Вариант 14
1. Представьте электронное строение атомов, имеющих заряды ядер 16 и 74, и охарактеризуйте их положение в периодической системе элементов Д.И. Менделеева.
А) Заряд ядра атома численно равен порядковому номеру элемента в периодической системе химических элементов. В ПСЭ элементу с порядковым номером 16 соответствует сера 1632S.
Полная электронная формула серы:
1632S: 1s 22s 22p 63s 23p4
Электронное строение атома серы 1632S имеет вид:

Элемент находится в III периоде. Номер периода означает число энергетических уровней в атоме этого элемента, у него их 3. Сера расположена в 6-й группе – на внешнем уровне 6 электронов; в главной подгруппе. Следовательно, ее валентные электроны находятся на 3s- и 3p-подуровнях. Порядковый номер численно совпадает с зарядом ядра атома.
Б) В ПСЭ элементу с порядковым номером 74 соответствует вольфрам 74184W.
Полная электронная формула вольфрама:
74184W=: 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p65s24d105p66s24f145d4
Электронное строение атома вольфрама 74184W имеет вид:

Элемент находится в VI периоде. Номер периода означает число энергетических уровней в атоме этого элемента, у него их 6.Вольфрам расположен в 6-й группе – на внешнем уровне 6 электронов; в побочной подгруппе. Следовательно, его валентные электроны находятся на 6s- и 5d-подуровнях. Порядковый номер численно совпадает с зарядом ядра атома.
2. Чем объясняется различие в строении молекул AlCl3 и PCl3? Каковы формы их молекул?
Различие в строении молекул AlCl3 и PCl3 объясняется различным типом связи в молекулах. Так в молекуле AlCl3 тип связи – ковалентная неполярная, а в молекуле PCl3 – ковалентная полярная.
Молекула AlCl3 имеет форму равностороннего треугольника с углами между осями расположения электронных пар 120о:

Молекула PCl3 представляет собой несимметричную треугольную пирамиду — атомы хлора и атом фосфора не лежат в одной плоскости, т.к. атом фосфора тянет вверх не поделенная электронная пара, поэтому связи P-Cl смотрят уже вниз, атомы хлора образуют равносторонний треугольник, являющийся основание пирамиды:

3. Реакция между хлором и водородом идет по уравнению
Cl2 +2HI = I2 +2HCl.
Зная, что при участии 1 л хлора (н. у.) выделяется 10,47 кДж тепла, вычислить теплоту реакции.
Вычислим, сколько моль хлора содержится в 1л:
n = VVn = 122,4= 0,045 моль,
где Vn – объем, занимаемый одним молем газа при н.у.
Если при участии 0,045 моль хлора выделяется 10,47 кДж, то при участии 1 моль хлора выделится 10,470,045 = 232,67 кДж. Следовательно, теплота реакции равна 232,67 кДж/моль.
4. Равновесные концентрации веществ, участвующих в системе CO + H2O ↔ H2 + CO2 были (моль/л) [CO] = 0,02, [H2O] = 0,16, [H2] = 0,04, [CO2] = 0,04. Какими стали равновесные концентрации после сдвига равновесия вследствие увеличения концентрации CO в 4 раза.
CO + H2O ↔ H2 + CO2
Из условия задачи видно, что при увеличении концентрации CO равновесие системы сместилось в сторону прямой реакции. Смещение равновесия системы вызвало уменьшение концентраций воды и увеличение концентрации водорода и оксида углекислого газа. Все вещества в данной реакции реагируют в одинаковом соотношении, поэтому изменение концентраций всех реагирующих веществ обозначим через x моль/л.
После смещения равновесия новые равновесные концентрации реагирующих веществ оказались равными (моль/л):
[CO]2 = (0,02 ∙ 4 – x),
[H2O]2 = (0,16 – х),
[CO2]2 = (0,04 + x),
[H2]2 = (0,04 + x),
Константа равновесия данной реакции равна:
К = CO2∙H2 CO∙H2O = 0,04∙0,040,02∙0,16 = 0,00160,0032 = 0,5
Используя значение константы равновесия, получаем:
0,5 = 0,04+x∙(0,04+x)0,02∙4-x∙(0,16-x) = x2+0,08x+0,0016×2- 0,24x+0, 0128
x2+0,08x+0,0016 = 0,5×2- 0,12x+0, 0064
0,5×2 + 0,2x-0,0048 = 0
x2 + 0,4x-0,0096 = 0
Решив квадратное уравнение, получаем:
x1 = 0,02
x2 = — 0,24 (это значение отбрасываем, так как оно отрицательное и большое)
После смещения равновесия новые равновесные концентрации реагирующих веществ стали следующими (моль/л):
[CO]2 = 0,06;
[H2O]2 = 0,14;
[CO2]2 = 0,06;
[H2]2 = 0,06.
5. Как изменится скорость реакции SO2 + Cl2 = SO2Cl2
а) при увеличении давления в 3 раза, б) при уменьшении концентрации хлора в 4 раза.
Запишем уравнение реакции и отметим агрегатные состояния ее участников:
SO2(Г) + Cl2(Г) = SO2Cl2(Г)
А) Так как это гомогенная реакция, участниками которой являются газообразные вещества, то кинетическое уравнение имеет следующий вид:
υ = k∙PSO2∙PCl2,
где υ – скорость химической реакции;
k – константы скорости химической реакции, отражающая влияние природы реагирующих веществ на скорость их взаимодействия;
PSO2, PCl2 — парциальные давления участников реакции.
Пусть для исходного давления P1 парциальные давления SO2 и Cl2 равны соответственно PSO21и PCl21, а скорость реакции υ1, т.е.
υ1 = k∙PSO21∙PCl21.

