решение задач по неорганической химии

сдана на отлично ...

1.12 Какие из веществ являются химическими соединениями, а какие смесями: а) почва, б) воздух, в) мел, г) серная кислота, д) вода.

2.12 Вычислите объем кислорода, образующегося при нормальных условиях при разложении 2 молей воды?

3.12 При сгорании 10,8г металла расходуется 6,72 л кислорода при нормальных условиях. Определить эквивалентную массу металла.

4.12 К раствору содержащему 6,8 г AlCL3 прилили раствор, содержащий 5 г КОН. Найти массу образовавшегося осадка.

5.12 Указать особенности электронных конфигураций атомов меди и хрома. Сколько 4 s электронов содержат невозбужденные атомы этих элементов?

6.12 При переходе от CsF к CsI температура плавления кристаллов уменьшается. Объясните наблюдаемый ход изменения температуры плавления.

7.12 Константа равновесия реакции A+B↔C+D равна единице. Начальная концентрация [ А]0=0,02 моль/л. Сколько процентов вещества А подвергается превращению, если начальные концентрации [В ]0 равны 0,02; 0,1 и 0,2 моль/л?

8.12 Плотность 15% -ного (по массе) раствора Н2SO4 равна 1.105г/мл.
Вычислить а) нормальность, б) молярность, в) моляльность раствора

9.12 Найти молярную концентрацию ионов ОН- в водных растворах, в которых концентрация ионов водорода (в моль/л) равна: 10-3; 6.5*10-8; 4*10-12 6
10.12 Можно ли следующие реакции отнести к окислитльно-восстанавительным:


Список литературы

Составляем уравнение реакции:
2H2O -> 2H2 + O2
Объем вычисляется по формуле: V=n*Vm

