ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

СБОРНИК упражнений ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ



М.В. Ломоносова

СБОРНИК упражнений ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ

Методические указания к выполнению

самостоятельной работы студентов

Архангельск

Рассмотрены и рекомендованы к изданию

Методической комиссией Института теоретической и прикладной химии

Северного (Арктического) федерального университета имени

М.В. Ломоносова __ декабря 2011 года

Составители:

Л.В. Герасимова, доц., канд. хим. наук;

Н.А. Онохина, доц., канд. техн. наук.

Рецензент

Л.Н. Нестерова, доц. каф. теории и методики предмета АО ИППК РО,

Канд. пед. наук, заслуж. учитель РФ

УДК 546

ББК 54

Сборник упражнений по общей химии: методические указания к выполнению самостоятельной работы студентов / Л.В. Герасимова, Н.А. Онохина. – Архангельск: САФУ, 2012. – 79 с.

Сборник содержит упражнения по всем разделам общей химии.

Предназначен для студентов I курса дневной формы обучения, изучающих дисциплину «Химия».

© Северный (Арктический)

федеральный университет, 2012

ВВЕДЕНИЕ

 

При изучении дисциплины «Химия» в высших учебных заведениях большое значение имеет приобретение навыков в решении задач, что является одним из критериев прочного усвоения дисциплины.

Предлагаемые в сборнике задачи охватывают весь основной материал общей химии: строение атома и химическая связь, термохимические расчеты, обменные и окислительно-восстановительные реакции, растворы, общие свойства растворов, комплексные соединения, свойства основных классов неорганических соединений. Это дает возможность студенту проверить уровень усвоения им соответствующего учебного материала.


 

СТРОЕНИЕ АТОМА

 

1. Какие значения квантовых чисел n, l, m, ms допустимы для электрона, находящегося на орбитали:

1) 4f; 2) 3d; 3) 5s; 4) 4p; 5) 6d; 6) 4s; 7) 4d; 8) 5p; 9) 5d; 10) 6p; 11) 7f ; 12) 6s; 13) 7p; 14) 6f; 15) 7s?

2. Охарактеризуйте квантовыми числами электроны атомов в невозбужденном состоянии: I) 3s -электроны магния; 2) 4d - электроны технеция; 3) d -электроны цинка; 4) d -электроны меди; 5) d -электроны хрома; 6) 3р -электроны хлора; 7) 5р -электроны теллура; 8) 4d -электроны молибдена; 9) р -электроны углерода; 10) р -электроны внешнего уровня селена; 11) р -электроны азота; 12) d -электроны кобальта; 13) 4d -электроны ниобия; 14) d - электроны ванадия; 15) d -электроны марганца.

3. Напишите электронные и электронно-графические формулы атомов элементов с порядковыми номерами, приведенными в задании ниже. К какому электронному семейству относятся эти элементы? Какие электроны являются валентными? Для атома элемента, приведенного в задании последним, напишите электронно-графическую формулу в возбужденном состоянии, укажите возможные степени окисления, напишите электронные формулы атомов с минимальной и максимальной степенями окисления.

1) 11, 9, 48; 2) 37, 24, 51; 3) 13, 19, 72; 4) 21, 55, 33; 5) 3, 32, 76; 6) 12, 80, 15; 7) 4, 34, 40; 8) 20, 41, 81; 9) 38, 82, 42; 10) 56, 43, 14; 11) 87, 57, 50; 12) 88, 7, 77; 13) 5, 49, 78; 14) 22, 83, 39; 15) 16, 73, 52; 16) 6, 23, 89; 17) 10, 74, 84; 18) 25, 8, 79; 19) 17, 27, 47; 20) 26, 45, 85; 21) 28, 75, 31; 22) 29, 46, 53; 23) 35, 30, 44.

 

 

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

1. Выпишите из приложения 1 значения относительных электроотрицательностей для атомов элементов, входящих в приведенные ниже молекулы; составьте графические формулы молекул, укажите полярные связи в молекулах и направление смещения общей электронной пары. Какая из связей характеризуется наибольшей степенью ионности?

