Контрольная работа по дисциплине «Химия». Brodnikov_A.V._202932_70ГВ(1с)_Omsk_1sem_Chemistry_1_KR. Контрольная работа по дисциплине Химия студента зф бродников Алексей Владимирович
 Скачать 196 Kb.
|
|
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта ОмГУПС, кафедра «Физика и химия»
2020 Задача № 2 Напишите электронно-графические формулы атомов Ne, Ar, Kr в нормальном и возбужденном состояниях. Определите наличие свободных орбиталей у этих атомов. Решение:
Наличие свободных орбиталей – 2
Наличие свободных орбиталей – 2
Наличие свободных орбиталей – 2 Задача № 15 Напишите термохимическое уравнение реакции между СО(г) водородом, в результате которой образуются СН4(г) и Н2О(г). Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 67,2 л метана? Дано: V(CH4) = 67,2 л ΔH0298(CO(г)) = −110,52 кДж/моль ΔH0298(CH4(г)) = −74,85 кДж/моль ΔH0298(H2O(г)) = −241,83 кДж/моль Решение: CO(г) + 3H2(г) = CH4(г) + H2O(г); ΔHх.р. = ΔH0298(CH4(г)) + ΔH0298(H2O(г)) - ΔH0298(CO(г)) = -74,85 – 241,83 + 110,52 = = −206,16 кДж. Qx.p. = - ΔHх.р. = 206,16 кДж. n(CH4) = V(CH4) / Vм = 67,2 / 22,4 = 3 моль  Ответ: Выделиться теплоты при реакции Q = 618,48 кДж. Задача № 28 При некоторой температуре константа равновесия Кр гомогенной системы N2 + 3Н2 ⇄ 2NH3 равна 0,1. Равновесная концентрация водорода и аммиака соответственно равна 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и начальную концентрации азота. Дано: Кр = 0,1 [NH3] = 0,08 моль/л [H2] = 0,2 моль/л Решение:    [N2]равн. = 8 моль/л [N2]исх. = 8 + 0,08/2 = 8,04 моль/л Ответ: Равновесная концентрация азота равна 8 моль/л; начальная концентрация азота – 8,04 моль/л Задача № 31 Смешивают попарно растворы: а) Сu(NОЗ)2 и Na2SО4; б) ВаCl2 и K2SO4; в) КNО3 и NaCl; г) АgNО3 и KCl; д) Са(ОН)2 и HCl. В каких из приведенных случаев реакция пройдет до конца? Составьте для этих реакций молекулярные и молекулярно-ионные уравнения. а) Cu(NO3)2 + Na2SO4 = не идёт т.к. продукты растворимы б) BaCl2 + K2SO4 = BaSO4↓ + 2KCl Ba2+ + 2Cl- + 2K+ + SO42- = BaSO4 + 2K-+2Cl- Ba2+ + SO42- = BaSO в) КNО3 + NaCl = K+ + NO3- + Na+ + Cl- = K+ + Cl- + Na+ + NO3- = реакция не идет, т.к. не образуется осадок г) АgNО3 + KCl = K+ + Cl- + Ag+ + NO3- = AgCl + K+ + NO3- Cl- + Ag+ = AgCl д) Са(ОН)2 и HCl = CaCl2 + 2H2O 2H+ + 2Cl- + Ca2+ + 2OH- = Ca2+ + 2Cl- + 2H2O 2OH- + 2H+ = 2H2O Задача № 44 Насколько повысятся температура кипения и температура замерзания раствора по сравнению с чистой водой, если в 100 г воды растворить 60 г сахарозы С12Н22О11? Дано: m(С12Н22О11) = 60 г m(H2O) = 100 г Решение: M(С12Н22О11) = 342 г/моль   Ответ: Температура кипения повысится на 0,912С, а температура замерзания - на 3,36С Задача № 57 Расставьте коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях, используя метод электронного баланса, или метод полуреакций. Укажите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления. Определите тип окислительно-восстановительных реакций. 1) 5 H3AsIII O3 + 2 KMnVII O4 + 3 H2SO4 5 H3AsV O4 + 2 MnII SO4 + K2SO4 + 3 H2O Это окислительно-восстановительная реакция: 2 MnVII + 10 e 2 MnII – восстановление; 5 AsIII - 10 e 5 AsV – окисление; KMnO4 – окислитель, H3AsO3 – восстановитель. 2) 2 CrIII Cl3-I + 3 NaClI O + 10 NaOH 2 Na2CrVI O4 + 9 NaCl-I + 5 H2O Это окислительно-восстановительная реакция: 2 ClI + 6 e 3 Cl-I – восстановление; 2 CrIII - 6 e 2 CrVI – окисление; NaClO является окислителем, а CrCl3 является восстановителем. Задача № 70 Железная и серебряная пластины соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты. Составьте схему данного гальванического элемента и напишите электронные уравнения процессов, происходящих на аноде и на катоде. Решение: Сравним стандартные электродные потенциалы электрохимических систем Fe2+ / Fe (=-0,44B), Ag+ / Ag (=+0,8B) и 2H+ / H2 (=0B). Так как Fe2+/Fe 2H+/H2 и Ag+/Ag 2H+/H2, то железо будет восстанавливать водород из растворов кислот, а серебро – нет. Если концы пластинок соединить проводником, то образуется гальваническая пара, в которой железо будет служить анодом, так как его потенциал меньше, чем у серебра, которое будет служить катодом. На аноде будет происходить процесс окисления железа, а на катоде – восстановление ионов водорода: Анодный процесс: Fe – 2e- → Fe2+ Катодный процесс: 2H+ + 2e- → H2↑ Уравнение токообразующей реакции: Fe + 2H+ = Fe2+ H2↑ Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ Схема гальванического элемента: (-) Fe | Fe2+ || 2H+ | H2, Ag (+) Задача № 73 Если на стальной предмет нанести каплю воды, то коррозии подвергается средняя, а не внешняя часть смоченного металла. После высыхания капли в ее центре появляется пятно ржавчины. Чем это можно объяснить? Какой участок металла, находящийся под каплей воды, является анодным и какой катодным? Составьте уравнения соответствующих процессов. Решение: По краям капли наибольшая аэрация (доступ воздуха), поэтому именно по краям капли протекает преимущественно процесс восстановления кислорода, т.