скачать... - Химия, Решение задач по химии, Химия Шимановича

Химия
Вариант 9
Вариант 9
Задача 8
Условие
Какой объем газа выделится (0 С, 101,3 кПА), если в реакцию вступят: 8 г нитрата аммония и 8 г
гидроксида натрия?
Решение
NH 4 NO3  NaOH  NaNO3  H 2 O  NH 3 
Mr ( NH 4 NO3 )  80.04г / моль
Mr ( NaOH )  40.01г / моль
Найдем избыток/недостаток реагентов данных в условии через их количество:
 ( NH 4 NO3 )  m( NH 4 NO3 ) / Mr ( NH 4 NO3 )  8г. / 80,04  0,10 моль
 ( NaOH )  m( NaOH ) / Mr ( NaOH )  8г. / 40.01  0,20 моль
Исходя из уравнения реакции, гидроксид натрия в избытке, поэтому в реакцию вступит 1 моль нитрата
аммония, в результате выделится 1 моль или 17,03 г. газообразного аммиака. В условии дана
температура 0ºС и 101,3 кПа, рассчитаем объем газа исходя из уравнения Менделеева-Клапейрона:
mRT
M
PV
mRT
PV 
M
mRT
17.03  8.314  273
V
P 
 101,3  22,40 л.
M
17,03
Вариант 9
Задача 12
Условие
Составьте формулы всех солей, соответствующих кислотам и основаниям, приведенным для вашего
задания в таблице 1. Для амфотерных гидроксидов необходимо составить формулы их солей,
образованных как при реакциях с кислотами, так и с основаниями. Приведите реакцию получения
одной из солей в молекулярной и ионной форме. При написании уравнений руководствоваться
таблицей растворимости и таблицей степеней диссоциации.
CsOH,
Fe(OH)3,
HClO3,
H2S
Решение
CsClO3  хлорат _ цезия
CsOH  HClO3  CsClO3  H 2 O


