Контрольная работа №1
Подождите немного. Документ загружается.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ЛИВЕСКИЙ ФИЛИАЛ ГОУ ВПО “ОРЕЛГТУ”
ФАКУЛЬТЕТ ОЧНО-ЗОАЧНОГО ОБУЧЕНИЯ
Кафедра технических дисциплин
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ»
Работу выполнил студент Титов В. В.
Специальность 151001 «Технология машиностроения»
Группа 1Т Шифр 081465
Вариант №26
Отметка о зачете ___________ дата «___»___________2008г.
Преподаватель Герасина Е. В.
Ливны 2008
2
Содержание
Задание №27. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше:
4d или 5s; 6s или 5p? Почему? Напишите электронную формулу атома
элемента с порядковым номером 43..................................................................3
Задача №48. Марганец образует соединения, в которых он проявляет
степень окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и
гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите
уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца
(IV)............................................................................................................................4
Задача №90. Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензина с
образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж.
Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите
теплоту образования С
6
Н
6
(ж). Ответ +49,03 кДж............................................5
Задача №132. Напишите выражение для константы равновесия
гетерогенной системы CO
2
+ C 2CO. Как изменится скорость
прямой реакции – образования, если концентрацию CO
2
уменьшить в
четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход
CO?...........................................................................................................................7
Задача №195. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные
уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) CdS и HCl; б)
Cr(OH)
3
и NaOH; в) Ba(OH)
2
и CoCl
2
.................................................................8
Задача №216. Какая из двух солей при равных условиях в большей
степени подвергается гидролизу: NaCN или NaClO; MgCl
2
или ZnCl
2
?
Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения
гидролиза соответствующих солей....................................................................9
Список использованной литературы..............................................................11
3
Задание №27. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше:
4d или 5s; 6s или 5p? Почему? Напишите электронную формулу атома
элемента с порядковым номером 43
Решение:
В первом случае заполнение электронами энергетических уровней в
атомах элементов происходит следующим образом: вначале заполняется
5s-подуровень, затем 4d-подуровень.
Данные орбитали атома (4d, 5s) присущи элементам больших
периодов. Формирование электронных оболочек в атомах элементов
больших периодов происходит более сложно, чем в атомах элементов
малых периодов. Это связано с тем, что в атомах элементов больших
периодов s-подуровень данного энергетического уровня обладает меньшей
энергией, чем d-подуровень предшествующего уровня. В атоме рубидия и
стронция (№37 и №38) начинает формироваться пятый энергетический
уровень (5s
1
и 5s
2
соответственно), а начиная с иттрия (№39), заполняется d-
подуровень четвертого энергетического уровня, вплоть до кадмия (№48).
Это объясняет, почему 5s заполняется раньше, чем 4d-подуровень.
Во втором случае заполнение электронами энергетических уровней в
атомах элементов происходит следующим образом: вначале заполняется
5p-подуровень, затем 6s-подуровень.
Данные орбитали атома (5p, 6s) так же присущи элементам больших
периодов. В атомах элементов больших периодов s-подуровень данного
энергетического уровня обладает меньшей энергией, чем p-подуровень
предшествующего уровня
В атомах элементов индий (№49), олово (№50), сурьма (№51), теллур
(№52), йод (№53), ксенон (№54) заполняется 5p-подуровень. Последний
элемент пятого периода – ксенон имеет электронную формулу: …5s
2
5p
6
. В
атомах первых двух элементов шестого периода – цезия (№55) и бария
(№56) электроны занимают s-подуровень нового внешнего энергетического
уровня (6s
1
и 6s
2
соответственно). У лантана (№57) заполняется 5d-
подуровень. Затем заполняется 4f-подуровень (начиная с цезия и до
лютеция), потом заполняются 5d-подуровень и 6p-подуровень. Последний
элемент шестого периода – радон имеет электронную формулу: …
5p
6
5d
10
6s
2
6p
6
. Это объясняет, почему 5p заполняется раньше, чем 6s-
подуровень.
Элемент с порядковым номером 43 – технеций (Tc)
Tc 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
4p
6
4d
5
5s
2
4
Задача №48. Марганец образует соединения, в которых он проявляет
степень окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и
гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите
уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца
(IV).
Решение:
Марганец – элемент четвертого периода. Это металл седьмой группы,
побочной подгруппы.
