Контрольная работа по "Химии"

Вариант 17

 

Задача №17:

При взаимодействии 3,24 г  трехвалентного металла с кислотой выделится 4,03 л водорода (н. у.). Вычислите молярную массу эквивалента, молярную и относительную атомную массы металла.

Решение:

Определим молярную массу  эквивалента металла по закону эквивалентов:

где: - масса вещества 1, г;

молярная масса эквивалента  вещества 1, г/моль;

- объем вещества 2, л;

эквивалентный объем вещества 2, л/моль, в нашем случае = 11,2 г/моль.

Определим молярную массу  металла:

где: М - молярная масса вещества, г/моль;

Z - эквивалентное число,  в нашем случае это валентность  металла.

M =* 3 = 9 * 3 = 27 (г/моль)

Молярная масса металла  равна относительной атомной  массе металла, т.е. Аr (Ме) = 27.

Ответ: Мэ (Ме) = 9 г/моль; М (Ме) = 27 г/моль; Аr (Ме) = 27.

 

Задача №37:

Напишите электронные формулы  атомов элементов с порядковыми  номерами 24 и 33, учитывая, что у первого  происходит "провал" одного 4s-электрона  на 3-d-подуровень. Чему равен максимальный спин d-электронов у атомов первого  и p-электронов у атомов второго элементов?

Решение:

Состояние атома с полностью  или наполовину заполненным подуровнем (т.е. когда на каждой орбитали имеется по одному неспаренному электрону) является более устойчивым.

Этим объясняется "провал" электрона. Так, устойчивому состоянию атома  хрома соответствует следующее  распределение электронов:

Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s 3d5, а не 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4,т.е. происходит "провал" электрона с 4s-подуровня на 3d-подуровень.

Элемент с порядковым номером 33 - это  мышьяк (As), его электронная формула выглядит так:

s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p3.

Спиновое квантовое число характеризует  вращение электрона вокруг своей  оси, которое может происходить  в двух противоположных направлениях, следовательно, это квантовое число  принимает только два значения. Они  равны +1/2 и - 1/2.

У хрома на d-орбиталях в устойчивом состоянии 5 неспаренных электронов, т.е. спины: +1/2, +1/2, +1/2, +1/2, +1/2. Сумма = 5/2.

На p-орбиталях мышьяка 3 электронов, число квантовых ячеек = 3, т.е. максимальный спин 1/2 + 1/2 + 1/2 = 3/2.

 

Задача №57:

Атомные массы элементов в периодической  системе непрерывно увеличиваются, тогда как свойства простых тел изменяются периодически. Чем это можно объяснить? Дайте мотивированный ответ.

Решение:

По закону периодичности Д. И  Менделеева "Свойства элементов, а  потому и свойства образуемых ими  простых и сложных тел стоят  в периодической зависимости  от атомных весов элементов" или "Свойства элементов находятся  в периодической зависимости  от зарядов ядер их атомов".

Атомные массы увеличиваются за счёт увеличения количества протонов и нейтронов в ядре и электронов, а свойства периодически изменяются за счёт изменения количества электронов на внешних энергетических уровнях  атомов. Чем меньше электронов, тем  легче они его отдают (например металлы окисляются) и чем больше электронов (больше заполнен энергетический уровень) тем чаще они забирают электроны недостающие для заполнения уровня (кислород окисляет металлы).

 

Задача №77:

Какие электроны атома бора участвуют  в образовании ковалентных связей? Как метод валентных связей (ВС) объясняет симметричную треугольную  форму молекулы BF₃?

Решение:

В молекуле фторида бора осуществляется sp2-гибридизация орбиталей центрального атома. У атома бора (электронная структура 1s2 2s2 2p1, в возбужденном состоянии 1s2 2s1 2p2) в гибридизации участвуют орбитали одного s и 2-х р-электронов, что приводит к образования 3-х гибридных орбиталей, расположенных под углом 120°. Молекула ВF₃ имеет форму плоского равностороннего треугольника с атомом бора в центре, все 4 атома лежат в одной плоскости.

 

Задача №97:

Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением:

4NH3 (г) + 3O2 (г) = 2N2 (г) + 6H2O (ж); ∆Н = - 1530,28 кДж.

Вычислить теплоту образования NH3 (г).

Решение:

Обозначим теплоту образования  аммиака через х, запишем термохимические  уравнения реакций образования  аммиака и воды из простых веществ:

N2 + 3H2 = 2NH3; ∆Н = х кДж;

2H2 + O2 = 2H2O; ∆Н = - 258,28 кДж/моль

Умножим первое уравнение на 2, а  второе на 3 и сложим:

4NH3 + 6H2 + 3O2 = 6H2O + 2N2 + 6H2;

4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O; ∆Н = 6* ( - 258,28) - 4х = - 1530,28 (кДж) х = - 46,19 кДж/моль

Теплота образования ∆H = - 46,19 кДж/моль.

Задача №117:

 

На основании стандартных  теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG^о₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению:

С₂Н₄(г)+3О₂(г)=2СО₂(г)+2Н₂О(ж)

Возможна ли эта реакция  при стандартных условиях? Решение