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 |
| 13 | Ti | Sn* | In3+ |
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 |
| 39 | Марганец | Хром |
- Почему однотипные на первый взгляд молекулы NH3 и BH3 имеют разную пространственную конфигурацию? Дайте этому объяснение с учетом строения атомов, типа гибридизации и изобразите геометрическое строение молекул.
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 (298 ∆S).
- Изменение энергии Гиббса реакции, протекающей при T1 = 298 К (∆Gr,298) и температуре T2 (∆Gr T,), считая, что ∆Hr и ∆S не зависят от температуры. Укажите, какой фактор – энтальпийный или энтропийный – определяет знак ∆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 |
| 76 | Al2O3(т) + 3SO3(г) = Al2(SO4)3(т) | 600 |
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 |
| 97 | 2N2O(г) = 2N2(г)+ O2(г) | 2 | 2 | 3 | 55 | 85 |
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 |
| 118 | C2H2 + H2↔ C2H4; ∆Н0 < 0 | [C2H2] = 0,1; [H2] = 0,03; [C2H4] = 0,2 |
- Определите мольную долю азотной кислоты в растворе, если массовая доля кислоты составляет 40%.
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 |
| 179 | NH4OH | x, г/дм3 | x | 1,8*10-5 | — | 2,5*10-4 | x |
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 |
| 238 | а) Zn + H2SO4(конц.) → ZnSO4 + S + H2O
б) MnSO4 + NaBiO3 + H2SO4 → HMnO4 + Bi2(SO4)3 + … |
- Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовой и цинковой пластин, погруженных в растворы своих солей с концентрациями [Pb2+] = [Zn2+] = = 0,01 моль/дм3. Изменится ли ЭДС этого элемента, если концентрацию каждого из ионов увеличить в одинаковое число раз? Схема гальванического элемента:
А(-) Zn|Zn2+ (0,01 M) || Pb2+ (0,01 M)|Pb (+)K
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 5·10–7 атм. 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 | |||||
| 279 | Co(NO3)2 | 5 | 0,01 | Кобальт | Графит | 0,84 |
281–300. Для металла, соответствующего Вашему номеру задания (табл. 13), выполните следующее: 1. Напишите электронную формулу. Укажите возможные степени окисления элемента. Определите ковалентность. Приведите примеры типичных соединений в данных степенях окисления (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 условиях, и реакции г, протекающей при парциальном давлении водорода H2 P = 5·10–7 атм 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 |
| 282 | Кальций |
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.
- Hg→ Hg(NO3)2 → HgO→ HgCl2 → Hg2Cl2 → Hg
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 |
| 338 | Ni — Pb | 7 | Кислородная |