Марганец образует соединения со степенью окисления +2, +3, +4, +6,
+7. Формулы оксидов и гидроксидов, которые отвечают данным степеням
окисления, следующие:
оксиды
одноокись марганца MnO (II), полутораокись марганца Mn
2
O
3
(III),
двуокись марганца MnO
2
(IV), трехокись марганца MnO
3
(VI), полусемиокись
марганца Mn
2
O
7
(VII),
гидроксиды
гидроксид марганца Mn(OH)
2
(II), гидроксид марганца (III), гидроксид
марганца Mn(OH)
4
(IV)
Гидроксид марганца Mn(OH)
4
(IV) обладает амфотерными
свойствами, т.е. он вступает в реакции, как с кислотами, так и с основаниями.
Уравнения реакций следующие:
Mn(OH)
4
+ 4 HCl = MnCl
4
+ 4 H
2
O
– это взаимодействие с кислотами;
Mn(OH)
4
+ 4 NaOH = Na
4
MnO
4
+ 4 H
2
O
– это взаимодействие с основаниями;
5
Задача №90. Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензина с
образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж.
Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите
теплоту образования С
6
Н
6
(ж). Ответ +49,03 кДж
Решение:
С
6
Н
6
(ж) +7 ½ O
2
= 6 CO
2
(г) + 3 H
2
O (г)
Или:
2 С
6
Н
6
(ж) +15 O
2
= 12 CO
2
(г) + 6 H
2
O (г)
В таблице №5 – Стандартные теплоты (энтальпии) образования
некоторых веществ (4, стр. 41) находим стандартные теплоты CO
2
(г) и H
2
O
(г). Теплоту образования простых веществ (O
2
) примем равным нулю.
Используя следствие из закона Гесса:
∆H
хр
= ∑∆H
обр
прод
- ∑∆H
обр
исх
∆H
хр
= (6*∆H
со
2
+ 3*∆H
н2o
) – (∆H
C6H6
+ 7 ½ *∆H
о
2
)
∆H
со
2
= - 393,51 кДж
∆H
н2o
= - 241,83 кДж
-3Y135,58 = (6*(- 393,51) + 3*(- 241,83)) – (∆H
C6H6
+ 0)
-3Y135,58=(- 2361,06 – 725,49) - ∆H
C6H6
∆H
C6H6
=(- 2361,06 – 725,49) – (-3Y135,58)
∆H
C6H6
= - 3 086,55+3Y135,58
∆H
C6H6
= +49,03 кДж
или:
∆H
хр
= ∑∆H
обр
прод
- ∑∆H
обр
исх
∆H
хр
= (12*∆H
со
2
+ 6*∆H
н2o
) – (2∆H
C6H6
+ 15*∆H
о
2
)
∆H
со
2
= - 393,51 кДж
∆H
н2o
= - 241,83 кДж
2*(-3Y135,58) = (12*(- 393,51) + 6*(- 241,83)) – (2*∆H
C6H6
+ 0)
6
2*(-3Y135,58) =(- 4Y722,12 – 1450,98) -2* ∆H
C6H6
∆H
C6H6
=((- 4Y722,12 – 1450,98) – 2*(-3Y135,58))/2
∆H
C6H6
= (- 6Y173,10+6Y271,16)/2
∆H
C6H6
= +49,03 кДж
Задача №132. Напишите выражение для константы равновесия
гетерогенной системы CO
2
+ C 2CO. Как изменится скорость
прямой реакции – образования, если концентрацию CO
2
уменьшить в
четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход
CO?
7
1. Константа равновесия гетерогенной системы CO
2
+ C 2CO имеет
вид:
2. Используем закон действующих масс:
До изменения концентрации:
,
тогда
После изменения концентрации:
,
тогда
Отсюда:
Таким образом, скорость прямой реакции – образования уменьшится в 4
раза, если концентрацию CO
2
уменьшить в четыре раза
3. В данной реакции из одной молекулы углекислого газа CO
2
и одной
молекулы углерода C получается две молекулы CO.Число молекул осталось
постоянным. Равновесие не смещается. В соответствии с принципом Ле
Шателье увеличение давления смещает равновесие в сторону той реакции,
которая приводит к уменьшению общего числа молекул в газовой смеси, а,
следовательно, к уменьшению давления в системе. И, наоборот, при
уменьшении давления равновесие смещается в сторону реакции,
сопровождающейся увеличением общего числа молекул газа, что влечет за
собой увеличение давления в системе. Таким образом, для того чтобы
повысить выход CO, нужно уменьшить давление. Это вызывает смещение
равновесия в сторону образования угарного газа CO, что сопровождается
повышением давления в системе.
