Контрольная работа по "Химии"

2. Напишите  электронные формулы атомов фосфора  и ванадия. К какому электронному  семейству относится каждый из  этих элементов? 

₁₅P 1s²2s²2p⁶3s²3p³. Фосфор относится к семейству p-элементов, т.к. валентные электроны с наивысшей энергией занимают p-орбиталь. 
 
₂₃V 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s². Ванадий относится к семейству d-элементов, т.к. валентные электроны с наивысшей энергией занимают d-орбиталь.

24. Исходя из  положения германия, молибдена и  рения в периодической системе  составьте формулы следующих  соединений: водородного соединения  германия, рениевой кислоты и оксида молибдена, отвечающего его высшей степени окисления. Изобразите графически формулы этих соединений.

46. Сколько  неспаренных электронов имеет  атом хлора в нормальном и  возбужденном, состояниях? Распределите  эти электроны по квантовым  ячейкам. Чему равна валентность  хлора, обусловленная неспаренными  электронами? Как метод валентных  связей объясняет строение молекулы  хлороводорода? 

Распределение электронов внешнего энергетического уровня хлора  имеет вид 3s²3p⁵, учитывая правило Хунда, в нормальном состоянии имеет вид:

 
Атом хлора в основном состоянии  имеет один неспаренный электрон. 
 
Атомы хлора имеют свободные d – орбитали, поэтому возможен переход одного 3s и двух 3р – электронов в 3d – состояние, следовательно в возбужденном состоянии распределение по квантовым ячейкам, будет иметь следующие виды:

 
В возбужденных состояниях атом хлора  имеет 3, 5 или 7 неспаренных электронов. 
 
Валентность хлора обусловленная неспаренными электронами: в нормальном состоянии - I; в возбужденных состояниях III, V или VII. 
 
Метод валентных связей объясняет строение молекулы хлороводорода так: строение внешнего слоя для хлора 3s²3p⁵, для водорода 1s¹ т.е. у обоих атомов имеется один неспаренный электрон, которые собственно и образуют одинарную сигму-связь в молекуле хлороводорода (H-Cl).

68. Вычислите  теплоту образования метана исходя  из следующих термохимических  уравнений: 
Н_2(г) + ¹/₂O_2(г) = Н₂O_(ж); ∆H = - 285,84 кДж; 
С_(к) + O_2(г) = СО_2(г); ∆H = - 393,51 кДж; 
СН₄ + 2O_2(г) = 2Н₂О_(ж) + СО_2(г); ∆H = - 890,31 кДж. 

С_(к) + 2Н_2(г) = CH_4(г) 
В соответствии с законом Гесса: 
∆H_обр.(СН₄) = 2*∆H₁ + ∆H₂ - ∆H₃ = 2*(-285,84) + (-393,51) - (-890,31) = -74,88 кДж/моль

89. При какой  температуре наступит равновесие  системы 

CO_(г) + 2H_2(г) = CH₃OH_(ж); ∆H = –128,05 кДж.

∆S_х.р. = 126,8 - 197,91 - 2*130,59 = -348,03 Дж/моль*К = -0,332 кДж/моль*К 
T = ∆H/∆S = –128,05/0,332 = 385,69 К

110. Напишите  выражение для константы равновесия  гомогенной системы CH₄ + CO₂ = 2CO + 2H₂. Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Прямая реакция - образования: водорода эндотермическая. 

CH₄ + CO₂ ↔ 2CO + 2H₂ - Q 
K_равн. = [CO]²*[H₂]²/([CH₄]*[CO₂]) 
Для того чтобы повысить выход водорода необходимо понизить давление и увеличить температуру.

131. Какой объем  10%-ного раствора карбоната натрия Na₂CO₃ (плотность 1,105 г/см³) требуется для приготовления 5 л 2%-ного раствора (плотность 1,02 г/см³)? 

m₂(р-ра) = 5000*1,02 = 5100 г 
m(Na₂CO₃) = 5100*0,02 = 102 г 
m₁(р-ра) = 102*100/10 = 1020 г 
V₁(р-ра) = 1020/1,105 = 923,1 см³

148. Раствор,  содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при –0,465°С. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°С. 

Т_зам. = 0 - ∆t 
∆t = 0,465°С 
∆t = C_m*K_k 
C_m = 0,465/1,86 = 0,25 моль/кг 
M(в-ва) = m(в-ва)/n(в-ва) = m(в-ва)/(C_m*m(раст-ля)) = 25,65/(0,25*0,3) = 342 г/моль

170. Составьте  ионные и молекулярные уравнения  реакций, протекающих между веществами: Hg(NO₃)₂ и NaI; Pb(NO₃)₂ и KI; CdSO₄ и Na₂S. 

Hg(NO₃)₂ + 2NaI → HgI₂↓ + 2NaNO₃ 
Hg²⁺ + 2NO₃^- + 2Na⁺ + 2I^- → HgI₂↓ + 2Na⁺ + 2NO₃^- 
Hg²⁺ + 2I^- → HgI₂↓ 
 
Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂↓ + 2KNO₃ 
Pb²⁺ + 2NO₃^- + 2K⁺ + 2I^- → PbI₂↓ + 2K⁺ + 2NO₃^- 
Pb²⁺ + 2I^- → PbI₂↓ 
 
CdSO₄ + Na₂S → CdS↓ + Na₂SO₄ 
Cd²⁺ + SO₄^2- + 2Na⁺ + S^2- → CdS↓ + 2Na⁺ + SO₄^2- 
Cd²⁺ + S^2- → CdS↓

190. Составьте  ионные и молекулярные уравнения  гидролиза солей: CuCl₂, Cs₂CO₃, ZnCl₂. Какое значение pH (больше или меньше 7) имеют растворы этих солей? 

CuCl₂ + HOH ↔ CuOHCl + HCl 
Cu²⁺ + 2Cl^- + HOH ↔ CuOH⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^- 
Cu²⁺ + HOH ↔ CuOH⁺ + H⁺ 
Водный раствор хлорида меди будет иметь pH меньше 7, т.к. в результате гидролиза данной соли будут образовываться ионы H⁺. 
 
Cs₂CO₃ + HOH ↔ CsHCO₃ + CsOH 
2Cs⁺ + CO₃^2- + HOH ↔ Cs⁺ + HCO₃^- + Cs⁺ + OH^- 
CO₃^2- + HOH ↔ HCO₃^- + OH^- 
Водный раствор карбоната цезия будет иметь pH больше 7, т.к. в результате гидролиза данной соли будут образовываться ионы OH^-. 
 
ZnCl₂ + HOH ↔ ZnOHCl + HCl 
Zn²⁺ + 2Cl^- + HOH ↔ ZnOH⁺ + Cl^- + H⁺ + Cl^- 
Zn²⁺ + HOH ↔ ZnOH⁺ + H⁺ 
Водный раствор хлорида цинка будет иметь pH меньше 7, т.к. в результате гидролиза данной соли будут образовываться ионы H⁺.