Задача 1.1
Запишите уравнение реакции Вашего варианта (табл.1).
1) Определите эквиваленты и эквивалентные массы исходных веществ;
2) рассчитайте массу и объем продуктов реакции, если реакция протекала при атмосферном давлении и указанной температуре, при этом в ее процессе было израсходовано указанное количество одного из исходных реагентов.
Задача 2.1
Запишите уравнение реакций Вашего варианта (табл.3).
Пользуясь таблицей стандартных энтальпий образования и энтропий веществ (табл. 5 в задачнике Н.Л. Глинка):
1) рассчитайте тепловой эффект реакции при 25оС;
2) рассчитайте изменение энтропии реакции при 25оС;
3) определите изменение стандартной энергии Гиббса при указанной температуре;
4) укажите, в каком направлении (прямом или обратном) будет протекать реакция;
5) рассчитайте температуру, при которой равновероятны оба направления реакции, полагая, что изменения энергии Гиббса и энтропии не зависят от температуры;
6) укажите, при какой температуре, выше или ниже рассчитанной, более вероятно протекание указанной реакции в прямом направлении;
7) запишите выражение стандартной константы равновесия вашей реакции (через относительные парциальные давления регентов);
8) рассчитайте значение стандартной константы равновесия на основании вычисленного вами изменения стандартной энергии Гиббса;
9) на основании принципа Ле Шателье-Брауна и значения вычисленного Вами теплового эффекта реакции определите, как сместиться равновесие системы при увеличении температуры;
10) в какую сторону сместиться равновесие, если увеличить давление в системе?
Задача 3.1
Кинетические измерения показали, что реакция
имеет третий порядок.
В начальный момент концентрации исходных веществ равны и . Спустя некоторый промежуток времени t концентрации исходных веществ уменьшаются на и и становятся равными и , вследствие чего скорость реакции уменьшается.
1) Запишите выражение для скорости данной реакции (закон действующих масс для химической кинетики);
2) на основании известных данных о концентрациях участников реакции (табл. 4) вычислите, во сколько раз уменьшилась начальная скорость реакции спустя время t.
Задача 3.2
По значениям констант скоростей реакции
при двух температурах (табл.4) определите:
1) температурный коэффициент скорости реакции (по правилу Вант-Гоффа);
2) энергию активации Е;
3)константу скорости при температуре Т3;
4) число общих столкновений в 1 л за 1 с (предэкспотенциальный множитель k0 в уравнении Аррениуса) при Т3;
5) долю активных столкновений при Т3;
6) сделать вывод из сопоставления общих и активных столкновений.
Задача 4.1
1. Напишите электронную формулу элемента по Вашему варианту (табл. №6) в порядке заполнения уровней и подуровней.
2. Определите формирующий электрон и укажите его квантовые числа. Как называется элемент по формирующему электрону?
3. Представьте электронную конфигурацию элемента в порядке расположения уровней и подуровней.
4. Укажите электронную формулу валентных подуровней атома и покажите графически распределение электронов на этих подуровнях. Определите суммарное значение спинового квантового числа электронов на каждом из валентных подуровней.
5. На основании электронной конфигурации валентных подуровней определите положение элемента в ПСЭ: период, группа, подгруппа. Обоснуйте Ваши выводы.
6. Определите число электронов атома, принимающих участие в восстановлении и окислении. Металлические или неметаллические свойства более выражены у данного элемента? Почему?
7. Перечислите все валентности, которые может проявлять элемент, объясните механизм их образования.
8. Запишите электронную формулу валентных подуровней химического аналога Вашего элемента, расположенного в том же периоде. Назовите и укажите его номер в ПСЭ. Где в ПСЭ находятся электронные аналоги Вашего элемента? Электронная формула их валентных подуровней?
Задача 4.2
1. Покажите распределение валентных электронов по орбиталям для каждого атома в рассматриваемых молекулах.
2. Определите механизм образования связи и её вид.
3. Определите полярность связи.
4. Укажите, имеет ли место гибридизация, её тип.
5. Определите геометрическую структуру молекул.
