Главная » Готовые работы » Контрольные » Химия
Контрольная работа по химии
[ Скачать с сервера (104.8 Kb) ] 30 Июн 2014, 19:23
Задание 1
 
1(20)  На нейтрализацию 0,94З г фосфористой кислоты  Н3РО3 израсходовано 1,291 г КОН. Вычислите эквивалент, эквивалентную массу и основность кислоты. На основании расчета напишите уравнение реакции.
Ответ: 0,5 моль, 41 г/моль, 2
 
Дано:                                    
m (KOH) = 1,291 г        
m (H3PO3) = 0,943 г      
 
Найти:
Э(H3PO3) – ?                  
Мэ(H3PO3) – ?
Основность к-ты – ?
 
Решение:
Фосфористая кислота по числу атомов водорода в кислоте является трехосновной кислотой. Фактически фосфористая кислота имеет формулу Н2(РНО3) и является двухосновной кислотой.
В зависимости от мольных соотношений реагентов возможны два уравнения реакции. 
KOH + Н3РО3 = KH2PO3 + H2O (1) 
2KOH + Н3РО3 = K2HPO3 + 2H2O (2) 
М(Н3РО3) = 1·3+31+16·3 = 3+31+48 = 82 г/моль
М(КОН) = 39+16+1 = 56 г/моль
n(KOH) = m(KOH)/M(KOH) = 1,291/56 = 0,023 моль 
n(Н3РО3) = m(Н3РО3)/M(Н3РО3) = 0,943/82 = 0,0115 моль 
Количество вещества КОН и H3PO3 определяем по формуле n = m/M
Поскольку  n(KOH) = 2·n(Н3РО3), то в растворе будет протекать реакция 2KOH + Н3РО3 = K2HPO3 + 2H2O (2) и кислота проявляет себя как двухосновная.
Мэ (КОН) = М(КОН)/кислотность
Мэ (КОН) = 56/1=56 (г/моль).
Согласно закону эквивалентов:
0,943 г кислоты эквивалентны 1,291 г щелочи
Х г/моль  кислоты эквивалентны 56 г/моль щелочи
Из этого следует:
Х = 0,943·56/1,291 = 40,9 ≈ 41 (г/моль)
Мэ(H3PO3) ≈ 41 г/моль 
Основность = М(H3PO3)/ Мэ(H3PO3)
Основность =  82/41 = 2
В данной реакции 1 моль H3PO3 эквивалентен 2 моль основания.
Эквивалент фосфористой кислоты Н3РО3 в данной реакции равно ½ или 0,5 моль. 
 
Ответ: Эквивалентное число фосфористой кислоты Н3РО3 в данной реакции равно ½ или 0,5 моль. Кислота проявляет себя как двухосновная (2). Мэ(H3PO3) = 41 г/моль 

Задание 2
 
2(40) Составьте  электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 32 и 42, учитывая, что у последнего происходит «провал» одного 5s-электрона на 4d-подуровень. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?
 
Решение:
Электронные формулы изображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням и подуровням (атомным орбиталям). Электронная конфигурация обозначается группами символов nlх, где n – главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение – s, p, d, f), x – число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он будет обладать наименьшей энергией – меньшая сумма n+l.
Заполнение энергетических уровней и подуровней идет в такой последовательности: 1s>2s>2p>3s>3p>4s>3d>4p>5s>4d>5p>6s>5d1>4f>5d2-10>6р>7s>6d1>5f>6d2-10>7р
Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номеру в таблице Д.И.Менделеева, то для элементов № 32 (германий) и № 42 (молибден) электронные формулы имеют вид:
 
Тридцать второй: 
Ge: 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p2 (семейство p–элементов)
Сорок второй: 
Mo: 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s14d5 (семейство d–элементов)
  
Задание 3
 
3(60)  Атомы каких элементов четвертого периода периодической системы образуют оксид, отвечающий их высшей степени окисления Э2О5? Какой из них дает газообразное соединение с водородом?  Составьте формулы кислот, отвечающих этим оксидам, и изобразите их графически.
 
Решение:
Высшая степень окисления элемента соответствует номеру группы периодической системы, в которой он находится. Э2О5 в данном оксиде степень окисления элемента равна +5, следовательно, по таблице Д.И. Менделеева находим V группу; на пересечении ее с четвертым периодом находим два элемента – ванадий и мышьяк.
As2O5 – оксид мышьяка (V).
Это кислотный оксид, ему соответствуют метамышьяковая кислота
HAsO3
H – O – As = O               
O  
и ортомышьяковая кислота H3AsO4. 
O
H – O – As – O – H
O – H
V2O5 – оксид ванадия (V).
Это кислотный оксид, ему соответствует ванадиевая кислота (НVO3).
H – O – V = O
    О
Газообразное соединение с водородом образует мышьяк, это арсин AsН3.
  
Задание 4
 
3(80) Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы  по методу молекулярных  орбиталей  (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле?
 
Решение:
Заполнение молекулярных орбиталей происходит при соблюдении принципа Паули и правила Хунда по мере увеличения их энергии в такой последовательности:
σсв1s < σразр1s < σсв2s < σразр2s < σсв2px < πсв2py < πсв2pz < πразр2py < πразр2pz < σразр2px
 
Молекула азота N2.