Задача №195. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные
уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) CdS и HCl; б)
Cr(OH)
3
и NaOH; в) Ba(OH)
2
и CoCl
2
.
Решение:
8
Молекулярные уравнения реакций:
а) CdS + 2 HCl = CdCl
2
+ H
2
S
б) Cr(OH)
3
+NaOH = NaCrO
2
+ 2H
2
O
в) Ba(OH)
2
+CoCl
2
= Co(OH)
2
+BaCl
2
Ионно-молекулярные уравнения
а) Cd
2+
+ S
2-
+ 2 H
+
+ Cl
-
= Cd
2+
+ 2Cl
-
+ H
2
S
S
2-
+ 2 H
+
= H
2
S
б) Cr(OH)
3
+Na
+
+ OH
-
= Na
+
+ CrO
2
-
+ 2H
2
O
Cr(OH)
3
+ OH
-
= CrO
2
-
+ 2H
2
O
в) Ba
2+
+ 2OH
-
+Co
2+
+ 2Cl
-
= Co(OH)
2
+Ba
2+
+ 2Cl
-
Co
2+
+ 3OH
-
= Co(OH)
2
Задача №216. Какая из двух солей при равных условиях в большей
степени подвергается гидролизу: NaCN или NaClO; MgCl
2
или ZnCl
2
?
Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения
гидролиза соответствующих солей.
Решение:
9
Степень гидролиза соли тем больше, чем слабее кислота или
основание, образовавшие эту соль. Приведем ряд анионов и катионов,
соответствующие уменьшению силы кислот и оснований их образующих.
Анионы:
F
-
> NO
2−
> CH
3
COO− > SO
3
2−
> ClO
−
> CN
−
> CO
3
2−
> PO
4
3−
> S
2−
>
SiO
4
4−
Катионы:
Cd
2+
> Mg
2+
> Mn
2+
> Fe
2+
> Co
2+
> Ni
2+
> NH
4
+
> Cu
2+
> Pb
2+
> Zn
2+
> Al
2+
> Cr
2+
> Fe
2+
Чем правее в этих рядах расположен ион, тем с большей силой идет
гидролиз образованной им соли, т.е. его основание или кислота слабее, чем у
стоящих слева от него.
NaCN и NaClO – это соли, образованные сильным основанием и
слабой кислотой. В ряду анионов CN
−
стоит правее ClO
−
, таким образом,
NaCN в большей степени подвергается гидролизу, чем NaClO.
Составим ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза
цианида натрия NaCN.
Цианид натрия NaCN – соль слабой кислотой HCN и сильного
основания NaOH. При растворении в воде молекулы NaCN диссоциируют на
катионы Na
+
и анионы CN
−
. Катионы Na
+
не могут связывать ионы OH
-
воды,
так как NaOH – это сильный электролит.
Анионы CN
−
связывают ионы H
+
воды, образуя молекулы слабого электролита HCN. Соль гидролизируется по
аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза следующее:
CN
-
+ H
+
OH
-
= HCN + OH
-
В молекулярной форме уравнение гидролиза следующее:
NaCN+ H
2
O
= HCN + NaOH
В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток
ионов OH
-
, поэтому раствор NaCN имеет щелочную реакцию (pH >7).
MgCl
2
или ZnCl
2
– это соли, образованные слабым основанием и
сильной кислотой. В ряду катионов Zn
2+
стоит правее Mn
2+
, таким образом,
ZnCl
2
в большей степени подвергается гидролизу, чем MgCl
2
.
Составим ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза
хлорида цинка ZnCl
2
.
10
Хлорид цинка ZnCl
2
– соль слабого основанием Zn(OH)
2
и сильной
кислотой HCl. При растворении в воде молекулы ZnCl
2
диссоциируют на
катионы Zn
2+
и анионы 2Cl
−
. В данном случае катионы Zn
2+
связывают
гидроксильные ионы воды, образуя катионы основной соли ZnOH
+
.
Образование молекул Zn(OH)
2
не происходит, т.к. ионы ZnOH
+
диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)
2
. Соль
гидролизируется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза
имеет вид:
Zn
2+
+ H
+
OH
-
= ZnOH
+
+ H
+
В молекулярной форме уравнение гидролиза следующее:
ZnCl
2
+ H
2
O
= ZnOHCl + HCl
В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток
ионов водорода, поэтому раствор ZnCl
2
имеет кислую реакцию (pH<7).
Список использованной литературы
1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов/Под ред. А.И.
Ермакова. – изд. 29-е, исправленное – М.: Интеграл-Пресс, 2002. –
728с.