Химические формулы соединений

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ХИМИИ

14. В каком количестве Сг(ОН)_з содержится столько же эквивалентов, сколько в 174,96 г Мg(ОН)₂?

Молярная масса гидроксида магния составляет 58,32 г/моль, а эквивалентная масса - 29,16 г/моль. Следовательно, в массе гидроксида магния 174,96 г содержится 174,96 г : 29,16 г/моль = 6 моль-экв.

Молярная масса эквивалента гидроксида хрома (Ш) составляет 1/3 М Сг(ОН)з или 34,34 г/моль, а 6 моль-экв этого вещества составят 34,33г/моль х 6 моль = 205,98 г.

Таким образом, в 205,98 г Сг(ОН)з содержится столько же эквивалентов, сколько в 174,96 г Мg(ОН)2.

34. Сколько и какие значения может принимать магнитное квантовое число m_l при орбитальном квантовом числе l=0,1,2,3? Какие элементы в периодической системе называются s-,р-, d-, f- элементами? Приведите примеры

Число значений магнитного квантового числа зависит от орбитального квантового числа и равно

(21 + 1), где 1 - орбитальное квантовое число. Поэтому при l=0 m_l=0,

при l=1 m_l принимает значения -1,0, +1;

при 1=2 m_l принимает значения -2,-1, 0,+1,+2;

при =3 m_l может принимать значения -3,-2,-1, 0, +1,+2,+3.

Химические элементы, в атомах которых происходит заполнение электронами s-,р-, d-, f- орбиталей соответственно, называются s-,р-,d-,f-элементами.

Например, к s-элементам относятся Н, Не, а также щелочные и щелочно-земельные металлы (металлы 1А и 11А -групп- Na, К, RЬ, Ве. Са, Мg, Sг и др.)

К р- элементам относятся например, элементы которыми завершаются периоды в периодической системе элементов (кроме первого периода) - В, С, N, Nе, J, Сl, Вг, Р, S, F, Аs, Sе, Аг, Rn, Те и др.

К d-элементам относятся элементы расположенные в больших периодах между s-элементами и р- элементами, например, Fе, Мn, Сг, Тi, Мо, Рt,Со,Ru, Rh и др.

К f-элементам относятся лантаноиды например, Се, Nd, Рm, Sm, Еu, Gd, и актиноиды, например, Тh, U, Nр, Рu, Аm и др.

54. Какую низшую степень окисления проявляет водород, фтор, сера и азот? Почему? Составьте формулы соединений кальция с данными элементами в этой степени окисления. Как называются соответствующие соединения?

Атом водорода имеет единственный валентный электрон. Поэтому низшая степень окисления водорода будет равна -1 (атом водорода принимает 1 электрон от другого элемента). Эту низшую степень окисления +2 -1 водород проявляет в соединении СаН2. Это соединение называется гидрид кальция.

Атом фтора имеет семь валентных электронов, до завершения энергетического уровня недостает одного электрона. Поэтому низшая (и единственная) степень окисления фтора -1. Соединения фтора в этой +2 -1 степени окисления называются фторидами. Например, СаF₂ - фторид кальция.

Атом серы имеет шесть валентных электронов, до завершения энергетического уровня не достает двух электронов. Поэтому низшая степень окисления серы равна -2. Соединения серы в этой степени окисления +2 -2 называются сульфидами. Например, СаS - сульфид кальция.

Атом азота имеет пять валентных электронов, до завершения энергетического уроня не достает трех электронов. Поэтому низшая степень окисления азота равна -3. Соединения азота в этой степени окисления +2 -3 называются нитридами. Са_з N₂ -нитрид кальция.

74. Что следует понимать под степенью окисления атома? Определите степень окисления атома углерода и его валентность в соединениях: СН₄; СН₃ОН; НСООН; СО₂

Под степенью окисления понимается условный заряд атома в соединении, вычисленный из предположения что оно состоит только из ионов. Степень окисления может принимать отрицательное, положительное и нулевое значение, представлять целое или дробное число. Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в соединении всегда равна нулю, а в сложном ионе - заряду иона.

В приведенных соединения углерода атом углерода четырехвалентен. А вот степень окисления атома углерода в данных соединениях различна.

В метане - СН₄ - степень окисления углерода - 4.

В метаноле - СНзОН - степень окиления углерода - 2 в муравьиной кислоте НСООН - степень окисления углерода +2, в диоксиде углерода - СО₂ - степень окисления углерода +4.

94. При сгорании 11,5 г жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С₂Н₅ОН (ж). Ответ: -277,67 кДж

С₂Н₅ОН (ж) + 3 О₂ (г) = 2 СО₂ (г) + 3 Н₂О (п)

1 моль жидкого этилового спирата имеет массу 46 г.

Для составления термохимического уравнения составим пропорцию:

11,5 г этанола ——————————— 308,71 кДж

46 г этанола ———————————— х кДж

Тогда термохимическое уравнение метана примет вид:

С₂Н₅ОН (ж) + 3 0₂ (г) = 2 С0₂ (г) + 3 Н₂О (п); ∆Н° = -1234,84

Тепловой эффект реакции записываем со знаком «минус», так как теплота в ходе реакции выделяется.