 
Следует отметить, что при образовании молекулы N2 энергия связывающей σ2px– орбитали больше энергии связывающих π2py– и π2pz– орбиталей.
Распределение 14 электронов по методу молекулярных  орбиталей записывается так:
N2[(σCB1s)2(σ разр1s)2(σ CB2s)2(σ разр2s)2(πCB2py)2(πCB2pz)2(σ CB2px)2]
или сокращенно:
N2[КК (σsCB)2 (σs разр)2(πyCB)2(πzCB)2(σxCB)2]
Буквами КК показано, что четыре 1 s–электрона (два связывающих и два разрыхляющих) практически не оказывают влияния на химическую связь.
+1–1 +1 +1 +1 = 3
знак плюс обозначает связующие орбитали (4), знак минус – разрыхляющие (1). Число связей в молекуле 3.
Два электрона, расположенные на одной молекулярной орбитали, образуют валентную связь; неспаренных электронов нет – молекула диамагнитна.

Задание 5
 
4(100)  При  получении эквивалентной массы гидроксида кальция из СаО (к) и  Н2О (ж) выделяется 32,53 кДж теплоты.
Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция, Ответ: - 635,6 кДж.
Дано:
Q = 32,53 кДж
 
Найти:
ΔfН0(СаО(к)) 
 
Решение:
Эквивалентная масса Мэ (Са(ОН)2) = М(Са(ОН)2)/кислотность
М(Са(ОН)2) = 74 г/моль
Мэ (Са(ОН)2) = 74 / 2 = 37 г/моль
Вычислим тепловой эффект реакции образования 1 моль Са(ОН)2 из СаО(к) и Н2О (ж).
При получении 37 г Са(ОН)2 выделяется 32,53 кДж теплоты
При получении 74 г Са(ОН)2 выделяется х кДж теплоты
Из этого следует:
Х = 74·32,53/37 = 65,06
Q = 65,06 кДж
ΔН0р = – Q
ΔН0р=  – 65,06 кДж
Термохимическое уравнение реакции:
СаО(к) + Н2О(ж) = Са(ОН)2(к), ΔН0р=  – 65,06 кДж
По справочнику находим:
ΔfН0 Н2О(ж) = – 285, 84 кДж/моль
ΔfН0 Са(ОН)2(к) = – 986,5 кДж/моль
Тепловой эффект реакции:
ΔН0р=1 моль·ΔfН0Са(ОН)2(к) – (1моль ΔfН0 СаО(к) + 1моль · ΔfН0Н2О (ж))
– 65,06 = – 986,5 кДж/моль – 1ΔfН0 СаО(к) + 285, 84 кДж/моль
ΔfН0 СаО(к) = – 635,6 кДж/моль
 
Ответ: – 635,6 кДж/моль

Задание 6
 
5(120) Вычислите изменение энтропии для реакций, протекающих по уравнениям:
2СН4(г)=С2Н2(г)+3Н2(г)
N2(г)+3H2(г)=2NH3(г)
С(графит)+О2(г)=СО2(г)
Почему в этих реакциях DSо298 > 0; <0; ~ 0?
Ответ: 220,21 Дж/К; -198,26 Дж/К; 2,93 Дж/К.
 
Решение:
Используя табличные данные, определим стандартные энтропии Sо298 Дж/ (моль · К) для CH4 (г), С2Н2 (г), Н2 (г), N2 (г), NH3 (г), С (графит), О2 (г) и СО2 (г):
CH4 (г) = 186,19 Дж/ (моль · К);
С2Н2 (г) = 200,82 Дж/ (моль · К);
Н2 (г) = 130,59 Дж/ (моль · К);
N2 (г) = 191,49 Дж/ (моль · К);
С (графит) = 5,7 Дж/ (моль · К);
О2 (г) = 205,0 Дж/ (моль · К);
NH3 (г) = 192,6 Дж/ (моль · К);
СО2 (г) = 213,7 Дж/ (моль · К);
 
Энтропия является функцией состояния, т.е. ее изменение (∆S) зависит только от начального (S1) и конечного (S2) состояния и не зависит от пути процесса:
 
т.е. ∆rS = S2 – S1.
Если S2 > S1, то ∆S > 0. Если S2 < S1, то ∆S < 0. 
 
Для реакции 2СН4(г) = С2Н2(г)+3Н2(г)
∆rS0 = (200,82 + 3·(130,59)) – 2·(186,19) = 592,59 – 372,38 = 220,21 Дж/(моль·К)
В этой реакции S2 > S1 поэтому ∆S > 0.
 
Для реакции  N2(г)+3H2(г)=2NH3(г)
∆rS0 = 2· (192,6) – (191,49 + 3·(130,59)) = 385,2 – 583,26 = – 198,06 Дж/(моль·К)
В этой реакции S2 < S1, поэтому ∆S < 0.
 
Для реакции  С(графит)+О2(г)=СО2(г)
∆rS0 = 213,7 – (5,7 + 205,0) = 3 Дж/(моль·К)
В этой реакции S2 ~ S1, поэтому ∆S ~ 0.
 
Ответ: 220,21 Дж/(моль·К); – 198,06 Дж/(моль·К); 3 Дж/(моль·К).
Категория: Химия | Добавил: Lisa
Просмотров: 3497 | Загрузок: 446 | Рейтинг: 0.0/0