Контрольная работа по "Химии"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ  ЗАОЧНЫЙ  ИНСТИТУТ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЁГКОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ

 

 

 

                                    Кафедра органической и физической  химии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                 КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1

                                 ПО ДИСЦИПЛИНЕ  НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

 

 

 

 

 

                                                                                   

 

                                                                          Выполнила:

                                                                         1 курс, Конструирование швейных

                                                                                       изделий

                                                                                      Шифр  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  Содержание

1.Задачи и их решение…………………………………………………..   3-8

2.Список используемой литературы ……………………………………..   9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определите эквивалент и молярную массу эквивалента серной кислоты в реакциях:

H₂SO₄ + NaOH = NaHSO₄ + H₂O; H₂SO₄ (разб.) + Zn = ZnSО₄ + Н₂↑.

          Эквивалентом вещества называется такое его количество, которое соединяется с 1 моль атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях.

       H₂SO₄ + NaOH = NaHSO₄ + H₂O

          ^{1 моль              1 моль}

 Эквивалент серной кислоты равен 1

       H₂SO₄ + Zn = ZnSО₄ + Н₂↑.

 Эквивалент серной  кислоты равен 2

 Э = =  =

 Э = =  = 49

 

 

2.     Сколько протонов и нейтронов содержат ядра изотопов S и S? Составьте электронную формулу данного атома, распределите электроны по квантовым ячейкам, укажите валентности и степени окисления атома в нормальном и возбужденном состояниях. К какому электронному семейству относится этот элемент?

               атом

S : 16p16n16ē      -  16 протонов и 16 нейтронов

              Ядро

               атом

S : 16p17n16ē      -  16 протонов и 17 нейтронов

              ядро

Электронная формула:

₁₆S :1s²2s²2p⁶3s²3p⁴3d

 

 Распределение электронов по квантовым ячейкам:

а)

3s2          3p 4                    3d

2s2

2p6

↓↑

↓↑

↓

↓

p-элемент

1s2

↓↑

↓↑

↓↑

↓↑

16S:

↑↓

 

   Возбуждённое состояние:

б)

3s2          3p 3                    3d1

2s2

2p6

↓↑

↓

↓

↓

↓

1s2

↓↑

↓↑

↓↑

↓↑

16S*:

↑↓

 

в)

3s1          3p 3                    3d2

2s2

2p6

↓

↓

↓

↓

↓

↓

1s2

↓↑

↓↑

↓↑

↓↑

16S**:

↑↓

 

     В нормальном  состоянии валентность серы равна  двум, степень окисления -2

     В возбуждённом  состоянии валентность равна   ІV(б) и V(в) , степень окисления  +4 и +6

 

 

 

3.     Приведите современную формулировку Периодического закона Д.И.Менделеева. Почему Li, Na, K, Rd, Cs, Fr составляют 1 главную подгруппу, а С, Si, Ge, Sn, Pb - 4 главную подгруппу элементов? Ответ мотивируйте строением внешних энергетических уровней атомов соответствующих элементов.

          Свойства  элементов и образуемых ими  простых и сложных веществ  находятся в периодической зависимости  от заряда ядра атомов элементов.  Главные подгруппы составлены  элементами, имеющими сходное строение  внешних энергетических уровней.  Номер группы главной подгруппы  указывает на число электронов  на внешнем энергетическом уровне:

₃Li                    ₁₁Na                          ₁₉K                            ₃₇ Rb                       

     2ē  1ē                    2ē 8ē 1ē                 2ē 8ē 8ē 1ē                2ē8ē18ē8ē1ē      

 

₈₇ Fr                      

      2ē8ē18ē           1ē

₆C                  ₁₄Si                     ₃₂Ge                           ₅₀Sn                       ₈₂Pb

    2ē  4ē              2ē 8ē 4ē                              4ē                             4ē                               4ē

 

4.     Что такое насыщаемость ковалентной связи? Распределите электроны внешнего энергетического уровня атома хлора по квантовым ячейкам. Как объясняет спиновая теория наличие у хлора нечетной переменной валентности?

           Способность атомов участвовать  в образовании ограниченного  числа ковалентных связей получила  название насыщаемости ковалентной  связи.

          Атомы химических элементов обладают  разнообразными возможностями для образования ковалентных связей. Последние могут создаваться и за счёт неспаренных электронов, появляющихся  в результате возбуждения атома.