1. CHCl2Br; 2. BaOHCl; 3. SbOCl2;

4. AlOHBr2; 5. CaOHCl; 6. H2CCl(OH);

7. CHBrI2; 8. MgOHI; 9. CHBr2Cl;

10. SiHCl2I; 11. BHClBr; 12. NiOHCl;

13. NNaCl2; 14. FeOHCl2; 15. PHCl2;

16. CaOHBr; 17. CrOHI2; 18. BH2Cl;

19. NH2HgCl; 20. Ca(OCl)Cl.

 

2. Определите дипольный момент молекулы, длина диполя которой равна:

1. HBr – 0,18∙10-10 м; 2. AsH3 – 0,03∙10-10 м;

3. C6H5NO2 – 0,82∙10-10 м; 4. HF – 4∙10-11 м;

5. HCl – 0,22∙10-10 м; 6. C2H2 – 1,38∙10-10 м;

7. C2H4 – 1,47∙10-10 м; 8. C2H6 – 1,54∙10-10 м;

9. HCl – 0,22∙10-10 м; 10. NH3 – 0,31∙10-10 м.

 

3. Определите длину диполя молекулы, дипольный момент которой равен:

1. HCN – 9,6∙10-30 кл∙м; 2. H2O – 6,1∙10-30 кл∙м;

3. H2S – 3,1∙10-30 кл∙м; 4. PH3 – 0,18∙10-29 кл∙м;

5. H2Se – 0,08∙10-29 кл∙м; 6. HCl – 3,52∙10-30 кл∙м;

7. NH3 – 4,93∙10-30 кл∙м; 8. SO2 – 5,4∙10-30 кл∙м;

9. AsH3 – 3,51∙10-28 кл∙м; 10. HF – 6,41∙10-30 кл∙м.

4. Разберите образование приведенных ниже молекул по методу валентных связей. Определите тип гибридизации (если гибридизация имеет место). Какие атомные орбитали участвуют в образовании химических связей молекул? Изобразите перекрывание электронных облаков, укажите σ- и π-связи. Какова пространственная структура этих молекул? Укажите направление дипольных молекул каждой связи и определите будут ли эти молекулы полярными или неполярными:

1. NH3 и BCl3;

2. AlCl3 и H2Se;

3. C2H4 и NF3;

4. PH3 и BeF2;

5. CCl4 и AlF3;

6. SiF4 и AsCl3;

7. C2F2 и AlCl3;

8. SiH4 и PCl3;

9. C2H2 и NH3;

10. C2H6 и H2S;

11. H2Se и BH3;

12. BBr3 и PH3;

13. PH3 и SiBr4;

14. BF3 и CBr4;

15. C2Cl4 и SbH3;

16. C2H2 и H2S;

17. NH3 и BeCl2;

18. SbH3 и CO2;

19. C2Cl4 и NF3;

20. H2Se и AlCl3.

5. Составьте энергетическую схему образования следующих частиц с позиций метода молекулярных орбиталей. Расположите электроны на молекулярных орбиталях. Определите порядок (кратность) связи и магнитные свойства каждой частицы. Объясните, как изменяется длина и энергия связи в приведённом ряду частиц. Напишите электронные формулы молекул и ионов. Сделайте вывод о возможности существования молекулы или иона.

1. LiC LiC+ LiC

2. LiN LiN+ LiN

3. LiB LiB+ LiB

4. BeF BeF+ BeF

5. LiO LiO+ LiO

6. OF OF+ OF

7. BO BO+ BO

8. BeO BeO+ BeO

9. F2 F2+ F2

10. CN CN+ CN

11. CO CO+ CO

12. NO NO+ NO

13. BF BF+ BF

14. BeB BeB+ BeB

15. BeC BeC+ BeC

16. BeN BeN+ BeN

17. BC BC+ BC

18. CF CF+ CF

19. NF NF+ NF

 

 

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ.

1. Для каждого варианта нижеперечисленных систем выполните следующие задания:

а) Вычислите тепловой эффект реакции на основании значений стандартных энтальпий образования DН0обр (приложение 2) и укажите, какая это реакция: экзотермическая или эндотермическая.

б) Вычислите изменение энтропии DS0 реакции на основании значений стандартных энтропий S0 (приложение 2) и объясните причину изменения энтропии.

в) Рассчитайте исходя из значений DН0 и DS0 величину DG химической реакции при постоянном давлении и укажите возможность ее самопроизвольного протекания в прямом направлении при стандартных условиях. При невозможности протекания реакции в прямом направлении при стандартных условиях рассчитайте температуру начала реакции.

г) Запишите выражения скоростей прямой и обратной реакции, константы химического равновесия.

д) Рассчитайте, во сколько раз изменятся скорости прямой и обратной реакции, и укажите, как сместится при этом химическое равновесие, если:

– уменьшить концентрацию реагирующих веществ в 5 раз (системы №1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 37, 40, 43, 46);

– увеличить давление в системе в 4 раза (системы №3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45);

– увеличить объем системы в 2 раза (системы №2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 32, 35, 38, 41, 44).

е) Объясните, каким образом можно сместить химическое равновесие в данной системе в целях достижения большего выхода продуктов реакции, меняя давление, температуру, концентрации исходных веществ и продуктов реакции.

