции) - ∑∆H⁰₂₉₈ (исходные вещества)

     Находим ∆H⁰₂₉₈ для данной реакции:

     CO (г) + 3H₂(г) = CH₄(г) + H₂O(г) 

     ∆H⁰_CO(г) = -110,6 кДж/моль              // исходные вещества

     ∆H⁰_H2(г) = 0 (простое вещество) 

     ∆H⁰_CH4(г) = -74,86 кДж / моль  // продукты реакции

     ∆H⁰_H20(г) = -241,98 кДж / моль  

     ∆H⁰₂₉₈ = ∑ (∆H⁰_CH4(г) + ∆H⁰_H20(г)) - ∑(∆H⁰_CO(г) +3∆H⁰_H2(г) )

     ∆H⁰₂₉₈   = (-74,86+(-241,98)-(-110,6) = -206,24 кДж 

     ∆H как и Q, называется тепловым эффектом реакции. Связь между   ∆H и Q выражается уравнением ∆H = - Q 

     Термохимическое уравнение можно записать так: 

     а) CO(г)+3H₂(г) = СH₄(г) + H₂O (г);  ∆H⁰₂₉₈   = -206,24 кДж.

     б) CO(г)+3H₂(г) = СH₄(г) + H₂O (г) + 206,24 кДж. 

     В результате термохимической реакции  теплота выделяется, поэтому она  называется экзотермической

     Ответ: -206,24 кДж. 

     № 34.

     Реакция горения ацетилена идет по уравнению C₂H₂(г)+5/2O₂(г)=2CO₂(г)+H₂O(ж). Вычислите ∆S⁰₂₉₈ и ∆G⁰_298. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. 

1. Вычисляем ∆S⁰₂₉₈ .

∆S⁰₂₉₈ = ∑∆S⁰₂₉₈ (продукты реакции) - ∑∆S⁰₂₉₈ (исходные вещества)

Находим в таблице стандартные значения ∆S⁰₂₉₈ всех веществ, участвующих в реакции. 

Продукты  реакции:

∆S⁰_{СO2 (г)} = 213,8 Дж∙моль^-1∙К^-1

∆S⁰_{H2O (ж)} = 70,0 Дж∙моль^-1∙К^-1 

Исходные  вещества:

∆S⁰_{С2H2 (г)} = 200,8 Дж∙моль^-1∙К^-1

∆S⁰_{O2 (г)} = 205,0 Дж∙моль^-1∙К^-1 

Проводим  алгебраическое суммирование:

∆S⁰₂₉₈ = (2∙213,8 + 70,0) – (200,8 + 5/2 ∙ 205,0) = 497,6 – 713,3 = - 215,7 Дж 

2. Вычисляем ∆G⁰₂₉₈ :

∆G⁰₂₉₈ = ∑∆G⁰₂₉₈ (продукты реакции) - ∑∆G⁰₂₉₈ (исходные вещества)

Находим в таблице стандартные значения ∆G⁰₂₉₈ всех веществ, участвующих в реакции. 

Продукты  реакции:

∆G⁰_{СO2 (г)} = -394,6 Дж∙моль^-1∙К^-1

∆G⁰_{H2O (ж)} = -237,4 Дж∙моль^-1∙К^-1 

Исходные  вещества

∆G⁰_{С2H2 (г)} = 209,2 Дж∙моль^-1∙К^-1

∆G⁰_{O2 (г)} = 0 – простое вещество

∆G⁰₂₉₈ = (2∙(-394,6) + (-237,4)) –(209,2) = -1026,6-209,2 = -817,4 кДж 

 ∆G⁰₂₉₈ = -817,4 кДж // можно предположить, что при стандартных условиях реакция идет в прямом направлении, т.к. ∆G⁰₂₉₈ < 0. 

Ответ: ∆S⁰₂₉₈ = - 215,7 Дж; ∆G⁰₂₉₈ = -817,4 кДж.

Уменьшение  энтропии в результате этой реакции объясняется:

а) уменьшением  числа молекул веществ, находящихся  в газообразном состоянии:

      левая часть: -3,5

      правая  часть: -2

б) появлением вещества в жидком состоянии: -H₂O (ж) 

№ 44.

     Реакция идет по уравнению N₂+3Н₂=2NН₃. Концентрации участвующих в ней веществ были [N₂]=0,80 моль/л , [Н₂]=1,5 моль/л , [NН₃]=0,10 моль/л . Вычислите концентрацию водорода и аммиака , когда [N₂]=0,5 моль/л.  

                N₂                  +              3Н₂          =       2NН₃

Исх.:            0,80 моль/л             1,5 моль/л        0,10 моль/л

Стало:         0,5 моль/л                0,6 моль/л        0,7 моль/л

Прореаг.:   0,3 моль/л                0,9 моль/л         0,6 моль/л 

      Следовательно, при [N₂]=0,80 моль/л – концентрация водорода будет равна [Н₂]=1,5 – 0,9 = 0,6 моль/л

      Концентрация аммиака [NН₃]= 0,1 + 0,6 = 0,7 моль/л. 

      Ответ: 0,6 моль/л ; 0,7 моль/л.

      

     № 54.

     Вычислите эквивалентную и  моляльную концентрации 20,8 % раствора HNO₃, плотность которого 1,12 г/см3. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? 

     Дано:

     ω(HNO₃) = 20,8%

     ρ(HNO₃) = 1,12 г/см³

     H (раствора) = 4 л 

     Найти: 

     С_H, C_М

     m(HNO₃) в растворе 4 л.

      Решение:

1. С_H – нормальная концентрация раствора показывает количество грамм – эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора (H)/
2. Количество вещества (моль) в 1 л раствора определяет молярность раствора: С_М или М.

 

а) для определения H(HNO₃) сначала найдем массу раствора:

m(раствора) = V∙ ρ = 1000 см³ ∙ 1,12 г/см³ = 1120 г. 

б) масса растворимого в 1 л вещества HNO₃ = 1120г ∙ 0,208 = 232,96 г 

М(HNO₃) = 63 г/моль

1 г  – экв (HNO₃) = 63 г/моль 

в) концентрация (H) или С_H раствора: 

232,96 / 63 = 3,697 = 3,7 моль/л 

М или С_М = 3,7 моль/л, так как азотная кислота одноосновная, молярная масса равна молярной массе эквивалента = 63 г/моль

С_Н = С_М = 3,7 моль/л 

г) m(HNO₃) = C_M ∙ M(HNO₃) ∙ V(л) = 932,4 г. 

Ответ: С_Н = С_М = 3,7 моль/л

        m(HNO₃)в 4 л раствора = 932,4 г. 

№ 64.

     Вычислите процентную концентрацию водного раствора глицерина С₃Н₅(ОН)₃ зная, что этот раствор кипит при 100,39⁰ С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 град.