Химия

Вид работы: Контрольная работа

Предмет:  Химия

Контрольная работа №1

Вариант №19

19. Вычислите относительную молекулярную массу газа, заданный объём которого при нормальных условиях имеет соответствующую массу . Определите число молекул в данном объеме газа. Какова масса одной молекулы в граммах?

Дано:

Найти:

Решение:

При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объем , поэтому количество вещества газа равно:

Молярная масса вещества – величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества (молю) :

Относительная молекулярная масса вещества в атомных единицах массы (а.е.м.) численно равна его молярной массе, выраженной в г/моль, поэтому относительная молекулярная масса газа равна

Число молекул газа:

где молекул – постоянная Авогадро, показывающая число структурных единиц (молекул, атомов и т.д.) в одном моле любого вещества.

Масса одной молекулы:

Ответ:

39. Определите факторы эквивалентности и рассчитайте молярные массы эквивалентов подчеркнутых веществ в реакциях, протекающих по уравнениям а и б.

а) H2S + NaOH = NaHS + H2O
б) H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O
в) Ba + 2HCl = BaCl2 + H2.

Решение:

Эквивалент (Э) – это реальная или условная частица вещества, кото-рая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим образом эквивалентна одному иону водорода (Н+) в ионообменных реакциях или одному электрону (е–) в окислительно-восстановительных реакциях.

Число, обозначающее, какая доля от реальной частицы эквивалентна одному иону водорода или одному электрону, получила название фактора эквивалентности .

Фактор эквивалентности соединений в окислительно-восстановитель–ной реакции равен:

где число отданных или присоединенных электронов.

а) H2S + NaOH = NaHS + H2O

В данной реакции замещается на металл один ион водорода Н+, поэтому фактор эквивалентности H2S:

Молярная масса сероводородной кислоты:

Молярная масса эквивалентов H2S:

б) H2S + 2NaOH = Na2S + 2H2O

В данной реакции замещаются на металл два иона водорода Н+, поэтому фактор эквивалентности H2S:

Молярная масса эквивалентов H2S:

в) Реакция Ba + 2HCl = BaCl2 + H2 – окислительно-восстановительная.

Барий Ва меняет свою степень окисления от 0 до +2, т.е. атом бария отдает 2 электрона, следовательно, фактор эквивалентности бария: .

Молярная масса эквивалентов бария:

где – молярная масса бария.

Ответ:

а)
б)
в)

59. Сколько протонов и нейтронов содержат ядра атомов изотопов серы 32S и рутения 101Ru? Составьте электронную формулу атома серы. Подчеркните валентные электроны.

Решение:

По условию задачи даны изотопы серы и рутения .

Порядковый номер элемента в периодической системе совпадает с ве-личиной заряда ядра, т.е. индекс внизу слева символа элемента указывает на количество протонов в ядре, следовательно, в ядре изотопа серы имеется 16 протонов, в ядре изотопа рутения – 44 протона. Число нейтронов равно разности между массовым числом (индекс вверху слева символа) и порядковым номером элемента, следовательно, в ядре изотопа серы находится 16 нейтронов , а – 57 нейтронов .

Электронная формула атома серы:

Валентные электроны атома серы: .

69. Приведите современную формулировку Периодического закона. Составьте электронные формулы серы, кислорода и теллура.

Расположите их в порядке возрастания: 1) эффективного радиуса; 2) электроотрицательности; 3) сродства к электрону.

Составьте формулы оксидов и гидроксидов, отвечающих их высшей степени окисления, и расположите в порядке убывания основности. Для подчеркнутого элемента приведите электронно-графическое изображение валентного уровня в основном и возбужденном состояниях.

Решение:

Современная формулировка периодического закона: свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов.
Электронные формулы элементов:

Кислород, сера и теллур – элементы IVA-подгруппы, но кислород – элемент второго периода, сера – третьего периода, теллур – пятого пе-риода.

а) В подгруппах сверху вниз атомные радиусы возрастают, т.к. увеличивается число электронных слоев в атомах элементов. Значит, эффективный радиус увеличивается в ряду: O – S – Te.
б) Электроотрицательность характеризует способность атома в моле-куле притягивать к себе связующие электроны. Электроотрицательность уменьшается сверху вниз по группе, что связано с увеличением радиуса атомов, следовательно, электроны слабее притягиваются к ядру атома и атому труднее их удержать. Значит, электроотрицательность возрастает в ряду Te – S – O.
в) Сродством атома к электрону называется энергетический эффект присоединения электрона к нейтральному атому Э0 с превращением его в отрицательный ион Э–. Сродство к электрону служит мерой окислительной способностью атома: чем больше у атома сродство к электрону, тем более сильным окислителем он является. Сродство к электрону возрастает в ряду Тe – S – О из-за уменьшения размера атомов.