 

Варианты систем:

 

1. 2H2S(г)+3O2 (г) Û 2SO2 (г)+2H2O(г)

2. 2SO2 (г)+ O2 (г) Û 2SO3 (г)

3. 2N2O (г)Û 2N2 (г) + O2 (г)

4. 2NO (г)+ O2 (г) Û 2NO2 (г)

5. CS2 (ж)+3O2 (г) Û СO2 (г)+2SO2 (г)

6. Fe3O4 (к)+СO (г) Û 3FeO (к)+CO2 (г)

7. CH4(г)+2O2 (г) Û CO2 (г)+2H2O(г)

8. 4HCl (г)+ O2 (г) Û 2H2O(г)+2Cl2 (г)

9. CuO (к)+H2 (г) Û Cu (к)+H2O (г)

10. CO2(г)+4H2 (г) Û CH4 (г)+2H2O(ж)

11. 2N2O(г)+S (к) Û 2N2 (г)+SO2 (г)

12. CO(г)+H2О (г) Û CO2 (г)+H2(г)

13. H2 (г)+SO3 (г) Û SO2 (г)+H2O(г)

14. 4NH3(г)+3O2 (г) Û 2N2 (г)+6H2O(ж)

15. Fe2O3 (к)+3H2 (г) Û 2Fe (к)+3H2O (г)

16. 2CO2(г) Û 2CO (г)+O2(г)

17. SO2 (г)+ 2H2 (г) Û S (к)+2H2O

18. CuO (к)+C (графит) Û CO (г)+Cu (к)

19. Fe2O3 (к)+3СO (г) Û 2Fe (к)+3CO2 (г)

20. 2H2S(г)+SO2 (г) Û 3S+2H2O(ж)

21. 2P (к)+3Cl2 (г) Û 2PCl3 (г)

22. 2H2 (г)+O2 (г) Û 2H2O (г)

23. 2NO2 (г) Û 2NO (г)+O2(г)

24. 3Fe (к)+4H2О (г) Û Fe3O4 (к)+4H2 (г)

25. C (графит)+2H2(г) Û CH4 (г)

26. C2H4(г)+3O2 (г) Û 2CO2 (г)+2H2O(ж)

27. 3Fe2O3 (к)+СO (г) Û 2Fe3O4 (к)+CO2 (г)

28. 4NH3(г)+5O2 (г) Û 4NO (г)+6H2O(г)

29. 3N2O (г)+2NH3(г)Û 4N2 (г) + 3H2O (г)

30. 2NH4NO3 (к) Û 2N2 (г)+4H2O (г) +O2(г)

31. H2 (г)+Cl2 (г) Û 2HCl (г)

32. 2C2H2(г)+5O2 (г) Û 4CO2 (г)+2H2O(г)

33. C2H4(г)+3O2 (г) Û 2CO2 (г)+2H2O(г)

34. 2PH3(г)+4O2 (г) Û P2O5 (к)+3H2O(г)

35. MgCO3 (к) Û MgO (к)+CO2 (г)

36. H2S(г)+Cl2 (г) Û 2HCl (г)+S(к)

37. СCl4(ж)+ 2H2 (г) Û CH4(г)+2Cl2(г)

38. 2H2S(г)2 (г) Û 2H2О (г)+2S(к)

39. MgO (к) +Cl2(г)(графит) Û MgCl2 (к)+CO (г)

40. Al2O3 (к)+ 3SO3 (г) Û Al2(SO4)3 (к)

41. N2O3(г) Û NО (г)+NO2 (г)

42. 2NOCl (г) Û 2NO(г)+Cl2 (г)

43. 4HBr (г)+O2 (г) Û 2Br2(г)+2H2O (г)

44. 4HJ (г)+ O2 (г) Û 2J2(г)+2H2O (г)

45. 2ZnS (к)+3О2 (г) Û 2ZnO (к)+2SO2 (г)

46. СS2(ж)+ 2H2O (г) Û CO2(г)+2H2S(г)

 

 

2. Во сколько раз увеличится скорость химической реакции, если заданы значения начальной t1, конечной t2 температуры и температурного коэффициента скорости g? (Варианты приведены в таблице.)

 

Вариант Температура, 0С g Вариант Температура, 0С g
t1 t2 t1 t2
2,7 3,7
3,0 2,2
3,3 2,0
2,0 3,4
2,6 2,2
2,0 2,5
3,0 3,4
3,6 2,0
2,8 2,8
3,2 3,6
2,5 2,2
3,0 3,3
2,5 2,0
2,0 3,5
2,2 3,8

 

3. Вычислите константу химического равновесия и начальные концентрации исходных веществ при заданных равновесных концентрациях (моль/л), учитывая, что во всех реакциях исходные вещества и продукты реакции – газы. По величине константы равновесия укажите, какие вещества (исходные или продукты реакции) будут преобладать в равновесной смеси веществ.