По закону Гесса тепловой эффект реакции не зависит от пути перехода, а зависит только от конечного и начального состояния системы.

∆Н° _{реакции} = ∑∆Н° _{обр конеч}. - ∑∆Н° _{обр нач}

Стандартные энтальпии образования исходных веществ и продуктов реакции берем из справочника:

∆Н°_обр СО₂(г) = -393,51 кДж/моль,

∆Н°_обр Н₂О(пар) = -241,83 кДж/моль

∆Н°_обр О₂(г) = 0 кДж/моль.

Отсюда

∆Н°_обр (С₂Н₅ОН (ж))= [∆Н°_обр (Н₂О) *3 + ∆Н°_обр (СО₂) *2] - ∆Н°_{реакции} = [(-241,83)*3 + (- 393,51)*2 - (-1234, 84) = - 277,68 кДж/моль

114. Какие из карбонатов: ВеСОз, СаСОз или ВаСОз - можно получить при действии соответствующих оксидов с СО₂? Какая реакции идет наиболее энергично? Вывод сделайте вычислив ∆G°₂₉₈ реакций

Возьмем по справочнику стандартные значения энергии Гиббса ∆G°₂₉₈ для исходных веществ и конечных продуктов реакций: ∆G°₂₉₈ ВеО = -569,54 кДж/моль, ∆G°₂₉₈ ВеСОз = -944,75, ∆G°₂₉₈ ВаО = -525,84 кДж/моль, ∆G°₂₉₈ ВаСО₃ = -1132,77 кДж/моль; ∆G°₂₉₈ СаО = -603,46 кДж/моль,

∆G°₂₉₈ СаСО₃ = -1128,35 кДж/моль; ∆G°₂₉₈ СО₂ = -394,37 кДж/моль;

Тогда для реакции ВеО(к) + СО₂(г) = ВеСОз(к) стандартное значение энергии Гиббса составит:

-944,75-[(-569,54)+(-394,37)]=+19,16кДж/моль.

Положительное значение энергии Гиббса для данной реакции указывает, что в стандартных условиях данная реакция протекает преимущественно справа налево и кабонат бериллия из ВеО и СО₂ получить нельзя.

Для реакции ВаО(к) + СО₂(г) = ВаСОз(к) стандартное значение энергии Гиббса составит:

-1132,77-[(-525,84)+(-394,37)]=-212,56кДж/моль/

Для реакции СаО(к) + СО₂(г) = СаСОз(к) стандартное значение энергии Гиббса составит:

-1128,35-[(-603,46)+(-394,37)]=-130,52 кДж/моль.

Значение энергии Гиббса для данных реакций отрицательное и данные процессы протекают в прямом направлений, то есть получить карбонаты кальция и бария таким путем можно. Наиболее энергично будет протекать реакция между оксидом бария и углекислым газом, поскольку значение энергии Гиббса для этой реакции будет иметь наиболее отрицательное значение.

 

134. Равновесие гомогенной системы 4 НСl(г)+О₂(г) ↔ 2Н₂0(г)+2Сl₂(г) установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ моль/л: [Н₂О]_р=0,14; [Сl₂]_р =0,14; [НСl]_Р = 0,20; [О₂]_р = 0,32. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода

Дано:

[Н₂0]_р = 0,14 моль/л

[Сl₂]_р =0,14 моль/л

[НСl]_Р = 0,20 моль/л

[О₂]_р = 0,32 моль/л

[HCI]_исх=? [O₂] _исх=?

Исходя из уравнения реакции весь хлор (2моль) образуется из хлороводорода (4моль), а вся вода - из исходного хлороводорода и кислорода.

Следовательно, чтобы образовалось 0,14 моль хлора должно вступить в реакцию 0,28 моль хлороводорода, а чтобы получить 0,14 моль воды нужно, чтобы в реакцию вступило 0,07 моль кислорода.

Таким образом, исходная концентрация НСl составляла 0,20+0,28=0,48 моль/л, а исходная концентрация О₂ была равна 0,32+0,07=0,39 моль/л.

Ответ: Исходные концентрации хлороводорода и кислорода составляют соответственно 0,48 моль/л и 0,39 моль/л.

154. На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50см³ раствора кислоты. Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора кислоты

Найдем титр раствора КОН:

Теперь вычислим молярную концентрацию эквивалента раствора КОН:

Зная величину молярной концентрации эквивалента, раствора КОН вычислим молярную концентрацию эквивалента кислоты:

 

отсюда

0,5 моль/дм^3.

 

174. Сколько граммов мочевины СО(NН₂)₂ следует растворить в 75г воды, чтобы температура кристаллизации раствора понизилась на 0,465°? Криоскопическая константа воды равна 1,86

Молярная масса мочевины равна 60 г/моль. Понижение температуры замерзания раствора ∆Т_К = 0,465 °С.

По закону Рауля понижение температуры кристаллизации раствора по сравнению с температурой кристаллизации чистого растворителя зависит от криоскопической константы растворителя и моляльной концентрации растворенного вещества. Отсюда можно вычислить массу растворенного вещества - мочевины в растворе.