Cs   OH   H   ClO3  Cs   ClO3  H 2 O
Cs2 S  сульфид _ цезия
Fe(ClO3 ) 3  хлорат _ железа ( III )
FeOH (ClO3 ) 2  гидроксохлорат _ железа ( III )
Fe(OH ) 2 ClO3  дигидроксо хлорат _ железа ( III )
Fe2 S 3  сульфид _ железа ( III )
2 Fe(OH ) 3  3H 2 S  Fe2 S 3  6 H 2 O
2 Fe(OH ) 3  6 H   3S   Fe2 S 3   H 2 O
1
Вариант 9
Задача 25
Условие
Составьте электронные формулы и представьте графически размещение электронов по квантовым
ячейкам для указанных в таблице 2 элементов, соответствующих вашему заданию. Проанализируйте
возможности разъединения спаренных электронов при возбуждении атомов с образованием валентных
электронов в соответствии с теорией спин-валентности. Алюминий, мышьяк
Решение
Атом алюминия, имеет 3 валентных электрона, 2 из которых находятся на 3s-подуровне, в
возбужденном состоянии * , спаренные электроны 3s-подуровня разъединяются и один из них
переходит на свободную орбиталь 3p-подуровня. Таким образом атом алюминия имеет три
неспаренных электрона и проявляет валентность 3 в соединениях. Например Al2O3 , AlCl3
Мышьяк, имеет 3 валентных, неспаренных электрона на 4p-подуровне, поэтому проявляет валентность
3 (например мышьяковистая кислота - H3AsO3). В возбужденном состоянии, электроны находящиеся
на 4s-подуровне разъединяются, и один электрон с 4s-подуровня перескакивает на 4d-подуровень,
таким образом атом мышьяка имеет уже 5 неспаренных электронов и способен проявлять валентность 5
(например мышьяковая кислота - H3AsO4).
Вариант 9
Задача 40
Условие
Проанализируйте изменение величины зарядов ядер, радиусов атомов, электроотрицательностей и
степеней окисления элементов в соответствии с вашим вариантом (см. Табл.3). Каковы закономерности
этих изменений при движении по группе сверху в низ или по периоду слева на право? Как изменяется
при этом направлении металличность элементов и характер их оксидов и гидроксидов?
Элементы 7 В группы
Решение
К 7Б группе относятся: Mn +25 - марганец, Тс +43 – технеций, Re +75 – рений. Как видно заряд ядра по
группе сверху вниз увеличивается, следовательно, возрастает количество электронов принадлежащих
атомам 7Б группы и тем самым увеличивается радиус атомов. Чем больше радиус атомоа, тем легче
атом отдает валентные электроны, что влияет на электроотрицательность, которая уменьшается сверху
вниз, т.е. у атома марганца электроотрицательность наибольшая, у атома рения – наименьшая. Все
атомы данной группы проявляют различные степени окисления, от +1 до +7. Металлические свойства
увеличиваются от марганца к рению. Все оксиды и кислоты этих атомов, являются сильными
окислителями. Наибольшие окислительные свойства у соединений марганца, наибольшие кислотные
свойства по водороду у рениевой кислоты HReO4.
2
Вариант 9
Задача 49
Условие
Для предложенного в вашем задании (табл. 4) соединения постройте графическую формулу и укажите,
видя химической связи в этой молекуле. Покажите, какие (какая) связи «рвутся» при диссоциации.
Объясните что такое водородная связь? Приведите ее примеры влияния на свойства вещества.
Гидроксонитрат кальция
Решение
Ca(OH ) NO3  гидроксонитрат _ кальция
- Сa – OH – ионная связь
- Сa – ONO2 – ионная связь
- O – N – ковалентная полярная связь
- N=O – ковалентная полярная связь
Штрих-пунктирной линией показан разрыв связей при диссоциации: HO – Ca - ; - Ca – ONO2
Водородная связь возникает между атомом водорода который отдает свой электрон в молекуле и
атомом-донором электронов, который имеет неподеленную электронную пару. Например, водородные
связи имеются в воде и сероводороде. Молекула сероводорода – слабополяризована, поэтому между
этими молекулами возникают очень слабые водородные связи, в нормальных условиях сероводород –
гах (температура кипения – 61ºС). Молекула воды Н-О-Н сильно поляризована, поэтому между ее
молекулами возникают сильные водородные связи, соответственно при нормальных условиях вода
находится в жидком состоянии (температура кипения - 100ºС).
Вариант 9
Задача 60
Условие
Чем характеризуется состояние химического равновесия? От каких факторов зависит константа
равновесия, положение равновесия? Предскажите в соответствии с принципом Ле-Шателье смешение
равновесия при изменении температуры и давления в реакции, соответствующей номеру вашего
задания (табл.6).
2CO + O2 = 2CO2 +Q
Решение
Состояние химического равновесия характеризуется отношением произведения концентраций
продуктов реакции к произведению концентраций реагентов, в степенях их коэффициентов в реакции,
при данных условиях.
[CO2 ]2
Kp.  
, где к – коэффицинт пропорциональности.
[CO]2  [O2 ]
Константа равновесия зависит от концентрации продуктов и реагентов, которые могут меняться под
действием температуры, давления, агрегатного состояния.
При увеличении температуры, равновесие сместится в сторону уменьшения этого фактора т.е. в сторону
образования СО и О2 (влево), при уменьшении температуры, равновесие сместится вправо, в сторону
образования СО2 (т.к. реакция экзотермическая).
Если увеличить давление в системе, равновесие сместится вправо, потому, что СО2 занимает меньший
объем (2*22,4=44,8 л при н.у.), чем исходные вещества (2*22,4+22,4=67,2л при н.у.), т.е. система будет
стремится к подавлению действия связанного с увеличением давления.
3
Вариант 9
Задача 68
Условие
Для каких из приведенных электролитов можно составить выражение для константы диссоциации?
а) KOH, б) H2SO4, в)HCN, г) KNO3, д) NH4OH
1)а, в 2) б, д 3) в, д 4) б, г.
Решение
Уравнение для константы диссоциации можно составить для слабых электролитов, в нашем случае, это
3-й вариант: HCN и NH4OH
HCN  H   CN 
[ H  ][CN  ]
Kd ( KCN ) 
[ HCN ]

