1–20. Составьте электронные формулы атома А и электронно-графические схемы атома Б (в возбужденном состоянии) и иона В (табл. 2). Укажите их ковалентность. Определите набор квантовых чисел последнего электрона элемента А.
| Номер задания | А | Б | В |
| 14 | Ra | Ge* | Cr3+ |
21–40. Исходя из положения указанных элементов (табл. 3) в Периодической системе, охарактеризуйте свойства высших оксидов и соответствующих гидроксидов (кислот или оснований). Какие основания или кислоты из данных пар являются более сильными? Ответ обоснуйте.
| Номер задания | Элемент | Элемент |
| 35 | Фосфор | Сера |
- Какая химическая связь называется водородной? Приведите примеры веществ с водородными связями. Как влияет межмолекулярная водородная связь на физические свойства вещества?
61–80. Для реакции, соответствующей Вашему номеру задания (табл. 4), рассчитайте:
- Тепловой эффект реакции при стандартных условиях (∆Hr,298). Выделяется или поглощается тепло при протекании реакции? Эндо- или экзотермической является данная реакция?
- Изменение энтропии реакции при стандартных условиях (∆S r,298).
- Изменение энергии Гиббса реакции, протекающей при T1 = 298 К (∆Gr,298 ) и температуре T2 ( 20 ∆Gr T, ), считая, что 0 ∆Hr и 0 r ∆S не зависят от температуры. Укажите, какой фактор – энтальпийный или энтропийный – определяет знак 0 ∆Gr,298 и 20 ∆Gr T. Сделайте вывод о влиянии температуры на вероятность самопроизвольного протекания процесса в прямом направлении.
Все термодинамические расчеты необходимо выполнять с использованием температуры по шкале Кельвина.
| Номер задания | Реакция | Т2°, С |
| 74 | 2H2S(г) + O2(г) = 2H2O(г) +2S(т) | 100 |
81–100. Для реакции, соответствующей Вашему номеру задания (табл. 5), выполните следующее:
- Напишите уравнение для скорости прямой реакции согласно закону действующих масс.
- Определите, как изменится скорость прямой реакции в следующих условиях:
а) если концентрацию каждого из исходных веществ увеличить в а раз;
б) если объем исходных веществ увеличить в b раз.
- Определите, как изменится скорость этой реакции при повышении температуры от Т1 до Т2 с заданным значением γ.
| Номер задания | Реакция | a | b | γ | T1 | T2 |
| 95 | 2H2S(г) + O2(г) = 2H2O(г)+ 2S(т) | 4 | 2 | 4 | 45 | 75 |
101–120. Для реакции, соответствующей Вашему номеру задания (табл. 6), выполните следующее:
- Рассчитайте константу равновесия KC и первоначальные концентрации исходных веществ, учитывая заданные значения равновесных концентраций (все вещества – газообразные).
- На основании принципа смещения равновесия Ле Шателье определите, как влияют на смещение равновесия в реакции давление, температура и концентрации веществ, участвующих в реакции. Определите условия наиболее полного протекания реакции в прямом направлении.
| Номер задания | Уравнения реакции | Равновесные концентрации, моль/дм3 |
| 116 | COCl2 ↔ CO +Cl2; ∆Н0 > 0 | [COCl2] = 0,2; [CO] = 0,3; [Cl2] = 0,3 |
- Какой объем воды необходим для разбавления 200 см3 этилового спирта с массовой долей 96% (плотность 0,8 г/см3) до раствора с массовой долей спирта 10%
141–160. Определите общую жесткость воды, карбонатную и некарбонатную, а также рассчитайте солесодержание природной воды. Данные для расчета указаны в табл. 7. Охарактеризуйте основные методы устранения жесткости воды. Составьте уравнения соответствующих реакций.
| Номер задания | Объем воды, дм3 | Масса соли, мг | ||||
| Ca(HCO3)2 | Mg(HCO3)2 | MgSO4 | CaCl2 | NaCl | ||
| 155 | 10 | 2349 | — | 840 | — | 1160 |
161–180. Определите степень диссоциации α, константу диссоциации Kд, концентрацию ионов водорода [Н+], гидроксид- ионов [ОН– ] и рН по заданным условиям в табл. 8 (величины, которые нужно определить, обозначены через х). Для многоосновных слабых электролитов в расчетах учитывайте первую ступень диссоциации. Как изменится рН раствора, если разбавить раствор в 2 раза?
| Номер задания | Вещество | Концентрация раствора | α | Кд | [H+], моль/дм3 | [ОH—], моль/дм3 | рН |
| 176 | HCOOH | х, г/дм3 | х | 1,8*10—4 | 0,13*10-2 | — | x |
181–200. Укажите, какие из приведенных ниже солей подвергаются гидролизу, напишите молекулярные, ионные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения гидролиза и, используя данные табл. 9, вычислите константу гидролиза Kг, степень гидролиза β и рН водных растворов солей заданной концентрации С по первой ступени гидролиза.
| Номер задания | Соли | С, моль/дм3 |
| 194 | AgCH3COO, Li2SO3, Rb2SO4, Bi(NО3)3 | 10-3 |
- Порог коагуляции AlCl3 для золя оксида мышьяка равен 0,093 ммоль/дм3. Какой концентрации нужно взять раствор хлорида алюминия, чтобы 0,0008 дм3 его хватило для коагуляции 0,125 дм3 золя?