е. края капли будут являться катодом. Тогда получается, что для преимущественного протекания процесса окисления железа остается центр капли, где минимальная аэрация, т.е. центр капли будет анодом. Электронные уравнения соответствующих процессов: Анодный процесс: Fe⁰ → Fe²⁺ + 2e Катодный процесс: O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH⁻ Молекулярные уравнения процессов: 2Fe + 2H₂O + O₂ → 2Fe(OH)₂ В дальнейшем идет окисление гидроксида железа (II), до гидроксида железа (III): 4Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ → 4Fe(OH)₃ Задача № 86 Составьте электронные уравнения процессов, протекающих на угольных электродах при электролизе водного раствора хлорида магния. Вычислите силу тока, если известно, что при электролизе хлорида магния в течение 30 мин на катоде выделилось 8,4 л водорода, измеренного при н. у. Решение: E0 перехода Mg - 2e- Mg2+ = -2,363 В; E0 перехода 2H2O +2e- H2↑ + 2OH- = -0,828 В; E0 перехода Cl2 - 2e- 2Cl- = +1,359 В; E0 перехода 2H2O - 4e- O2↑ + 4H+ = +1,228 В; т.о. меньшее напряжение разложения (E анода — E катода = 1.228-(-0.828) = 2.056 В) соответствует процессам: Анодный процесс: 2H2O - 4e- = O2↑ + 4H+, Катодный процесс: 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-, Суммарное уравнение реакции при электролизе разбавленного раствора MgCl2: 2H2O = 2H2↑ + O2↑; Т.к. на практике электролизу, как правило, подвергают концентрированные растворы электролитов, кроме того, из-за такого явления как перенапряжение выделения на аноде разряжаются ионы Cl- , а не молекулы воды, то процессы на электродах будут такими: Анодный процесс: 2Cl- - 2e- = Cl2↑, Катодный процесс: 2H2O + 2e- = H2↑ + 2OH-, Суммарное уравнение реакции при электролизе концентрированного раствора MgCl2: MgCl2 + 2H2O = Mg(OH)2↓ + H2↑ + Cl2↑. Задача № 99 Сплав неизвестного металла и сульфида этого металла растворили в растворе соляной кислоты. При добавлении к образовавшемуся раствору красной кровяной соли получается осадок, интенсивно окрашенный в синий цвет. При растворении сплава в соляной кислоте выделяется смесь газов, при пропускании которых через раствор нитрата свинца образуется осадок черного цвета. Назовите неизвестный металл. Запишите уравнения протекающих реакций в молекулярной и ионных формах. Ответ: Неизвестный металл – Fe (железо), т.к. исходя из фразы: «При добавлении к образовавшемуся раствору красной кровяной соли получается осадок, интенсивно окрашенный в синий цвет» - именно двухвалентное железо, реактивом на которое и является красная кровяная соль (гексацианоферат (III) калия, K3[Fe(CN)6],). Сплав – Fe*FeS Трехвалентное железо образует синий цвет с желтой кровяной солью (гексацианоферат (II) калия, K4[Fe(CN)6]). Смесь газов из сплава – H2S + H2 Черный осадок – PbS Уравнения реакций: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ FeS + HCl = FeCl2 + H2S↑ Итого: Fe*FeS + 3HCl = FeCl2 + H2↑ + H2S↑ (где Fe*FeS переменного состава) FeCl2 + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]↓ + 2KCl → KFe3+[Fe2+(CN)6]) H2S + Pb(NO3)2 = PbS↓+2HNO3 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ: Бабков, А.В. Общая, неорганическая и органическая химия: Учебное пособие / А.В. Бабков. - Ереван: МИА, 2015. - 568 c. Вольхин, В.В. Общая химия. Избранные главы: Учебное пособие / В.В. Вольхин. - СПб.: Лань, 2008. 384 c. Вольхин, В.В. Общая химия: Специальный курс / В.В. Вольхин. - СПб.: Лань, 2002. 448 c. Коровин, Н.В. Общая химия / Н.В. Коровин. - М.: Высшая школа, 1998. 560 с. Коровин, Н.В. Общая химия / Н.В. Коровин. - М.: Высшая школа, 2010. - 557 c. Круглова, Л.Н. Методические указания для самостоятельной подготовки студентов по химии. Часть 1 / Л. Н. Круглова, И. М. Зырянова; Омский гос. ун-т путей со-общения. Омск, 2013. 43 с. Круглова, Л.Н. Методические указания для самостоятельной подготовки студентов по химии. Часть 2. / Л. Н. Круглова, И. М. Зырянова; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2013. 42 с. Общая и неорганическая химия: учебное пособие / Под ред. Денисова В.В., Таланова В.М.. - Рн/Д: Феникс, 2018. 144 c. | ||||||||||||||||||||||||
v