6. Определите полярность молекул.
Задача 5.1
1) Выпишите формулу комплексного соединения по Вашему варианту (табл. 7) и назовите его;
2) запишите комплексный ион Вашего соединения;
3) укажите комплексообразователь и определите его заряд;
4) напишите уравнение диссоциации комплексного соединения;
5) запишите выражение для константы нестойкости комплексного иона;
6) напишите электронную формулу комплексообразователя с учетом его заряда и номером элемента в периодической таблице элементов;
7) изобразите схему распределения электронов по d-орбиталям комплексообразователя;
8) с учетом полученного распределения d-электронов комплексообразователя представьте схему распределения распределения неподеленных пар лигандов на орбиталях комплексообразователя (донорно-акцепторный механизм по МВС);
9) определите тип гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя;
10) указать, обладает ли комплекс магнитными свойствами (парамагнетик или диамагнетик) и почему?
Задача 6.1
В соответствии с Вашим вариантом (табл. 8) определите молярную концентрацию (С), молярную концентрацию эквивалента (Сэк), моляльную концентрацию (Сm), массовую долю (ω) и молярную долю (х) растворенного вещества при указанной в таблице температуре, если одна из этих концентраций и плотность раствора известны
Задача 6.2
Водный раствор с массовой долей растворенного вещества ω, находящийся при атмосферном давлении и температуре 20°С, имеет плотность ρ и кажущуюся степень диссоциации вещества α. Давление насыщенного пара чистой воды в указанных условиях 17,54 мм.рт.ст. Криоскопическая постоянная воды К = 1,86 К·кг/моль, а её эбулиоскопическая постоянная Е = 0,512 К·кг/моль. По данным табл. 9 определить давление паров и осмотическое давление раствора. При какой температуре замерзнет и закипит раствор?
Задача 6.3
Напишите ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза по первой ступени соли, указанной в Вашем варианте задания 1. Определите характер среды (рН < 7, рН = 7 или рН > 7).
Задача 7.1
На основании величин стандартных электродных потенциалов по Вашему варианту (табл. 10) составьте работающий в стандартных условиях гальванический элемент:
1) Приведите условную запись соответствующего гальванического элемента;
2) запишите уравнения процессов на электродах в работающем гальваническом элементе, укажите название электродов и их заряд;
3) напишите уравнение токообразующей реакции;
4) вычислите стандартную электродвижущую силу Е0 при 25°С;
5) определите стандартную энергию Гиббса ΔG° и вычислите константу равновесия Ка окислительно-восстановительной реакции, протекающей в гальваническом элементе;
6) запишите уравнение изотермы токообразующей реакции, рассчитайте изменение энергии Гиббса ΔG при указанных активностях ионов, сделайте вывод о возможности и направленности процесса в этих условиях.
Задача 7.2
Для водного раствора электролита по Вашему варианту (табл. 11):
1) напишите уравнение процессов, которые идут на электродах при электролизе, укажите названия электродов и их заряд;
2) определите массу веществ, накапливающихся в растворе при его электролизе, и объем выделяющихся газов, если электролиз проводится при атмосферном давлении и комнатной температуре, при силе тока I А в течение t часов и выходом по току η i;
3) укажите, как будет меняться рН среды у анода и катода в процессе электролиза;
4) запишите изменения электродных реакций при замене анода на другой, указанный в таблице.
Задача 8.1
Для указанной в Вашем варианте пары металлов (табл. 12) определите, возможна ли коррозия в среде с указанным в таблице значением рН при контакте с влажным воздухом, для чего:
1) определите металл в паре, для которого более вероятна электрохимическая коррозия;
2) составьте схему микрогальванического элемента;
3) по уравнению Нернста определите равновесные потенциалы вероятных окислителей с учетом парциального давления кислорода в атмосфере = 21 кПа;
4) рассчитайте ЭДС предполагаемых микроэлементов;
5) сделайте вывод о возможных видах деполяризации при коррозии пары металлов;
6) запишите уравнения реакций анодного и катодного процессов коррозии.