Вариант 11 11 Сколько электронов и сколько протонов входит в состав следующих частиц

Вариант 11
11. Сколько электронов и сколько протонов входит в состав следующих частиц: а) NО2; б) PH3? Для валентных электронов атома фосфора укажите набор всех четырех квантовых чисел.
Решение:
а) NO2 – порядковый номер атома азота 7, содержит 7 электронов и 7 протонов, порядковый номер атома кислорода 8, содержит 8 электронов и 8 протонов. Соответственно молекула NO2 содержит 7+2·8=23 протона и 23 электрона.
б) PH3 – порядковый номер атома фосфора 15, содержит 15 электронов и 15 протонов, порядковый номер атома водорода 1, содержит 1 электрон и 1 протон. Соответственно молекула PH3 содержит 15+3·1=18 протона и 18 электрона.
Валентные электроны атома фосфора: 3s23p3
Квантовые числа для 3s – электронов: n=3, l=0, ml=0
Квантовые числа для 3p – электронов: n=3, l=1, ml= -1, 0, 1
31. Укажите сходство и различие:
а) в строении атомов химических элементов № 24 и № 34;
б) в химических свойствах элементов № 24 и № 34;
в) в химических свойствах оксидов и гидроксидов элементов № 24 и № 34.
Решение:
а) Элемент 24 хром находиться в IVБ группе, а элемент 34 селен в IVА группе. Так как элементы находятся в одной группе у них на внешнем электронном уровне одинаковое количество электронов. Сr 3d54s1, Se 3d104s24p4. Однако у атома хрома идет заполнение 3d-подуровня, в то время как у селена он полностью заполнен. Хром относиться к d-элементам, а селен к p-элементам.
б) Хром является металлом, а селен неметаллом. Селен и хром способны проявлять степень окисления +6 и +4.
в) Оксиды селена (SeO2 и SeO3) – проявляют кислотные свойства, также как и аналогичные оксиды хрома. Хром также способен образовывать оксиды (II и III) СrO и Сr2O3, причем Cr2O3 является амфотерным оксидом.
51. Может ли произойти реакция между HF н SiF4? Укажите причины, по которым эта реакция может (не может) произойти.
Решение:
Реакция между HF и SiF4 протекает:
HF+SiF4→H2[SiF6]
Данное взаимодействие возможно, так как электронная конфигурация атома кремния в возбужденном состоянии 3s13p33d0, таким образом атом кремния имеет свободные орбитали на внешнем электронном уровне, то есть возможно образование дополнительных связей с атомами фтора по донорно-акцепторному механизму.
Используя модель отталкивания валентных электронных пар и метод валентных связей, рассмотрите пространственное строение предложенных молекул и ионов. Укажите: а) число связывающих и неподеленных электронных пар центрального атома;
б) число орбиталей, участвующих в гибридизации; в) тип гибридизации; г) тип молекулы или иона (АВmЕn); д) пространственное расположение электронных пар;
е) пространственное строение молекулы или иона.
71 SOCl2, ICl
Решение:
Рассмотрим строение молекулы SOCl2
Центральный атом серы имеет конфигурацию внешнего электронного уровня: 3s23p4. В возбужденном состоянии эта конфигурация будет 3s23p34d1, то есть в образовании связей с атомом кислорода и двумя атомами хлора будут принимать участие 3 p-электрона и один d-электрон и плюс имеется неподеленная электронная пара на s-орбитале. Тип гибридизации p3d, молекула имеет форму неправильного тетраэдра, тип молекулы: AX3E. Расположение электронных пар:
Строение молекулы:
Рассмотрим строение иона ICl2-:
Центральный атом йода имеет конфигурацию внешнего электронного уровня 5s25p5. Для образования двух одинаковых по форме и энергии тип гибридизации должен быть dp, при этой гибридизации молекула имеет линейное строение. Тип молекулы: AX2E3. Расположение электронных пар:
Строение молекулы:
[Сl-I-Cl]-
Напишите уравнения возможных реакций взаимодействия КОН, H2SO4, Н2О, Ве(ОН)2 с соединениями, приведенными ниже:
91. (CoOH)2SO4, HCl, BaCl2, CaO, SO2, A1(OH)3.
Решение:
2KOH+(CoOH)2SO4→2Co(OH)2+K2SO4
KOH+HCl→KCl+H2O
KOH+BaCl2→нет реакции
KOH+CaO→нет реакции
2KOH+SO2→K2SO3+H2O
KOH+Al(OH)3→K3[Al(OH)6]
H2SO4+(CoOH)2SO4→2CoSO4+2H2O
H2SO4+HCl→нет реакции
H2SO4+BaCl2→BaSO4+2HCl
H2SO4+CaO→CaSO4+H2O
H2SO4+SO2→нет реакции
3H2SO4+2Al(OH)3→Al2(SO4)3+6H2O
H2O+(CoOH)2SO4→нет реакции
H2O+HCl→нет реакции
H2O+BaCl2→нет реакции
H2O+CaO→Ca(OH)2
H2O+SO2→H2SO3
H2O+Al(OH)3→нет реакции
Be(OH)2+(CoOH)2SO4→нет реакции
Be(OH)2+2HCl→BeCl2+2H2O
Be(OH)2+BaCl2→нет реакции
Be(OH)2+CaO→нет реакции
Be(OH)2+SO2→нет реакции
Be(OH)2+Al(OH)3→нет реакции
При решении задач этого раздела пользуйтесь таблицей 1 приложения.
