- •Сборник контрольных работ по курсу общей химии
- •1. Основные классы неорганических соединений
- •Назовите следующие вещества и укажите, к какому классу химических соединений они относятся:
- •Напишите формулы следующих соединений:
- •Составьте уравнения реакций получения следующих соединений и рассчитайте массы реагентов, необходимых для получения 1 г вещества:
- •1.4. Напишите уравнения соответствующих реакций, учитывая, что другие вещества можно использовать только в качестве катализаторов:
- •1.5. Изобразите графические (структурные) формулы следующих соединений:
- •2. Основные законы химии
- •2.1. Рассчитайте давление в сосуде:
- •2.2. Вычислите эквивалентную массу:
- •2.3. Определите простейшую формулу вещества, если оно содержит (по массе):
- •2.4. Расставьте стехиометрические коэффициенты в приведенных схемах реакций и рассчитайте, какую массу второго реагента нужно взять на 1 г первого, чтобы реакция прошла до конца:
- •Определите, какие продукты и в каком количестве (по массе) получатся при взаимодействии (обратите внимание на избыток одного из реагентов):
- •3. Строение атома и химическая связь
- •3.2. Определите, относится ли данная электронно-ячеечная формула к основному, возбужденному или невозможному состоянию атома, назовите химический элемент и укажите его порядковый номер:
- •Напишите уравнения ядерных реакций:
- •4.1. Пользуясь справочными данными, вычислите тепловой эффект (изменение энтальпии) реакций:
- •4.2. Не производя вычислений, определите знак изменения энтропии в следующих реакциях:
- •4.3. Вычислите изменение свободной энергии Гиббса и определите возможность протекания реакции при стандартных условиях:
- •5. Химическая кинетика и равновесие
- •5.1. Определите порядок реакции и рассчитайте, как изменится начальная скорость гомогенных химических реакций согласно закону действующих масс:
- •5.2. Рассчитайте, как изменится скорость реакции при изменении температуры:
- •5.3. Определите, в каком направлении сместится равновесие гомогенных химических реакций, для оценки влияния температуры на степень смещения химического равновесия рассчитать δн реакции:
- •5.4. Найдите константы равновесия гомогенных химических реакций и исходные концентрации реагентов, если в закрытом сосуде установились следующие равновесные концентрации:
- •6. Растворы
- •6.1. Определите массовую долю (в процентах) и молярную концентрацию раствора, содержащего:
- •6.2. Определите массовую долю (в процентах) и моляльную концентрацию растворов, полученных:
- •6.3. Определите относительное понижение давления пара над раствором, содержащим:
- •6.4. Найдите температуру кипения раствора, содержащего:
- •6.5. Найдите температуру замерзания раствора, содержащего:
- •7. Теория электролитической диссоциации
- •7.2. Определите pH следующих растворов электролитов (изменением объема при смешении растворов пренебречь):
- •7.4. Рассчитайте степень диссоциации в следующих растворах слабых электролитов, пользуясь справочными данными о Ка (для много-основных кислот учитывайте только первую ступень диссоциации):
- •8. Окислительно-восстановительные реакции
- •8.1. Определите степени окисления элементов в веществах:
- •8.2. Укажите, какие атомы окисляются, а какие восстанавливаются в указанных схемах, и определите, как изменяется их степень окисления:
- •8.3. Расставьте коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакций ионно-электронным способом:
- •8.4. Определите, в каком направлении протекает реакция в системе, используя справочные данные о стандартных восстановительных потенциалах полуреакций:
- •9. Электрохимические процессы и системы
- •Вычислите электродные потенциалы металлов, находящихся в контакте с растворами их солей заданной концентрации, при 25с:
- •Напишите уравнения электродных реакций на катоде и аноде и вычислите эдс гальванических элементов при 25с, для которых указаны концентрации ионов металла в растворах:
- •Каковы катодные и анодные процессы (угольный анод) при электролизе водного раствора, содержащего смесь солей:
- •9.5. Напишите уравнения, отражающие анодный и катодный процессы при электрохимической коррозии в указанных ниже системах:
- •10. Примеры решения типовых задач
- •11. Примеры задач повышенной трудности
- •Литература
- •Издательство «Экоцентр»
9.5. Напишите уравнения, отражающие анодный и катодный процессы при электрохимической коррозии в указанных ниже системах:
Оцинкованное железо в щелочной среде при нарушении целостности покрытия
Сплав хром-никель в кислой среде
Хромированное железо в морской воде при нарушении целостности покрытия
Луженое железо в воде при нарушении целостности покрытия
Луженая медь в растворе соляной кислоты при нарушении целостности покрытия
Луженое железо в растворе соляной кислоты при нарушении целостности покрытия
Сплав марганец-никель в кислой среде
Никелированное железо в морской воде при нарушении целостности покрытия
Кадмированное железо в кислой среде при нарушении целостности покрытия
Латунь (сплав меди с цинком) в кислой среде
Углеродистая сталь в кислой среде
Железо, контактирующее с магнием в щелочной среде
Интерметаллический сплав Mg2Sn в кислой среде;
Алюминиевое изделие с медными заклепками во влажной атмосфере;
Стальной корпус корабля с магниевым протектором в морской воде;
Никелированное железо в растворе соляной кислоты при нарушении целостности покрытия
Оцинкованное железо в растворе соляной кислоты при нарушении целостности покрытия
Стальная нефтяная вышка с магниевым протектором в морской воде
Сталь, легированная хромом, в морской воде
Хромированное железо в кислой среде при нарушении целостности покрытия
10. Примеры решения типовых задач
1.3.3
x г |
|
y г |
|
1 г |
|
2NaOH |
+ |
H3PO4 |
= |
Na2HPO4 |
+ 2H2O |
80 г/моль |
|
98 г/моль |
|
142 г/моль |
|
Для получения 142 г Na2HPO4 нужно взять 80 г NaOH;
для получения 1 г Na2HPO4 нужно взять x г NaOH:
, x = 80:142 = 0,56 (г).