Так как высшая степень окисления кислорода равна +2, а серы и телура +6 (равна номеру группы, в которой находится элемент).

Элемент Оксид Гидроксид

О – –
S SО3 – оксид серы (VI) Н2SО4 – серная кислота
Ge ТeО3 – оксид теллура (VI) Н2ТeО4 – теллуровая кислота

Так как сверху вниз в подгруппе основные свойства соединений воз-растают, то ряд убывания основности имеет вид:
Н2ТeО4 – Н2SО4.

Валентные электроны атома серы:

Распределение валентных электронов атома серы в основном состоянии:

В первом возбужденном состоянии один -электрон переходит на -орбиталь. Распределение валентных электронов атома серы в возбужденном состоянии:

Во втором возбужденном состоянии один — и один -электроны переходят на -орбиталь. Распределение валентных электронов атома серы в возбужденном состоянии:

79. Определите механизм образования связей ионов и молекул: Ba, PH3, H2, KI, SiO32–. Рассмотрите с точки зрения метода валентных связей строение подчеркнутых молекул или ионов.

Какая химическая связь называется водородной? Между молекулами каких из предложенных веществ образуются водородные связи?

Решение:

Барий Ва – металл, поэтому связь металлическая. В узлах металлических решеток находятся положительные ионы бария Ва2+, а валентные электроны передвигаются между ними в различных направлениях, создавая своеобразный электронный газ.

В молекуле фосфина PH3 осуществляется ковалентная полярная связь, т.к. связь образуется между двумя неметаллами с различной электроотрицательностью. В молекуле имеются три ковалентные связи, образованные за счет обобществления двух электронов взаимодействующими атомами: три электрона дает на связи атом фосфора Р и три дает атом водорода Н, и эти электроны становятся общими для фосфора и водорода.

В молекуле водорода H2 осуществляется ковалентная неполярная связь, т.к. связь образуется между атомами одного и того же неметалла. В молекуле имеется одна ковалентная связь, образованная за счет обобществления двух электронов взаимодействующими атомами: каждый атом водорода дает по одному электрону, и они становятся общими для обоих атомов.

В иодиде калия KI осуществляется ионная связь – связь, образованная за счет электростатического взаимодействия ионов. Так как разность между электроотрицательнoстями взаимодействующих атомов калия и иода большая, то происходит переход электрона от атома с меньшей электроотрицательностью (калия К) к атому с большей электроотрицательностью (иоду I):

Рассмотрим строение силикат-иона SiO32– с точки зрения метода валентных связей.

В ионе SiO32– центральный атом – кремний Si, число -связей (по числу концевых атомов кислорода) равно 3. Степень окисления кремния равна +4, степень окисления кислорода равна –2.
Электронная конфигурация атома кремния в степени окисления +4:

Распределения валентных электронов атома кремния в степени окисления +4 по орбиталям:

Одна -орбиталь и две -орбитали атома кремния принимают участие в образовании связей с концевыми атомами – атомами кислорода:

О–2 О–2 О–2
σ σ σ

Определяем тип гибридизации, учитывая все орбитали, участвующие в образовании -связи, а также неподеленные электронные пары: три -связи, неподеленных электронных пар нет, следовательно тип гибридизации.

По типу гибридизации определяем геометрию иона – он имеет треугольное строение:
О 2–

Si
O О

Водородная связь – связь, осуществляемая между положительно поляризованным атомом водорода, химически связанным в одной молекуле, и отрицательно поляризованным атомом фтора, кислорода и азота (реже хлора, серы и др.) другой молекулы.

Условием образования водородной связи является высокая электроотрицательность атома, непосредственно связанного в молекуле с атомом водорода. Только при этом условии электронное облако атома водорода достаточно сильно смещается в сторону атома-партнера, а последний приобретает высокий эффективный отрицательный заряд.

Из предложенных веществ водородная связь в небольшой степени проявляется между молекулами фосфина.

99. Исходя из стандартных энтальпий образования и абсо-лютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вы-числите изменение энергии Гиббса реакции

2SO3(г) = 2SO2(г) + O2(г)

и определите направление процесса при стандартных условиях.

Решение:

2SO3(г) = 2SO2(г) + O2(г)

Выпишем из таблицы приложения 1 значения стандартных энтальпий образования и стандартных энтропий образования веществ, участвующих в реакции:

Вещество SO3(г) SO2(г) O2(г)

–395,85 –296,90 0

256,69 248,07 205,04

Тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой теплот образования продуктов реакции и суммой теплот образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:

где стехиометрические коэффициенты соответственно продуктов реакции и исходных веществ.