Для указанной реакции:
а) рассчитать стандартную энтальпию и энтропию;
б) объяснить, какой из факторов: энтальпийный или энтропийный способствует самопроизвольному протеканию реакции в прямом направлении;
в) в каком направлении (прямом или обратном) будет протекать реакция при 298 К и 1000 К;
г) рассчитать температуру, при которой равновероятны оба процесса;
д) назвать все способы увеличения концентрации продуктов равновесной смеси;
е) построить график зависимости Gр (кДж) от Т (К).
111 С(к) + 2 Н2(г) = СН4(г)
Решение:
С(к) + 2 Н2(г) = СН4(г)
Вещество ΔH0298, кДж/моль ΔS0298, Дж/моль·К
C 0 5,74
H2 0 130,52
CH4 -74,85 186,27
Рассчитаем стандартную энтальпию и энтропию:
ΔH0=ΔH0(CH4)-ΔH0( C)-2H0(H2)=-74,85-0-2·0=-74,85кДж – данная реакция экзотермическая – благоприятный фактор протекания реакции.
ΔS0=ΔS0(CH4)-ΔS0( C)-2S0(H2)=186,27-5,74-2·130,27=-80,01Дж/К – прямая реакция сопровождается уменьшением энтропии, беспорядок в системе уменьшается – неблагоприятный фактор протекания реакции.
Энтальпийный фактор способствует протеканию реакции в прямом направлении.
Рассчитаем значения энергии Гиббса при разных температурах:
298K: ΔG298=ΔH0-TΔS0=-74,85-298(-0,08001)=-51,00кДж, реакция протекает в прямом направление, так ΔG298<0
1000K: ΔG1000=ΔH0-TΔS0=-74,85-1000(-0,08001)=5,16кДж, реакция не протекает в прямом направление, так ΔG298>0
Рассчитаем температуру равновесия в системе:
T= ΔH0/ ΔS0=74,85/0,08001=935,5K
Так как реакция экзотермическая, то понижение температуры смещает равновесие в сторону образования продуктов. Данная реакция протекает с уменьшением объема, следовательно, повышение давления сдвигает равновесие в сторону образования продуктов. Увлечение концентрации реагентов приведут к смещению равновесия в сторону образования продуктов реакции.
График зависимости ΔG от Т:
Равновесие в системе: А(Г) + В(г) 2С(Г) установилось при следующих концентрациях: [В ] и [С],моль/л. Определить исходную концентрацию вещества [В]0 и константу равновесия, если исходная концентрация вещества А равна [А]о моль/л
№ задания Концентрация моль/л
В С А0
131 0,05 0,1 0,15
Решение:
Определим сколько вещества А и B прореагировало:
[A]прореаг=[B]прореаг=[C]/2=0,1/2=0,05 моль/л
Определим равновесную концентрацию А:
[A]=[A]0-[A]прореаг=0,15-0,05=0,1 моль/л
Рассчитаем константу равновесия:
K=[C]2/[A][B]=0,12/0,1•0,05= 2
Рассчитаем исходную концентрацию вещества B:
[B]0=[B]+[B]прореаг=0,05+0,05=0,1 моль/л
Ответ: 2, 0, 1 моль/л
151. а) Вычислите процентную концентрацию 1,4М раствора нитрата серебра, плот-ность которого 1,18 г/мл.
б) Сколько граммов кристаллической соды Na2CO3 10H2O надо взять для приготов-ления 2 л 0,2 М раствора Na2CO3?
Решение:
Пусть объем раствора 1л
n(AgNO3)=C·V=1,4·1=1,4 моль
m(AgNO3)=n·M=1,4·170=238 г
m(раствора)=ρ·V=1,18·1000=1180г
w(AgNO3)=m(AgNO3)/m(раствора)=238/1180=0,202 или 20,2%
Ответ: 20,2%
n(Na2CO3)=C·V=2·0,2=0,4 моль
n(Na2CO3)= n(Na2CO3·10H2O)=0,4 моль
m(Na2CO3·10H2O)=n·M=0,4·286=114,4 г
Ответ: 114,4 г
171. Температура кипения водного раствора сахарозы С12Н22О11 равна 101,4 С. Вычислить моляльную концентрацию и массовую долю сахарозы в растворе. При какой температуре замерзает этот раствор?
Решение:
ΔT=Е·Cm
Cm=ΔT/K=1,4/0,52=2,7 моль/кг
ΔTзам=K·Cm=1,86·2,7=5,02°, Тзам=0-5,02=-5,02°С
Пусть масса воды 100 г рассчитаем массу сахарозы:
Сm=m(С12Н22О11)·1000/M(С12Н22О11)·m(H2O)
m(С12Н22О11)=Cm·m(H2O)·M(С12Н22О11)/1000=2,7·100·342/1000=92,34 г
w(С12Н22О11)=m(С12Н22О11)/m(раствора)=92,34/(92,34+100)=0,48 или 48%
Ответ: 2,7 моль/кг, 48%, -5,02°С