При увеличении давления в 3 раза парциальные давления SO2 и Cl2 так же увеличиваются в 3 раза, т.е.
υ2 = k∙(2PSO21)∙(2PCl21) = 4 k∙PSO21∙PCl21 = 4∙υ1
Таким образом, скорость реакции увеличится в 4 раза.
Б) Выражение для скорость химической реакции можно записать и через концентрации реагирующих веществ:
υ = k∙СSO2∙СCl2,
где СSO2, СCl2 – мольно-объемные концентрации участников реакции.
Пусть для исходной концентрации хлора концентрации SO2 и Cl2 равны соответственно СSO21и СCl21, а скорость реакции υ1, т.е.
υ1 = k∙СSO21∙СCl21.

При уменьшении концентрации хлора в 4 выражение для скорости реакции будет выглядеть следующим образом:
υ2 = υ1 = k∙СSO21∙14СCl21.= 14 ∙k∙СSO21∙СCl21. = 14∙υ1.

Таким образом, скорость реакции уменьшится в 4 раза
6.Составить молекулярные и ионные уравнения следующих реакций:
а) CaCO3 + HCl = б) KOH + HNO3 = В) Al2O3 + KOH =
А) CaCO3 + HCl =
Молекулярное уравнение:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑
СаСО3 — плохо растворимое вещество;
СО2 — газ;
Н2О — слабый электролит.
Полное ионное уравнение:
CaCO3 + 2H+ + 2Cl– = Ca2+ + 2Cl– + H2O + CO2↑,
Краткое ионное уравнение:
CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + H2O + CO2↑,
Б) KOH + HNO3 =
Молекулярное уравнение:
KOH + HNO3 =KNO3 + H2O
Н2О — слабый электролит.
Полное ионное уравнение:
K+ + OH– + H+ + NO3– = K+ + NO3– + H2O
Краткое ионное уравнение:
OH– + H+ = H2O
В) Al2O3 + KOHклб =
Молекулярное уравнение:
Al2O3 + KOHклб = KAlO2 + H2O
Al2O3, H2O – слабые электролиты.
Полное ионное уравнение выглядит следующим образом:
Al2O3 + K+ + OH– = K+ + AlO2- + H2O
а краткое ионное:
Al2O3 + OH– = AlO2- + H2O
7. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций гидролиза следующих солей: нитрат алюминия, цианид натрия, сульфид калия, хлорид аммония.
А) Нитрат алюминия – соль, образованная сильной кислотой HNO3 и слабым основанием Al(OH)3, поэтому гидролиз идет по катиону:
Al(NO3)3 + 3H2O = Al(OH)3 + 3HNO3
Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+
Б) Цианид натрия — соль, образованная слабой кислотой HCN и сильным основанием NaOH, поэтому гидролиз идет по аниону:
NaCN + H2O = NaOH + HCN
CN– + H2O = OH– + HCN
B) Сульфид калия — соль, образованная слабой кислотой H2S и сильным основанием KOH, поэтому гидролиз идет по аниону:
K2S + 2H2O = H2S + 2KOH
S2– + 2H2O = H2S + 2OH–
Г) Хлорид аммония — соль, образованная сильной кислотой HCl и слабым основанием NH4OH, поэтому гидролиз идет по катиону:
NH4Cl + H2O= NH4OH + HCl
NH4++ H2O= NH4OH + H+

Вариант 14 1 Представьте электронное строение атомов имеющих заряды ядер 16 и 74