Изменение энтропии химической реакции:

Изменение энергии Гиббса реакции:

Для заданной реакции:

Положительный знак энергии Гиббса свидетельствует о не-возможности протекания реакции в стандартных условиях в прямом направлении.

119. Напишите выражение константы равновесия для системы:
СН4(г) + СО2(г) → 2СО(г) + 2Н2(г)

В соответствии с принципом Ле Шателье, определите, как необходимо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрации исходных веществ, чтобы сместить равновесие в сторону продукта реакции.

Решение:

СН4(г) + СО2(г) → 2СО(г) + 2Н2(г)

Выражение для константы равновесия:

Характер смещения под влиянием внешних воздействий можно про-гнозировать, применяя принцип Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии оказывается воздействие извне, то равновесие в системе смещается так, чтобы ослабить внешнее воздействие.

а) Вычислим тепловой эффект заданной химической реакции. Тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой теплот образования продуктов реакции и суммой теплот образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:

Выпишем из таблицы приложения 1 значения стандартных энтальпий образования веществ, участвующих в реакции:

Вещество СН4(г) СО2(г) СО(г) Н2(г)

–75,85 –393,51 –110,53 0

Так как то реакция протекает с поглощением теплоты, следовательно, для смещения равновесия в сторону продуктов реакции нужно увеличить температуру.

б) так как реакция протекает с увеличением числа молей газообразных веществ , то для смещения равновесия в сторону продуктов реакции нужно уменьшить давление.
в) для смещения равновесия в сторону продуктов реакции нужно увеличить концентрацию исходных веществ.

139. Рассчитайте молярную концентрацию, моляльность, молярную долю хлорида натрия в водном растворе с массовой долей растворенного вещества и плотностью раствора .

Дано:

Найти:

Решение:

Объем 100 г 26%-ного раствора NaCl:

Т.к. раствор 26%-ный, то хлорида натрия содержится в 100 г раствора или в

Молярная масса NaCl: .

Молярная концентрация 26%-ного раствора NaCl:

Масса воды в 100 г 26%-ного раствора:

Моляльность раствора NaCl:

Молярная доля растворенного вещества – это число молей растворенного вещества, отнесенное к общему числу молей.

Число молей хлорида бария:

Число молей воды:

Молярная доля хлорида натрия:

Ответ:

160. Определите молярную концентрацию эквивалентов и массовую долю хлорида алюминия в растворе, полученном при растворении хлорида алюминия массой в воде объемом . Плотность полученного раствора –

Дано:

Найти:

Решение:

Молярная масса хлорида алюминия:

Молярная масса эквивалентов хлорида алюминия:

Масса воды:

Масса раствора:

Объем полученного раствора:

Молярная концентрация эквивалентов раствора AlCl3:

Массовая доля раствора:

Ответ:

179. К водному раствору гидроксида калия объемом с массовой долей растворенного вещества (плотность раствора ) прибавили воду объемом . Определите массовую долю и моляльность вещества КОН в этом растворе.

Дано:

Найти:

Решение:

Масса 150 см3 30%-ного раствора КОН:

где плотность раствора КОН, объем раствора КОН.

Масса КОН в 193.2 г 30%-ного раствора:

Масса добавленной воды:

где – плотность воды.

Масса полученного раствора:

Массовая доля раствора КОН:

Масса воды в 67,05 г 30%-ного раствора:

Масса воды в полученном растворе:

Молярная масса гидроксида калия:

Моляльная концентрация раствора КОН:

Ответ:

Список использованной литературы

1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: учебник / Н.С. Ахметов. – М.: Высшая школа, 1998. – 743 с.
2. Глинка Н.Л. Общая химия: учебник / Н.Л. Глинка; Под ред. В.А. Попокова, А.В. Бабкова. – М: Издательство Юрайт; ИД Юрайт, 2011. – 886 с.
3. Коровин Н.В. Общая химия: Учебник для студентов вузов, обуч. по техническим направлениям и спец. / Н.В. Коровин. – М.: Высш. шк.; 2009. – 559 с.
4. Химия: учебник / Ф.Ф. Гуров, Ф.З. Бадаев, Л.П. Овчаренко, В.Н. Шаповал. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 748 с.
5. Хомченко И.Г. Общая химия: учебник / И.Г. Хомченко. – М.: Но-вая волна, 1997. – 464 с.

Прикрепленные файлы:

Himiya_KR_1_v-19_Gotovaya

Himiya_KR_1_v-19_Gotovaya

Himiya_KR_2_v-19_Gotovaya

Himiya_KR_2_v-19_Gotovaya

ВЫБОР ВАРИАНТА ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №1

ВЫБОР ВАРИАНТА ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №2

Контрольная работа 1

Контрольная работа 2