221–240. В уравнениях окислительно-восстановительных реакций, соответствующих Вашему номеру задания (табл. 11), расставьте коэффициенты. Для реакции, а используйте метод электронного баланса, а для реакции б – ионно-электронный метод. В каждой реакции определите окислитель и восстановитель. Вычислите ЭДС и константу равновесия реакции б. Определите направление и полноту протекания реакции в стандартных условиях. Значения стандартных электродных окислительно-восстановительных потенциалов приведены в прил., табл. П.5.
| Номер задания | Уравнения реакций |
| 236 | а) H2SO3 + I2 + H2O → H2SO4 + HI
б) KMnO4 + H2O2 + H2SO4 → МnSO4 + K2SO4 + О2 + … |
- Гальванический элемент состоит из стандартного водородного электрода и водородного электрода, погруженного в раствор с pH = 5 при Н2 Р =1атм. Составьте схему гальванического элемента, напишите уравнения процессов, протекающих на электродах. Вычислите ЭДС элемента.
261–280. Составьте схему электролиза раствора (табл. 12). Напишите уравнения процессов, протекающих на электродах. Катодный процесс подтвердите расчетом. Рассчитайте массы веществ, выделившихся на электродах, при пропускании через раствор тока силой 1 А в течение 1 ч. Парциальное давление водорода в воздухе равно 5·10–7атм. Значения стандартных электродных потенциалов металлов приведены в прил., табл. П.4.
| Номер задания | Раствор | рН | [Men+], моль/дм3 | Электроды | Перенапряжение водорода η, В | |
| Анод | Катод | |||||
| 275 | NaNO3 | 7 | 0,1 | Графит | Железо | 0,49 |
281–300. Для металла, соответствующего Вашему номеру задания (табл. 13), выполните следующее: 1. Напишите электронную формулу. Укажите возможные степени окисления элемента. Определите ковалентность. При- ведите примеры типичных соединений в данных степенях окис- ления(оксиды, гидроксиды, соли). 2. Напишите уравнения реакций, характеризующих взаимодействие металла:
а) с простыми веществами (кислородом, серой, галогенами);
б) с растворами солей, оснований;
в) с разбавленной азотной кислотой;
г) с разбавленной соляной кислотой.
Возможность реакции в, протекающей в стандартных усло-виях, и реакции г, протекающей при парциальном давлении водорода H2 P = 5·10–7атм и концентрации HCl 0,01 моль/дм3 , подтвердите расчетом.
- Составьте уравнения реакций получения заданного металла в чистом виде из природного соединения или руды, используя один из промышленных методов (гидрометаллургический, металлотермический, пирометаллургический электрометаллургический, электрогидрометаллургический).
| Номер задания | Металл |
| 297 | Ртуть |
301–320. Осуществите превращения, указанные в цепочке. Для оксидов и гидроксидов данного металла укажите, какие кислотно-основные или окислительно-восстановительные свойства они проявляют в приведенных реакциях.
- Ag → AgNO3 → AgCl → K[Ag(CN)2] → AgNO3 → Ag
321–340. Два металла находятся в контакте друг с другом (табл. 14). Какой металл из заданной пары будет подвергаться коррозии? Определите термодинамическую возможность коррозии этого металла с указанной деполяризацией при заданном значении рН (Т = 298 К). Концентрация ионов металла в водном растворе 0,001 моль/дм3. Парциальные давления водорода и кислорода имеют следующие значения: P H2 = 5 · 10–7 атм, PO2 = 0,21 атм. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на анодном и катодном участках. Для защиты данного металла от коррозии подберите анодное и катодное покрытия и составьте уравнения процессов, происходящих при нарушении данного покрытия в растворе соляной кислоты.
| Номер задания | Металл | рН | Деполяризация |
| 336 | Co — Cd | 5 | Кислородная |
- Изобразите циклическое строение силикатного аниона в минерале берилл Be3Al2[Si6O18]. Какова координация атомов кремния в силикатных структурах и почему?
- Полиэтилен с молекулярной массой около 500 представляет собой вязкую жидкость. Вычислите степень полимеризации такого полиэтилена. Выделите формулу структурного звена полимера.
- Опишите атомно-абсорбционный метод анализа: сущность метода, возможности метода, диапазон измеряемых концентраций.