4.12 К раствору содержащему 6,8 г AlCL3 прилили раствор, содержащий 5 г КОН. Найти массу образовавшегося осадка.
Решение:
Запишем реакцию
AlCl3 + 3 KOH = Al(OH)3↓ + 3 KCl
Зная массу хлорида алюминия и его молярную массу (М)=133,5г/моль , мы можем найти количество вещества (n) : 6,8/133,5=0,05 моль
Теперь так же найдём количество вещества гидроксида калия, молярная масса (М) которого=56г/моль : 5/56=0,08 моль
Из этого следует, что хлорид алюминия в недостатке, и по нему мы будем вести расчёт
Количество вещества (n) хлорида алюминия равняется кол-ву в-ва гидроксида алюминия = 0,05 моль
Зная молярную массу Al(OH)3 = 102г/моль, мы можем найти его массу (m) : 0,05 * 102 = 5,1 г
Ответ 5,1 г
5.12 Указать особенности электронных конфигураций атомов меди и хрома. Сколько 4 s электроновсодержат невозбужденные атомы этих элементов?
У атомов некоторых элементов последовательность заполнения электронами орбиталей нарушается.
Рис.1 Энергетические диаграммы валентных подуровней атомов хрома и меди
Первым элементом с таким нарушением является хром. Рассмотрим подробнее его электронное строение (рис. 1). У атома хрома на 4s-подуровне не два, как этого следовало бы ожидать, а только один электрон. Зато на 3d-подуровне пять электронов, а ведь этот подуровень заполняется после 4s-подуровня . Чтобы понять, почему так происходит, посмотрим, что собой представляют электронные облака 3d-подуровня этого атома.
Каждое из пяти 3d-облаков в этом случае образовано одним электроном. Общее электронное облако таких пяти электронов имеет шарообразную форму, или, как говорят, сферически симметрично. По характеру распределения электронной плотности по разным направлениям оно похоже на 1s-ЭО. Энергия подуровня, электроны которого образуют такое облако, оказывается меньше, чем в случае менее симметричного облака. В данном случае энергия орбиталей 3d-подуровня равна энергии 4s-орбитали. При нарушении симметрии, например, при появлении шестого электрона, энергия орбиталей 3d-подуровня вновь становится больше, чем энергия 4s-орбитали.
Сферической симметрией обладает общее облако любого подуровня, заполненного электронами как наполовину, так и полностью. Уменьшение энергии в этих случаях носит общий характер и не зависит от того, наполовину или полностью заполнен электронами какой-либо подуровень. А раз так, то следующее нарушение мы должны искать у атома, в электронную оболочку которого последним "приходит"девятый d-электрон. И действительно, у атома меди на 3d-подуровне 10 электронов, а на 4s-подуровне только один (рис. 1 ).
Уменьшение энергии орбиталей полностью или наполовину заполненного подуровня является причиной целого ряда важных химических явлений.
6.12 При переходе от CsF к CsI температура плавления кристаллов уменьшается. Объясните наблюдаемый ход изменения температуры плавления.
Удовлетворительно теория поляризации объясняет и полиморфизм веществ. Полиморфизмом называется способность вещества определенного состава существовать в виде нескольких кристаллических фаз, отличающихся друг от друга строением кристаллических решеток, а, следовательно, имеющих различные физико-химические свойства. Каждая из этих фаз стабильна в определенной области температур и давлений и называется полиморфной модификацией. С точки зрения теории поляризации влияние температуры на формирование структуры вещества связывается с ростом односторонних деформаций при нагревании кристалла. При низких температурах амплитуда колебания частиц в кристалле сравнительно невелика и, поэтому, возникающий в результате взаимного смещения ионов индуцированный диполь еще не способен привести к существенному сближению взаимодействующих частиц и способствовать нарушению симметрии кристалла. С ростом температуры амплитуда колебания ионов возрастает. В результате этого для компенсации сил отталкивания между одноименно заряженными ионами расстояние между некоторыми из них и центральной частицей уменьшается, тогда как другие ионы внешней сферы удаляются от нее. При этом последние сближаются с противоионами следующей сферы, что еще больше ослабляет их связь с первой центральной частицей. Противоборство сил притяжения и отталкивания, увеличивающееся с ростом температуры, будет дестабилизировать систему. Одним из вариантом, позволяющих сохранить в ней совокупность более прочных коротких связей и уменьшить отталкивание между одноименно заряженными ионами, является формирование новой фазы, в которой ионы имеют более низкое значение КЧ.. В связи с этим теория поляризации проводит формальную аналогию между поляризующим действием катиона с одной стороны и температурой - с другой: из двух веществ с одинаковыми анионами более "нагретым" является то, в состав которого входит катион с бoльшим поляризующим действием.
Из рассматриваемых ионов Ме+ наибольшая деформируемость у Cs+ и потому в данном случае рост радиуса галогенионов в значительной степени компенсируется увеличением деформируемости по ряду F--Cl--Br--I-. Это приводит к тому, что Т плавления всех галогенидов Cs+ достаточно близки (рис.1). Но при этом поляризуемость Cs+ (8е оболочка) оказывается недостаточной для полной компенсации роста радиусов галогенионов и температура плавления в ряду CsF-CsI несколько снижается.
7.12 Константа равновесия реакции A+B↔C+D равна единице. Начальная концентрация [ А]0=0,02 моль/л. Сколько процентов вещества А подвергается превращению, если начальные концентрации [В ]0 равны 0,02; 0,1 и 0,2 моль/л?
Решение.
Состояние, в котором скорость обратной реакции становится равной скорости прямой реакции, называется химическим равновесием.
Состояние химического равновесия количественно характеризуется константой равновесия, представляющей собой отношение констант прямой (K1) и обратной (K2) реакций.
Запишем выражение для константы равновесия.
К = [С]*[D]/[А]*[В].
Поскольку К = 1, значит, [А]*[В] = [С]*[D]
Обозначим количество прореагировавшего вещества как Х.
Из уравнения следует, что В прореагирует столько же, сколько и А, т.е. тоже Х.
И из уравнения же следует, что образуется Х моль [С] и Х моль [D].
Тогда равновесные концентрации составят:
Если начальные концентрации [В ]0 равны 0,02
[A] = (0.02 - x) моль/л.
[B] = (0.02 - x) моль/л.
[C] = x моль/л.
[D] = x моль/л.
Из выражения [А]*[В] = [С]*[D],
(0.02-х)(0.02-х) = х2
0,0004-0,02х-0,02х+ х2=х2
0,0004-0,04х=0
Х=0,01
Решая уравнение, получаем: Х = 0,01.
Значит, вещества А прореагировало 0,01 моль/л, что составляет w = 0,01*100%/2 = 0,5%.
Если начальные концентрации [В ]0 равны 0,1
[A] = (0.02 - x) моль/л.
[B] = (0.1 - x) моль/л.
[C] = x моль/л.
[D] = x моль/л.
Из выражения [А]*[В] = [С]*[D],
(0.02-х)(0.1-х) = х2
0,0002-0,02х-0,1х+ х2= х2