Для получения 142 г Na2HPO4 нужно взять 98 г H3PO4;
для получения 1 г Na2HPO4 нужно взять y г H3PO4:
, y = 98:142 = 0,69(г).
Ответ. Для получения 1 г гидрофосфата натрия нужно взять 0,56 г гидроксида натрия и 0,69 г фосфорной кислоты.
2.3.2
Элемент |
K |
Mn |
O |
wm, % |
39,67 |
27,87 |
32,46 |
Ar |
39,10 |
54,94 |
16,00 |
wm : Ar |
1,015 |
0,507 |
2,023 |
Целые кратные |
2 |
1 |
4 |
Ответ. K2MnO4.
3.3.5
При составлении уравнений ядерных реакций соблюдается равенство суммы зарядов и массовых чисел в левой и правой частях уравнения. При этом заряд электрона учитывается со знаком минус, протона и позитрона — со знаком плюс. Нейтрон и гамма-квант заряда не имеют. Кроме того, массы электронов, позитронов и гамма-квантов не учитываются.
Сумма зарядов частиц в левой части уравнения: 92 + 0 = 92 (нейтрон заряда не имеет), значит, ядро нового элемента имеет заряд 92 – 56 = 36 (криптон). Сумма массовых чисел частиц в левой части уравнения: 235 + 1 = = 236, значит, массовое число ядра криптона 236 – 139 – 3 = 94.
Ответ. .
4.4.9
Найдем при помощи справочных данных изменения энтальпии и энтропии реакции при стандартных условиях:
|
2H2(г.) |
+ |
O2(г.) |
|
2H2O(г.) |
H298, кДж/моль |
0 |
|
0 |
|
–241,8 |
S298, Дж/(мольК) |
130,5 |
|
205,0 |
|
188,7 |
H(реакции) = 2(–241,8) = –483,6 (кДж);
S(реакции) = 2188,7 – 2130,5 – 205 = –88,6 (Дж/К);
T = H/S = 483600 / 88,6 = 5460 (K).
Ответ. 5460 К.
5.2.3
Используем правило Вант-Гоффа: . .
Ответ. Скорость реакции увеличится в 243 раза.
5.4.5
2NO2 2NO + O2
Равновесная концентрация [NO] = 0,024 M, значит, равновесная концентрация кислорода в два раза меньше: [O2] = 0,012 М.
0,192 (моль/л).
Учитывая, что стехиометрические коэффициенты перед NO2 и NO одинаковы, [NO2]0 = 0,006 + 0,024 = 0,030 (моль/л).
Ответ. Ke = 0,192 моль/л, [NO2]0 = 0,030 М.
6.2.5
Масса полученного раствора m = 70 + 50 = 120 (г).
Масса растворенного вещества m2 = 0,4070 + 0,1550 = 35,5 (г).
Массовая доля растворенного вещества wm = = 29,6%.
Масса растворителя m1 = 120 – 35,5 = 84,5 (г).
Моляльная концентрация (моль/кг).
Ответ. wm = 29,6%; cm = 12,4 моль/кг.
6.3.5
1 = 50/18 = 2,778 (моль); 2 = 4,5/176 = 0,026 (моль);
.
Ответ. P/P0 = 0,0093
7.4.9
Так как для сероводородной кислоты Ka1 = 10–7, то используем приближенную запись закона разбавления Оствальда:
или 0,18%.
Ответ. = 0,18%.
7.5.3
3Pb(NO3)2 + 2Na3PO4 = Pb3(PO4)2 +6NaNO3
3Pb2+ + 6NO3– + 6Na+ + 2PO43– = Pb3(PO4)2 + 6Na+ + 6NO3–
3Pb2+ + 2PO43– = Pb3(PO4)2
ПР = [Pb2+]3[PO43–]2
При смешении равных объемов растворов концентрация каждого из них уменьшается в два раза.
K’ = 0,0000530,000052 310–22
K’ > ПР, значит, выпадает осадок.
Ответ. Выпадает осадок Pb3(PO4)2.
8.4.4а
Запишем стандартные восстановительные потенциалы электрохимических систем, участвующих в реакции:
Fe3+ + 2I– Fe2++I2
Ок-ль Fe3+ + = Fe2+ 1 = 0,77 В;
Вост-ль I2+ 2 =2I– 2 = 0,54 В 2I–‑ 2 = I2 вос = ‑0,54 В.
Поскольку ок > вос, то окислителем является ион Fe3+, а восстановителем — ион I–, т.е. реакция протекает слева направо.
Ответ. В стандартных условиях указанная реакция протекает слева направо.
9.2.6
Найдем значения электродные потенциалов:
(В);
(В).
Т.к. Fe > Cd, то на аноде окисляется кадмий, на катоде восстанавливаются ионы железа.
Е = –0,47 – (–0,52) = 0,05 (В).
Ответ. Е = 0,05 В.
9.4.3
K(–): Mg2+ +2 = Mg;
A(+): 2Cl– = Cl2 + 2 .
Масса магния, выделившаяся на катоде:
(г).
Ответ. m = 2,27 г.