 

Варианты реакций:

 

1. H2 + Br2 Û 2HBr 0,3 0,2 0,5 2. 2NO + O2 Û 2NO2 0,3 0,2 0,6
3. 2NO + Br2 Û 2NOBr 0,1 0,3 0,2 4. PCl3 + Cl2 Û PCl5 0,4 0,2 0,6
5. 2H2 + O2 Û 2H2O 0,4 0,4 0,8 6. N2 + O2 Û 2NO 0,02 0,03 0,05
7. 2CO + O2 Û 2CO2 0,03 0,04 0,06 8. C2H2 + 2H2 Û C2H6 0,2 0,3 0,5
9. PBr3 + Br2 Û PBr5 0,1 0,1 0,1 10. 2H2O + O2 Û 2H2O2 0,3 0,1 0,4
11. 2NO + F2 Û 2NOF 0,6 0,3 0,5 12. CO + Cl2 Û COCl2 0,3 0,2 0, 5
13. C2H4 + H2 Û C2H6 0,04 0,06 1,0 14. C2H2 + H2 Û C2H4 2,0 3,0 5,0
15. 2NO + Cl2 Û 2NOCl 0,8 0,8 1,6 16. H2 + Cl2 Û 2HCl 0,3 0,3 0,5
17. 2SO2 + O2 Û 2SO3 0,6 0,9 1,5 18. N2 + 3H2 Û 2NH3 0,4 0,4 0,6

 

 

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

1. Дайте названия комплексных соединений, определите, чему равны заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах и выражения для константы диссоциации и константы нестойкости комплексных ионов следующих комплексных соединений.

 

[Cu(NH3)4]SO4 K2[PtCl6]
K2[Pt(CN)4] [Co(NH3)6]Cl3
Na2[Cd(CN)4] [Cr(H2O)4Cl2]Cl
[Co(H2O)2(NH3)3Cl]Cl2 Na[Ag(NO2)2]
K3[Au(CN)2Br2] [Zn(NH3)4]SO4
[Cr(H2O)6](NO3)3 K2[Ni(CN)4]
NH4[Cr(NH3)2(CNS)4] [CrF3(H2O)3]
Na2[Pt(CN)4Cl2] [Ag(NH3)2]Cl
[Ni(NH3)6](NO3)2 K2[PtCl(OH)5]
[Co(NH3)4SO4]NO3 Na2[PdI4]
K3[Fe(CN)6] [Pt(NH3)4]Cl2
[Co(NH3)5Cl]Cl2 Na2[Zn(OH)4]
K2[PtCl6] [Co(NH3)5Cl]SO4
[Pt(NH3)6]Br2 K3[IrBr6]
K2[PdCl4] [Ir(NH3)5Cl]Cl2
[Fe(H2O)6](ClO4)3 Na4[Fe(CN)6]
Na2[Pt(NO2)2(OH)2] [Ru(NH3)5Cl]Cl2
K3[Fe(H2O)(CN)5] [Cu(NH3)2]Cl
[Cr(NH3)6](NO3)3 Na3[Co(CN)4Cl2]
K2[Pd(CN)4] [Cr(H2O)4Cl2]Cl
[Pt (NH3)2(H2O)2](NO3)2 Cs3[Al(OH)6]
K2[Pt(CN)4Cl2] [Cr(NH3)5(NO2)](NO3)2
[Cr(H2O)5Cl]Cl2 K2[Ni(CN)4]
Cs[AuCl2Br2] K[SbCl6]
K[Pd(NH3)Cl3] [Co(NH3)4(CO3)]Cl
[Co(NH3)4(NO2)2]NO3 K[Ag(CN)2]
[Fe(H2O)6]Cl3 [Co(NH3)4Cl2]HSO4
Na2[Pt(OH)6] [Cr(NH3)3(H2O)Cl2]Cl
[Co(NH3)5H2O]Cl3 K[AgI2]
[Co(NH3)6]Cl K[Co(NH3)2(NO2)4]
[Cr(NH3)3(H2O)3]Cl3 K2[HgI4]
[Pt(NH3)5Cl]Cl3 K4[Fe(CN)6]
[Cu(NH3)3Cl]Cl Na3[Fe(CN)5(NO2)]
K2[PbI4] [Co(NH3)5Br]Cl2
[Pt(NH3)4]Cl2 Cs[AuCl4]
[Co(NH3)5Br]SO4 Na2[Pt(OH)6]
Na3[Al(OH)6] [Co(NH3)4SO4]Br
[Cr(H2O)5Cl]Cl2 K2[Cd(CN)4]
[Ni(NH3)2(H2O)2](NO3)2 K2[Pt(NO2)4]
K2[Pt(NO2)BrCl2] [Ru(NH3)5Cl]Cl2
[Zn(NH3)4](OH)2 K2[Cd(CN)4]
K3[Co(NO2)6] [Zn(H2O)4]SO4
[Ni(NH3)6]Br3 K[Rh(NH3)2Cl4]
[Au(H2O)6](NO3)3 K2[Fe(H2O)(CN)5]
K2[Pt(CNS)2(NO2)2] [Au(H2O)2]ClO4
[Co(NH3)6]Cl3 Na3[AlF6]
K3[Co(NO2)6] [Ir(NH3)4Cl2]Cl
[Ni(NH3)4]Br2 K[Pt(NH3)Cl5]
[Cr(NH3)3(H2O)Cl2]Cl Na2[Ni(CN)4]
K[Co(NH3)2(NO2)4] [Ni(H2O)5Cl]Cl2

