Химия

Химия

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Раздел 1. Важнейшие химические понятия и законы

1.1 Основные этапы развития атомно-молекулярного учения в химии. Дайте определение основным понятиям: атом, молекула, относительная атомная и относительная молекулярная масса, моль, молярная масса.

1.2. Закон сохранения массы веществ М.В. Ломоносова, его значение в химии. Взаимосвязь между массой и энергией по А.Эйнштейну.

1.3. Закон постоянства состава. Дальтониды. Бертоллиды. Приведите примеры.

1.4. Дайте определение эквивалента простого вещества; эквивалента сложного вещества. Рассчитайте молярные массы эквивалентов следующих веществ: алюминий; гидроксид кальция; ортофосфорная кислота, сульфат хрома (III).

1.5. Закон Авогадро. Следствие из закона Авогадро. Какой объем при нормальных условиях занимают: а) кислород массой 4 грамма: аммиак массой 51 грамм ?

1.6. Число Авогадро. Сколько молекул содержится в 3 мл водорода при нормальных условиях? Сколько ионов натрия содержится в 10 граммах гидроксида натрия?

1.7. Число Авогадро. В каком количестве (моль) вещества сульфата калия содержится: а) 3,01х1023 атомов кислорода; б) 3,01х1023 атомов калия; в) 16 граммов серы?

1.8. Дайте определение эквивалента простого вещества; сложного вещества. Рассчитайте молярные массы эквивалентов следующих веществ: гидроксид железа (III); серная кислота; барий; нитрат алюминия.

1.9. Фосфор образует два различных по составу хлорида: PCl3 и PCl5. Эквивалент какого элемента сохраняется в этих соединениях постоянным: фосфора или хлора? Ответ обоснуйте.

1.10. Выберите правильные значения эквивалентных объемов кислорода и водорода при нормальных условиях: а) 11,2 л О2 и 22,4 л Н2 ; б) 11,2 л О2 и 11,2 л Н2 ; в) 5,6 л О2 и 11,2 л Н2. Ответ обоснуйте.

1.11. Одинакова ли молярная масса эквивалента железа в соединениях FeSO4 и Fe2(SO4)3? Ответ обоснуйте расчетами. Рассчитайте молярные массы эквивалента следующих соединений: оксид углерода (IV); угольная кислота; карбонат хрома(III); гидроксид хрома(III).

1.12. Рассчитайте молярные массы эквивалента следующих соединений: ортофосфорная кислота; ортофосфат бария; оксид фосфора(V), гидроксид бария.

1.13. Определить молярные массы эквивалентов металла и серы, если 3,24 г металла образуют 3,48 г оксида и 3,72 г сульфида.

1.14. Вычислить молярную массу эквивалента элемента, оксид которого содержит 22,2% кислорода.

1.15. Вычислить атомную массу двухвалентного металла и определить, какой это металл, если 8,34 г металла окисляются 0,680 л кислорода (н.у.).

1.16. Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,7 г серной кислоты. Определить молярную массу эквивалента металла и объем выделившегося водорода (н.у.).

1.17. Какой объем кислорода (н.у.) потребуется для реакции с 15 г элемента, молярная масса эквивалента которого равна 3 г/моль-экв?

1.18. Вычислить массовую долю металла в его оксиде, если молярная масса эквивалента металла равна 56,2 г/моль-экв.

1.19. При нормальных условиях 1 г воздуха занимает объем 773 мл. Какой объем займет та же масса воздуха при 00С и давлении, равном 93,3 кПа (700 мм рт. ст.)?

1.20. Давление газа в закрытом сосуде при 120С равно 100 кПа (750 мм рт. ст.). Каким станет давление газа, если нагреть сосуд до 300С?

1.21. При 70С давление газа в закрытом сосуде равно 96,0 кПа. Каким станет давление, если охладить сосуд до -330С?

1.22. При давлении 98,7 кПа и температуре 910С некоторое количество газа занимает объем 680 мл. Найти объем газа при нормальных условиях.

1.23. Какие условия называют нормальными? Рассчитайте, сколько литров кислорода, измеренного при нормальных условиях, образуется при разложении 2 моль бертолетовой соли KClO3 с образованием KCl и О2?