NH 4 OH  NH 4  OH 

[ NH 4 ][OH  ]
Kd ( NH 4 OH ) 
[ NH 4 OH ]
Вариант 9
Задача 79
Условие
Заполните пропуски в таблице 7. Например, в задаче 76 надо найти молярную и нормальную
концентрацию 10%- ного раствора CuSO4 (плотность раствора 1,1 г/мл).
Растворенное Концентрация Концентрация Концентрация Плотность
№ задания
вещество
молярная
процентная
нормальная
г/мл.
79
№ задания
79
CH3COOH
0,5
1,0
Решение
Растворенное Концентрация Концентрация Концентрация
вещество
молярная
процентная
нормальная
CH3COOH
3,0%
0,5
0,5
Плотность
г/мл.
1,0
1). Найдем процентную концентрацию уксусной кислоты:
а). найдем массу кислоты:
m(CH 3COOH )   (CH 3COOH )  M (CH 3COOH )  0.5 моль / л  60.05г / моль  30,025г / л.
б). найдем процентную концентрацию:
 (CH 3COOH )  m(CH 3COOH )  (V (CH 3COOH )   (CH 3COOH ))) 100% 
 30.025  (11000г.) 100%  3.00%
2). Найдем нормальную концентрацию
а). найдем массу эквивалента уксусной кислоты
M (CH 3COOH ) 60.05
Mээк.(CH 3COOH ) 

 60.05г  экв / моль
1
z (CH 3COO  )
б). Найдем нормальную концентрацию
Сн.(CH 3COOH )  m(CH 3COOH )  Mээк.(CH 3COOH ) 1л 
 30,025г / л  60,05г  экв / моль *1л  0,5 моль  экв / л
Вариант 9
Задача 87
Условие
Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза приведенных в вашем задании солей. Укажите
реакцию среды в растворе соли. Напишите выражение для константы гидролиза.
Хлорид цинка, силикат калия
Решение
4
ZnCl2  HOH  Zn(OH )Cl  HCl
Zn(OH )Cl  HOH  Zn(OH ) 2  HCl
Zn 2  HOH  Zn(OH )   H 
Zn(OH )   HOH  Zn(OH ) 2  H 
K
[ HCl ][ Zn(OH )Cl ]
[ ZnCl2 ][ H 2 O]
Na2 SiO3  HOH  NaHSiO3  NaOH
NaHSiO3  HOH  H 2 SiO3  NaOH
2

SiO3  HOH  HSiO 3  OH 

HSiO 3  HOH  H 2 SiO3  OH 
[ NaOH ][ NaHSiO3 ]
[ Na2 SiO3 ][ H 2 O]
В первом случае среда кислая, во втором – щелочная.
Вариант 9
Задача 97
Условие
Заполните таблицу 8 в соответствии с вашим вариантом, указав комплексообразователь, лиганды,
координационное число, внутреннюю и внешнюю сферу по формуле комплексного соединения, или
составив соответствующую формулу по указанному комплексообразователю, лигандам и
координационному числу. Дайте названия этим веществам.
5
6
7
Константа
устойчивости
4
Формула
комплексного
соединения
3
Ионы
внешней
сферы
Координацион
ное число
2
Внутренняя
сфера
комплекса
Лиганд
1
Комплексообр
азователь
№ задания
K
8
[Cr(H2O)6]Cl3
97
Co 3+
NO2 -
6
K+
97
Cr 3+
H2O
Co 3+
NO2 -
6
5
[Cr(H2O)6] 3+
6
[Co(NO2-)6] 3-
6
Cl-
7
Константа
устойчивости
4
Формула
комплексного
соединения
3
Ионы
внешней
сферы
Координацион
ное число
2
Внутренняя
сфера
комплекса
Лиганд
1
№ задания
Комплексообр
азователь
Решение
8
[Cr(H2O)6]Cl3
K+
K3[Co(NO2-)6]
[Cr(H2O)6]Cl3 – хлорид гексааквахрома (III)
K3[Co(NO2-)6] – гексанитриткобальтат (III) калия
Вариант 9
Задача 109
Условие
Составьте электронные уравнения и подберите коэффициенты в реакциях, соответствующих вашему
заданию. Рассчитайте, сколько граммов окислителя требуется для восстановления 10 г
соответствующего реакции восстановителя.
Na2S+K2Cr2O7+H2SO4=Na2SO4+K2SO4+Cr2(SO4)3+H2O
5
Решение
S
2

6
 8e  S 8
Cr 6  3e   Cr 3 3
3Na2 S  4 K 2Cr2O7  16 H 2 SO4  3Na2 SO4  4 K 2 SO4  4Cr2 ( SO4 ) 3  16 H 2O
Восстановителем является сульфид натрия. По условию его дано 10 г.
1). Найдем массу окислителя, составив пропорцию исходя из уравнения реакции
m( K 2Cr2O 7 )  m( Na2 S )  M ( K 2Cr2O 7 )  M ( Na2 S )  10  294  78  37.69г
6