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 наборквантовых чисел последнего электрона элемента А.
| Номер задания | А | Б | В |
| 20 | Sm | S* | Na+ |
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 |
| 21 | Азот | Фосфор |
- Определите тип химической связи для веществ CH4, H2, Ni, NaCl. Сравните их по термической устойчивости, растворимости в воде и способности к диссоциации.
61–80. Для реакции, соответствующей Вашему номеру задания (табл. 4), рассчитайте:
- Тепловой эффект реакции при стандартных условиях (∆Hr0,298). Выделяется или поглощается тепло при протекании реакции? Эндо- или экзотермической является данная реакция?
- Изменение энтропии реакции при стандартных условиях (∆S0r,298).
- Изменение энергии Гиббса реакции, протекающей приT1 = 298 К (0 ∆Gr,298) и температуре T2 (∆Gr20 T,), считая, что ∆Hr 0 и ∆S0r не зависят от температуры. Укажите, какой фактор – энтальпийный или энтропийный – определяет знак ∆Gr0,298 и20 ∆ Gr20 T, Сделайте вывод о влиянии температуры на вероятность самопроизвольного протекания процесса в прямом направлении.
Все термодинамические расчеты необходимо выполнять сиспользованием температуры по шкале Кельвина.
| Номер задания | Реакция | Т2°, С |
| 78 | 2Pb(NO3)2(т) = 2PbO(т) + 4NO2(г) + O2(г) | 900 |
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 вследующих 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 приповышении температуры от Т1 до Т2 с заданным значением γ.
| Номер задания | Реакция | a | b | γ | T1 | T2 |
| 99 | N2O(г) + NO2(г) = 3NO(г) | 3 | 3 | 2 | 25 | 65 |
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 |
| 120 | 2NOCl→2NO + Cl2; ∆Н0 > 0 | [NOCl] = 0,04; [NO] = 0,08; [Cl2] = 0,04 |
- Определите молярную концентрацию раствора, если массовая доля карбоната натрия в этом растворе составляет 12 %.
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 | ||
| 159 | 10 | 2025 | — | 756 | — | 768 |
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 |
| 161 | NaOH | 0,04г/дм3 | — | — | — | x | 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 |
| 200 | BaSO4, МnСО3, CdCl2, Sr(CN)2 | 10—1 |
- Напишите формулу мицеллы золя йодида серебра, полученного добавлением 40 cм3 раствора нитрата серебра с концентрацией 0,002 моль/дм3 к 50 дм3 раствора йодида калия с концентрацией 0,001 моль/дм3
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 окисли- тельно-восстановительных потенциалов приведены в прил., табл. П.5.
| Номер задания | Уравнения реакций |
| 240 | а) NH3 + O2 → N2 + H2O
б) Mn(NO3)2 + NaBiO3 + HNO3 → HMnO4 + Bi(NO3)3 + … |
- Составьте схему гальванического элемента, состоящего из пластин кадмия и железа, погруженных в растворы сульфата кадмия и сульфата железа (II) соответственно. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде. Рассчитайте, при какой концентрации (моль/дм3) ионов Fe2+ ЭДС этого элемента будет равна нулю, если [Cd2+] = 0,001моль/дм3.
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 | |||||
| 261 | NiSO4 | 5 | 0,1 | Никель | 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. 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 |
| 284 | Натрий |
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.
- Fe → FeSO4 → Fe2(SO4)3 → Na2FeO4 → Fe(OH)3
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 |
| 340 | Сd — Sn | 4 | Водородная |
- Алмаз обладает высокой твердостью, а графит легко расслаивается и используется в качестве твердой смазки. Объясните данные свойства на основе кристаллического строения и типов химической связи между атомами углерода в алмазе и графите.
- формальдегид может полимеризоваться по месту двойной связи в молекуле. При этом образуется полиформальдегид с чередующимися в цепи атомами углерода и кислорода. Составьте схему реакции полимеризации формальдегида, укажите формулу структурного звена и формулу образующего полимера.
- В каменном угле массовая доля серы составляет 0,5 %. Какую навеску угля надо взять для получения 0,1 г прокаленного осадка BaSO4?