Раздел 2. Строение атома. Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева

1.1. Охарактеризуйте состав атома (количество протонов, нейтронов, электронов) и напишите полные электронные формулы атомов следующих элементов: углерод; хлор; мышьяк; молибден; свинец. Укажите номер внешнего электронного слоя для каждого из указанных атомов элементов, число электронов во внешнем слое.

1.2. Взаимосвязь между строением атома и структурой Периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. На что указывают: а) порядковый номер элемента; б) номер периода, в котором находится элемент? Чем определяется число элементов в том или ином периоде? Элементы каких семейств (s-, p-, d-, fэлементы) начинают и какие завершают любой период?

1.3. Какие элементы (исходя из классификации s-, p-, d-, fэлементы) образуют главные и какие – побочные подгруппы? В чем принципиальная разница в заполнении внешнего и предвнешнего электронных слоев между элементами главных и побочных подгрупп? Как это сказывается на свойствах элементов?

1.4. Что такое относительная электроотрицательность атомов элементов? Как изменяется эта характеристика по периодам и по группам у элементов главных подгрупп? Расположите элементы в порядке убывания относительной электроотрицательности: фосфор, хлор, кислород, мышьяк, натрий, магний.

1.5. Охарактеризуйте состав атома (количество протонов, нейтронов, электронов) и напишите полные электронные формулы следующих элементов: кислород, фосфор, титан, сурьма, висмут. Укажите номер внешнего электронного слоя для каждого из указанных элементов, число электронов во внешнем слое.

1.6. Что является основой для разделения элементов на металлы и неметаллы? Охарактеризуйте положение металлов в периодической системе элементов Д.И.Менделеева. Какие металлы являются наиболее активными? Почему?

1.7. Что называется окислителем? Как изменяются окислительные свойства в периодах и группах у атомов элементов главных подгрупп? Атомы каких элементов проявляют наиболее выраженные окислительные свойства?

1.8. Что называется восстановителем? Как изменяются восстановительные свойства в периодах и группах у атомов элементов главных подгрупп? Атомы каких элементов проявляют наиболее выраженные восстановительные свойства свойства?

1.9. Какие важнейшие частицы входят в состав ядра атома? Укажите их характеристики (заряд, масса). Что такое изотопы? Какие изотопы называются радиоактивными? Почему у элементов конца периодической системы (начиная с какого элемента?) все изотопы радиоактивные? Применение изотопов в биологии.

1.10. Охарактеризуйте по положению в периодической системе элементы главной подгруппы VII группы периодической системы на примере хлора (электронное строение, возможные степени окисления, водородные и кислородные соединения, их свойства). В чем заключаются и чем объясняются особенности свойств фтора?

1.11. Охарактеризуйте по положению в периодической системе элементы главной подгруппы VI группы периодической системы на примере серы (электронное строение, возможные степени окисления, водородные и кислородные соединения, их свойства). В чем заключаются и чем объясняются особенности свойств кислорода?

1.12. Охарактеризуйте по положению в периодической системе элементы главной подгруппы V группы периодической системы на примере фосфора (электронное строение, возможные степени окисления, водородные и кислородные соединения, их свойства). В чем заключаются и чем объясняются особенности свойств азота?

1.13. Охарактеризуйте по положению в периодической системе элементы главной подгруппы VI группы периодической системы на примере углерода (электронное строение, возможные степени окисления, водородные и кислородные соединения, их свойства). В чем заключаются и чем объясняются особенности и многообразие свойств соединений углерода?

1.14. Что такое относительная электроотрицательность атомов элементов? Как изменяется эта характеристика у атомов элементов главных и побочных подгрупп? Расположите элементы в порядке убывания относительной электроотрицательности: кальций, бром, фтор, фосфор, калий.

1.15. Охарактеризуйте состав атома (количество протонов, нейтронов, электронов) и напишите полные электронные формулы следующих элементов: азот; ванадий; селен; йод; висмут. Укажите номер внешнего электронного слоя для каждого из указанных элементов, число электронов во внешнем слое.

Раздел 3. Основы термодинамики химических процессов

3.1. Рассчитайте количество вещества кислорода, необходимое для получения 1000 кДж теплоты по реакции в стандартных условиях: 2NO (г) + O2(г) = 2NO2 (г), с учетом, что DН0обр(NO(г)) = 90,3 кДж/моль; DН0обр(NO2 (г)) = 33,5 кДж/моль.

3.2. Водяной газ представляет собой смесь равных объемов водорода и оксида углерода(II). Рассчитайте количество теплоты, выделяющейся при сжигании 112 л водяного газа, взятого при нормальных условиях.

3.3. Зависит ли тепловой эффект реакции от присутствия в системе катализаторов? Ответ обоснуйте.

3.4. Объясните, почему процессы растворения веществ в воде могут самопроизвольно протекать как с эндотермическим, так и с экзотермическим эффектом?

3.5. Вычислить значение DН0298 для протекающих в организме реакций окисления глюкозы:

а) С6Н12О6 (к) = 2С2Н5ОН (ж) + 2СО2 (г)

б) С6Н12О6 (к) = 6О2 (г) + 6СО2 (г) + 6Н2О (ж),

с учетом, что

DН0обр(С6Н12О6 (к)) = 1273 кДж/моль;

DН0обр(С2Н5ОН (ж)) = -277,6 кДж/моль;

DН0обр(СО2 (г)) = -393,5 кДж/моль;

DН0обр(Н2О (ж)) = -285,8 кДж/моль.

Какая из этих реакций поставляет организму больше энергии?

3.6. На качественном уровне (не производя вычислений) обоснуйте знак DS0 следующих процессов:

а) 2СО2 (к) = 2СО2 (г)

б) 2NH3 (г) = N2 (г) + 3H2(г)

в) 2NO (г) + О2 (г) = 2NO2 (г)

3.7. Почему при низких температурах критерием, определяющим направление самопроизвольного протекания реакции, может служить знак DН0, а при высоких температурах таким критерием является знак DS0?

3.8. Обоснуйте, каков знак DG процесса таяния льда при температуре 263 К: а) DG < 0; б) DG = 0; в) DG > 0.

3.9. Сожжены с образованием Н2О(г) равные объемы водорода и ацетилена, взятые при одинаковых условиях. В каком случае выделится больше теплоты? Во сколько раз?

DН0обр(СО2 (г)) = -393,5 кДж/моль;

DН0обр(Н2О (г)) = -241,8 кДж/моль.

DН0обр(С2Н2 (г)) = 226,8 кДж/моль;

3.10. Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены алюминием при 298 К: CuO, FeO, CaO, Cr2O3, SnO2. Ответ подтвердите расчетами.

3.11. Какие из следующих термодинамических функций относятся к функциям состояния системы: теплота, энтальпия, энтропия, работа расширения газа, свободная энергия Гиббса?

3.12. При образовании 1 моля газообразного HF из простых веществ выделилось 270,7 кДж теплоты. Чему равна стандартная энтальпия образования фтороводорода?

3.13. Вычислить изменение стандартной энтальпии следующих реакций:

а) C2H6(г) + 3,5 O2(г) = 2CO2(г) + 3H2O(ж)

б) C2H5OH(ж) + 3O2(г) + 2CO2(г) + 3H2O(ж)

3.14. В смеси, состоящей из 22,4 л фтора и 44,8 л водорода, произошла реакция. Определить изменение стандартной энтальпии реакции.

3.15. Указать знак изменения энтропии в процессах:

а) сгорание водорода;

б) разложение воды на водород и кислород; и знак изменения энтропии в следующих реакциях:

а) NH3(г) + HCl(г) = NH4Cl(тв)

б) COCl2(г) = CO(г) + Cl2(г) в) PCl3(г) + Cl2(г) = PCl5(г) г) N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)

3.16. Для какого состояния систем справедливо соотношение ΔH = Т⋅ΔS? Для каких реакций это соотношение невыполнимо ни при каких условиях?

3.17. Возможно ли при стандартных условиях (298 К) самопроизвольное протекание реакции Н2(г) + Cl2(г)= 2HCl(г), если ΔНр-ции = − 185 кДж/моль и ΔSр-ции= 20 Дж/(моль⋅К).

3.18. Вычислить величину изменения стандартной энергии Гиббса и определить возможность самопроизвольного протекания реакции Fe2O3(тв) + H2(г) = 2Fe(тв) + 3Н2О(г) при температурах 300 К и 800 К.

3.19. Сформулировать условия самопроизвольного протекания реакций, сопровождающихся:

а) увеличением энтропии и энтальпии;

б) уменьшением энтальпии и энтропии;

в) увеличением энтропии и уменьшением энтальпии;

г) уменьшением энтропии и увеличением энтальпии