 

2. Составьте координационные формулы комплексных соединений по следующим данным, дайте названия:

Комплексообразователь Координа-ционное число    
Платина PtCl4×6H2O
Платина PtCl4×4H2O
Платина PtCl2×3NH3
Платина PtCl2×NH3×KCl
Платина PtCl2×2NH3
Платина PtCl2×2KCl
Платина PtCl4× KCl× NH3
Платина KOH×Pt(OH)4×KCl
Платина 2NaOH×Pt(NO2)2
Платина KCl×PtCl4×H2O
Платина 2KCNS×Pt(NO2)2
Платина PtCl4×2KCl
Кобальт CoCl3×5NH3
Кобальт CoCl3×4NH3
Кобальт 3NaNO2×Co(NO2)3
Кобальт CoCl3×3NH3×2H2O
Кобальт 2KNO2×NH3×Co(NO2)3
Кобальт CoBr3×4NH3×2H2O
Кобальт Co(CN)3×3KCN
Кобальт Co(NO2)3×KNO2×2NH3
Кобальт Co(CN)3×KCN×2H2O
Кобальт Co(NO2)3×2KCl×NH3
Кобальт CoCl3×H2O×4NH3
Кобальт Co(NO2)3×NaNO2×2H2O
Кобальт 3KNO2×Co(NO2)3
Кобальт 2NaCl×NaCN×Co(CN)3
Серебро AgCl×2NH3
Серебро AgCN×KCN
Серебро AgNO2×NaNO2
Хром Cr(NO2)3×2NH3×4H2O
Хром CrCl3×4NH3×H2O
Хром CrCl3×3NH3×2H2O
Хром KCl× CrCl3×2H2O
Хром CrCl3×2KCl×H2O
Хром CrCl3×4H2O
Хром CrCl3×3H2O×3NH3
Хром Cr(NO2)3×5NH3
Хром CrCl3×H2O×3NH3
Хром Cr(CNS)3×NH4CNS×2NH3
Железо 2Ca(CN)2×Fe(CN)2
Железо 3NaCN×Fe(CN)2×NH3
Железо 3KCN×Fe(CN)3
Железо 3KCN×Fe(CN)3×H2O
Железо Fe(CN)3×NaNO2×2NaCN
Никель Ni(NO3)2×2H2O×2NH3
Никель NiCl2×5H2O
Кадмий 2KCN×Cd(CN)2
Палладий KCl×PdCl2×NH3
Палладий 2KCN×Pd(CN)2
Медь CuCl2×3NH3

 


 

Оглавление

Введение………………………………………………………………….…3

1. Основные классы неорганических соединений……………….………4

2. Строение атома…………………………………………………………12

3. Химическая связь………………………………………………………13

4. Окислительно-восстановительные реакции………………………….15

5. Химическая термодинамика. Кинетика химических процессов. Химическое равновесие……….………………………………………………...22

6. Растворы. Способы выражения содержания веществ в растворе……25

7. Физико-химические свойства растворов неэлектролитов и электролитов…………………………………………..………………………….……33

8. Электролитическая диссоциация………………….……………………50

9. Химические свойства металлов. Гальванический элемент. Коррозия металлов. Электролиз…………………………………………..………….…..55

10. Комплексные соединения……………………………………….………70

Приложения……………………………………………………….…………72

 

М.В. Ломоносова

СБОРНИК упражнений ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ





Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.227.247.17 (0.023 с.)