₁₇Cl:…3s²3p⁵3d – электронная формула внешнего электронного слоя

                  Графическое изображение:

	3s2		3p5				3d
17Cl:…	↑↓	↓↑	↓↑	↓

 

             Атом хлора имеет один неспаренный  электрон→валентность І

 

 

  ₁₇ Cl^*: 3s²3p⁴3d¹

	3s2		3p4			3d
…	↑↓	↑↓	↓	↓	↓					Валентность ІІІ

 

                 

		3s2		3p3			3d2
17 C l**	…	↑↓	↓	↓	↓	↓	↓				Валентность V

 

       

                   

		3s1		3p3			3d3
17 C l***	…	↓	↓	↓	↓	↓	↓	↓			Валентность VІІ

 

5.        Исходные концентрации оксида углерода и паров воды равны 0, 05 моль/л. Вычислите равновесные концентрации СO, H₂O и H₂ в системе:

       H₂O₍₂₎ + CO₍₂₎    ↔  CO ₂₍₂₎   + H₂₍₂₎  

       При  протекании химической реакции  концентрации исходных веществ  ( H₂O + CO) уменьшаются; в соответствии с законом действия масс это приводит к уменьшению скорости реакции. Данная реакция обратима,т.е. может протекать как в прямом, так и в обратном  направлениях, то с течением времени скорость обратной реакции будет возрастать, т.к. увеличиваются концентрации продуктов реакции (CO₂  и H₂). Когда скорости прямой и обратной реакций становятся одинаковыми , наступает состояние химического равновесия и дальнейшего изменения концентраций участвующих в реакции веществ не происходит:

Ѵ_→ = R_→[ H₂O]∙[ CO]       Ѵ_← = R_←[ CO ₂]∙[ H₂]  

   В состоянии химического равновесия Ѵ_→ = Ѵ_←  т.е. R_→[ H₂O]∙[ CO] = R_←[ CO ₂]∙[ H₂]  

  Отсюда: _{= = К    -константа равновесия реакции;}

  Концентрации ,входящие  в выражение константы равновесия, называются равновесными концентрациями. В системе:      

                 H₂O  +  CO  ↔ CO _{2  +} H₂      

                          ^{1моль         1моль          1моль       1моль}        

 Равновесная концентрация  [ CO ₂] = 0,01

   Из уравнения реакции  видно, что одновременно должно  прореагировать 0,01 моль  CO и H₂O .Такое же число молей водорода образуется в реакции. Поэтому концентрации всех четырёх веществ при наступлении равновесия могут быть выражены так:

[ CO ₂]=[ H₂]  = 0,01             [ CO] = [ H₂O] = 0,05 – 0,01 =

Подставляем эти величины в формулу константы равновесия, получаем:

К= = = 0.0625 = 6.25∙10^-2

            

6.     Вычислите  ∆ G для реакции: 2СО(г) + О₂(г) = 2СО₂ (г). Вычисления сделайте на основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ.

    2СО_{(2 )}+O₂₍₂₎ =2СО₂₍₂₎

      G (CO) = -137.1

 _G (CO₂) = -394.4 

     G = 2∙(-394.4)-(-137.1)∙2 = -788.8 + 274.2 = -514.6

 

7.    Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций:

a) Na₂S + 2HCl;  б) BaCl₂ + H₂SO₄; в)  HCl + NH₄OH; г) H₂SO₃ +2 NaOH.

Укажите, какие из этих реакций  протекают необратимо и почему?

 

a)   Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑   - молекулярное

 Полное ионное уравнение:

2Na⁺ + S^2- + 2H⁺  + 2Cl^-  =  2Na⁺  + 2Cl^-   + H₂S↑  

Сокращённое ионное:

2H⁺  + S^2-  =  H₂S↑   реакция протекает необратимо, т.к. образуется газообразное

 вещество H₂S

 

б) BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl

Ba²⁺  + 2Cl^-  + 2H⁺   + SO   = BaSO₄↓ + 2H⁺   + 2Cl^-  

Ba²⁺  + SO  = BaSO₄↓           - реакция протекает необратимо, т.к.

образуется осадок BaSO₄↓

в)  HCl + NH₄OH = NH₄Cl + H₂O

H⁺   + Cl^-  + NH_{OH = NH} + Cl^-  + H₂O

H⁺  + NH₄OH = H₂O + NH         - реакция протекает необратимо,т.к. образуется слабый электролит   H₂O

 

г)   H₂SO₃ +2 NaOH = Na₂ SO₃  + 2H₂O

      H₂SO₃ + 2OH^-  = SO+2H₂O

Обменные реакции в  растворах электролитов протекают  в направлении связывания ионов ,приводящего к образованию малорастворимых веществ (осадка или газов) или молекул слабых электролитов(H₂O)

 

8.    Почему растворы Na₂SO₃ и СН₃СООK имеют щелочную, а растворы (NH₄) ₂SO₄  и AlCl₃ кислую реакцию? Ответ подтвердите ионно-молекулярными уравнениями гидролиза.

     Соли Na₂SО₃ и СН₃СООK образованы слабыми кислотами и сильными основаниями. При растворении в воде этих солей протекает процесс гидролиза-обменного взаимодействия соли с водой , в результате которого образуются слабые кислоты.

Na₂SO₃ + H₂O ↔ NaHSO₄ + NaOH

SO  + H₂O ↔ HSO  + OH

СН₃СООK + H₂O ↔ СН₃СООH + KOH

СН₃СОО+ H₂O ↔ СН₃СООH+ OH

  В этих растворах накапливаются ионы OH - щелочная среда. При растворении в воде солей, в состав которых входит катион слабого основания и анионы сильных кислот в результате обменного взаимодействия солей с водой, образуются слабые основания: