l = 2;

l = 3

Для орбітального квантового числа l = 2, магнітне квантове число може мати п’ять значень: -2, -1, 0, 1, 2.

Для орбітального квантового числа l = 3, магнітне квантове число може мати сім значень: -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3.

m = ?

ΔН_С2Н4 = 52,3 кДж/моль

ΔН_Н2О = -285,8 кДж/моль

ΔН_СО2 = -383,5 кДж/моль

Н₂С = СН₂ + 3О₂ 2СО₂ + 2Н₂О_(ж.) + 6226 кДж

Визначимо кількість моль етилену, що бере участь у даній реакції. З термохімічного рівняння, використовуючи стандартні ентальпії утворення речовин (ΔН простих речовин = 0), що входять в реакцію (подані у довідкових матеріалах підручника), запишемо вираз, позначивши кількість моль етилену за Х:

52,3Х = 2Х(-285,8) + 2Х(-393,5) + 6226;

1410,9Х = 6226

Звідки:

Х = 4,41 моль.

З рівняння реакції бачимо, що оксиґену для проходження такого перетворення потрібно в тричі більше ніж етилену, тому νО₂ = 3νС₂Н₄= 3*4,41 =13,24 моль.

Звідки об’єм оксигену:

VO₂ = νО₂* V_m =

= 13,24 моль * 22,4 л/моль =

= 296,5л.

VO₂ = ?

Складемо рівняння, позначивши масу необхідного для розведення розчина за Х:

В 50%-му розчині міститься 500г КОН і 500г Н₂О, тому коли ми додаватимемо 20%-ний р-н, до присутнього в 50%-му р-ні КОН додаватиметься 0.2Х (по масі) КОН, а загальна маса розчину збільшуватиметься на Х. В результаті розведення має вийти 25% р-н.

Вище сказане можна записати у вигляді виразу:

;

0,5кг + 0,2Х = 0,25кг + 0,25Х;

0,25кг = 0,05Х;

Х = 5кг.

Отримати

25% р-н КОН

m_{20%р-наKOH} = ?

Р-н С СН₃СООН = 0,01н

К СН₃СООН = 0,042

Рівняння дисоціації:

СН₃СООН СН₃СОО ^– + Н ⁺

Запишемо вираз для константи дисоціації оцтової кислоти:

;

З умови, що даний розчин 0,01н слідує – концентрація

[CH₃COOH] = 0,01 моль/л

Враховуючи [CH₃COO^-] = [H⁺] підставимо у вираз для константи дисоціації:

;

[СН₃СОО ^– ] [Н ⁺] = 0,00042 ;

Знайдемо концентрацію іонів гідроґену:

[H⁺] = 0,02049;

Звідки pHсередовища:

pH = - ln[0,02049] = 3,88

рН р-на = ?

Аналізуючи ліву і праву частину рівняння можна зробити висновок, що в даній реакції Mnбуде виступати відновником:

Mn⁺² – 2eMn⁺⁴(втрачає два електрони)

Через те, що оксиґен у даному рівнянні не змінює ступеня окислення – окисником може виступити тільки хлор. Можливий хід реакції:

Mn(OH)₂ + Cl₂ + KOHMnO₂ + KCl + H₂O

Тоді:

Cl₂ + 2e 2Cl ^–

Прирівняємо кількість речовин у обох частинах рівняння реакції:

Mn(OH)₂ + Cl₂ + 2KOHMnO₂ + 2KCl + 2H₂O

Гальванічний

елемент

Cu – катод:

Для того, щоб в гальванічному елементі купрум міг виступати в якості катода, для анода потрібно обрати менш електронегативний елемент – наприклад цинк (Zn).

Схема такого гальванічного елемента:

Zn | ZnSO₄ || CuSO₄ | Cu

Реакція, що відбувається:

Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu

Zn = Zn⁺² + 2e – анод окислюється (φ_Zn = - 0,76 В)

Cu⁺² + 2e = Cu – катод відновлюється (φ_Cu = 0,34 В)

Стандартна ЕРС даної реакції:

Е = φ_Cu– φ_Zn= 0,34 – ( – 0,76) = 1,1В

Cu – анод:

Для того, щоб в гальванічному елементі купрум міг виступати в якості анода, для катода потрібно обрати більш електронегативний елемент – наприклад золото (Au).

Схема такого гальванічного елемента:

Cu | CuCl₂ || AuCl₃ | Au

Реакція, що відбувається:

3Cu + 2AuCl₃ = 3CuCl₂ + 2Au

Cu = Cu⁺² + 2e – анод окислюється (φ_Cu = 0,34 В)

Au⁺³ + 3e = Au – катод відновлюється (φ_Au = 1,50 В)

Стандартна ЕРС даної реакції:

Е = φ_Au– φ_Cu= 1,50 – 0,34 = 1,16В

Cu – катод

Cu – анод

Запишемо стандартні електродні потенціали електрохімічних систем, що беруть участь у реакції:

HOCl + H⁺ + 2e = Cl^– + H₂O (φ₁ = 1,49)

H₂­O₂ = O₂ + 2H⁺ + 2e (φ₂ = 0,68)

Через те, що φ₁> φ₂, окисником в даній реакції є HOCl, значить реакція відбуватиметься з ліва на право.

Скласти схему електролізу водного розчину хлориду цинку.

а) анод цинковий б) анод вугільний

Вугільний анод:

Вугільний анод є нейтральним – він не братиме участі в електрохімічних реакціях.

Реакції, що можуть відбуватися на аноді:

2Сl^– = Cl₂ + 2e (φ₁ = 1,36) – окислення хлорид-іону

або 2H₂O = O₂ + 4H⁺ + 4e (φ₂ = 1,23)

Хоча φ₁ > φ₂ , але відбуватиметься саме перший процес. Це пов’язано зі значним перенавантаженням другого процесу: матеріал анода гальмує його протікання.

На катоді в цей час можуть відбуватися такі реакції:

Zn⁺² + 2e = Zn(φ₃ = – 0,76) *

або 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^–

Та через те, що стандартний електродний потенціал системи (*) негативніший за потенціал водневого електрода в нейтральному водному середовищі ( – 0,41В), відбуватиметься електрохімічне відновлення води, що супроводжується виділенням гідроґену.

Цинковий анод:

Завдяки тому, що (φ₃ = – 0,76) значно менший за потенціали (φ₁ = 1,36) і (φ₂ = 1,23), буде відбуватися анодне розчинення цинку.

З умови задачі: з PtCl₄*6NH₃ нітрат срібла осаджує весь хлор, значить він входить у зовнішню сферу комплексної сполуки, а 6NH₃ у внутрішню, тому координаційна формула речовини: [Pt(NH₃)₆]Cl₄ і відповідно координаційне число платини дорівнює 6 – за кількістю лігандів.

Аналогічно міркуючи: з PtCl₄*3NH₃ нітрат срібла осаджує тільки ¼ хлору, значить, тільки один атом хлору входить у зовнішню сферу комплексної сполуки, три інші, разом з 3NH₃– у внутрішню, тому координаційна формула речовини: [Pt(NH₃)₃Cl₃]Clі відповідно координаційне число платини в цій сполуці теж дорівнює 6.

Скласти валентну схему молекули.

а) який зв’язок найбільш полярний?

б) в якому напрямку зміщена електронна хмара цього зв’язку?

Молекула хлороформу має вигляд представлений на рис. 1. Чотири неспарених електрони збудженого атома вуглецю беруть участь в утворенні чотирьох ковалентних зв’язків з трьома атомами хлору (1s²2s²2p⁶3s²3p⁵) і одним атомом водню (1s¹), що мають по одному неспареному електрону на зовнішніх орбіталях.

Найбільш полярним зв’язком є зв’язок між атомами вуглецю і хлору.

В цьому легко переконатися обчисливши різниці відносних електронегативностей атомів для зв’язків: C – ClіC – H.(Cl = 3,0; C = 2,5; H = 2,1)

Δ_{χ c – cl} =3,0 – 2,5 = 0,5; Δ_{χ c – н} = 2,5 – 2,1 = 0,4 => Δ_{χ c – cl} > Δ_{χ c – н}.

Електронна хмара цього зв’язку зміщена в сторону Cl, як більш електронегативного атома.

Щоб дати відповідь на це питання потрібно обчислити стандартну енергію Ґібса реакцій:

1) CaO + H₂ Ca + H₂O^*

2) ZnO + H₂ Zn + H₂O

3) SnO₂ + 2H₂ Sn + 2H₂O

4) NiO + H₂ Ni + H₂O

5) Al₂O₃ + 3H₂ 2Al + 3H₂O^*

По-перше реакції позначені (*) не можуть відбутися (за даних умов), бо в них беруть участь оксиди активних металів, які під час відновлення воднем одразу перетворяться в гідрооксиди.

Стандартні енергії Ґібса для сполук, що беруть участь в реакціях:

ΔG^o₂₉₈ : CaO(–604,2), ZnO(–320,7), SnO₂(–519,3), NiO (–211,6), Al₂O₃ (–1582,0), H₂O (–237,3)

1) ΔG^o₂₉₈ = –237,3 – ( – 604,2) = 366,9 кДж > 0 => не може

2) ΔG^o₂₉₈ = –237,3 – (–320,7) = 83,4 кДж > 0 => не може

3) ΔG^o₂₉₈ = 2∙( –237,3) – (–519,3) = 44,7 кДж > 0 => не може

4) ΔG^o₂₉₈ = –237,3 – ( – 211,6) = – 25,7 кДж > 0 => може

5) ΔG^o₂₉₈ = 3∙(–237,3) – ( – 1582,0) = 1344,7 кДж > 0 => не може

Для того, щоб дати відповідь на це питання обчислимо значення φ якщо рН розчину дорівнює 7. φ = – 0,059 рН = –0,41 В. Відповідно значення водневого електрода зменшиться на 0,41 В.

Відповідь в).

а) Як зміниться вміст СО в рівноважній суміші з підвищенням температури але за незмінного тиску? Зі зростанням загального тиску але за незмінної температури?

б) Чи зміниться константа рівноваги за умови підвищення загального тиску і незмінній температурі? За умови збільшення температури? За умови введення в систему каталізатора?

а) Через те, що ΔН^о = 172,5 кДж > 0 – реакція екзотермічна, тому за умови підвищення температури, та за незмінного тиску, рівновага зміститься вліво, тобто в сторону оберненої, відповідно концентрація СО в суміші зменшиться.

За незмінної температури збільшення тиску призведе до зменшення об’єму системи, що в свою чергу викличе збільшення концентрації речовин, що беруть участь в реакції.

Якщо до збільшення тиску швидкість прямої реакції була: v₁ = k₁[CO₂], а оберненої: v₂ = k₂[CO]² . Вважатимемо, що концентрації речовин збільшились в nразів, тоді швидкості реакцій:

v₁^’ = k₁n[CO₂] = nv₁ – пряма;

v₂^’ = k₂(n[CO])² = n²v₂ – обернена; =>

Швидкість оберненої реакції після підвищення тиску збільшиться в n²разів, а пряма лише в n, значить концентрація СОв суміші зменшиться.

б) На константу рівноваги зміна тиску за незмінної температури не вплине тому, що вона залежить лише від природи речовин, що беруть участь в реакції і від температури.

Так. – К.Р. залежить від температури.

Ні. Тому що каталізатор однаково змінює енергію активації як прямої, так і оберненої реакції. Через це він не впливає на відношення констант і швидкостей реакцій, тому каталізатор не впливає на розмір константи рівноваги і, відповідно, не може ні збільшити, ні зменшити вихід реакції. Він лише може пришвидшити або сповільнити настання рівноваги.

Еквівалентна маса кисню – 8 г/моль. Використовуючи закон еквівалентів, складемо дві пропорції для кожної реакції: метал – кисень; метал – ґалоґен:

1) 0,2г кисню еквівалентні Хг метала

8г/моль кисню – Zг/моль метала

2) Хг метала – 3,17г ґалоґена

Zг/моль метала – Yг/моль ґалоґена

Права частина пропорції №1 дорівнює лівій частині пропорції №2, відповідно ліва частина 1-ї дорівнює правій частині 2-ї, тому можна записати:

0,2г кисню еквівалентні 3,17г ґалоґена

8г/моль кисню – Yг/моль ґалоґена

Звідки еквівалентна маса галогена:

Е_{галогена} = (3,17г ∙ 8г/моль) / 0,2г = 126,8 г/моль.

Обчислимо який об’єм СО₂ міститься у 1л повітря:

VCO₂= V_пов.∙ 0,03 / 100% = 1л ∙ 0,03 / 100% = 3 ∙ 10^–4л.

Кількість речовини, що відповідає такому об’єму СО₂ :

υ = V/V_m = 3 ∙ 10^–4л / 22,4л/моль = 1,34∙10^–5моль.

Звідки:

n =υ∙ N_A = 1,34 ∙ 10^–5 ∙ 6,02 ∙ 10^–23 = 8,0625 ∙ 10¹⁸шт.

Позначимо кількість атомів карбону та гідроґену в простій формулі речовини відповідно через XіY. Атомні маси цих елементів: 12 і 1. Тому відношення мас карбону і гідроґену в складі речовини складає 12X:Y. За умовою задачі це відношення: 93,75 : 6,25. Значить: 12X:Y = 93,75 : 6,25, звідки: .

Найпростіша формула сполуки: С_1,25Н₁. Цій формулі відповідає молекулярна маса

М = 12 ∙ 1,25 + 1∙ 1 = 16. Справжню молекулярну масу речовини знайдемо, виходячи з її густини за повітрям: М_пов. = 29г/моль

D = M₁/M₂; => М_{речовини} =M_пов./D = 29г/моль ∙ 4,41 = 127,89 ≈ 128 г/моль.

Відношення коефіцієнтів у формулі речовини знайдемо з відношення молекулярних мас речовини і її найпростішої формули:

М_реч./М_{найпрост. ф-ли} = 128 / 16 = 8

X = 1,25 ∙ 8 = 10, Y = 1 ∙ 8 = 8. =>

Формула речовини: С₁₀Н₈.

а) Знайдемо можливі значенняnі l, що відповідають сумі:

Але n > 0, l = n –1 іl < n, томумножина

можливих значень зменшується:

Атомні орбіталі, яким відповідають значення l, що рівні 0, 1, 2, 3, називаються відповідно s-, p-, d- і f-орбіталями. Значенню nвідповідає номер енергетичного рівня.

Виходячи з другого правила Клечковського (за однакових значень суми nі l атомні орбіталі заповнюються у порядку послідовного зростання головного квантового числа n), отримаємо, що електронні орбіталі заповнюються у такому порядку:

3d 4p 5s.

Аналогічно міркуючи запишемо послідовність заповнення електронних орбіталей для суми nіl, що дорівнює 6, 7:

б)

Звідки: 4d 5p 6s.

в)

Звідки: 4f 5d 6p 7s.

Ba BaO BaCl₂ Ba(NO₃)₂ BaSO₄

Mg MgSO₄ Mg(OH)₂ MgO MgCl₂.

2BaO + O₂ 2BaO;

BaO + 2HCl BaCl₂ + H₂O;

BaCl₂ + 2HNO₃ Ba(NO₃)₂ + 2HCl;

Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ BaSO₄ + 2HNO₃.

Mg + H₂SO₄ MgSO₄ + H₂;

MgSO₄ + 2NaOH Na₂SO₄ + Mg(OH)₂;

Mg(OH)₂ MgO + H₂O;

MgO + 2HCl MgCl₂ + H₂O.

Електронна оболонка цього атома містить 15 електронів, значить до складу його ядра входить 15 протонів – це випливає з загальної електронейтральності атома. Кількість протонів відповідає заряду ядра атома і його порядковому номеру в таблиці хімічних елементів: Z = 15, №15.Номеру 15 відповідає хімічний елемент Фосфор, його масове число рівне: 30,97376. Отже символ даного елемента:

Відносні електронегативності елементів:

Cl = 3,0; Ge = 2,0; Fe = ?; Ca = 1,04; K = 0,91.

(В справочних відомостях не було знайдено відносної електронегативності для Fe, але виходячи з таблиці відносних електронегативностей для інших елементів і періодичної таблиці хімічних елементів, можна зробити висновок, що значення електронегативності феруму знаходиться між значеннями 2,0 і 1,04 (Ґерманію і Кальцію), тому суттєво не вплине на відповідь.)

Обчислимо різниці електронегативностей зв’язків:

K –Cl = 3,0 – 0,91 = 2,09;

Ca – Cl = 3,0 – 1,04 = 1,96;

Fe – Cl = 3,0 – ? = (1,96 < ? > 1,0);

Ge ­– Cl = 3,0 – 2,0 = 1,0.

Робимо висновок, що найбільшою йонністю характеризується зв’язок K – Cl, а найменшою – Ge ­– Cl, значення для зв’язку Fe – Clзнаходиться між ними.

Заряд електрона: q = 1,60 ∙ 10^–19Кл.

Один Дебаль: 1D = 3,33 ∙ 10^–30Кл/м.

μ = q ∙ l = 1,60 ∙ 10^–19 ∙ 4 ∙ 10 ^–11 = 6,4 ∙ 10^–30Кл/м = 6,4 ∙ 10^–30/(3,33 ∙ 10^–30)D = =1,92 D.

Те, що H₂ іC₂H₂було взято за однакових умов і їх об’єми рівні, відповідає тому, що кількість речовини у першому і другому випадках однакова. Запишемо рівняння реакцій горіння відносно 1моль речовин, і розрахуємо тепловий ефект:

H₂ + ½O₂ = H₂O_(г.) ΔH₁ = – 241,8кДж;

C₂H₂ + 2,5O₂ = 2CO₂ + H₂OΔH₂ = –241,8 – 2 ∙ (–393,5) – (226,8) = – 1255,6кДж

Бачимо, що під час горіння ацетилену виділяється більше теплоти. Обчислимо у скільки разів її кількість перевищує кількість теплоти, що виділяється під час горіння гідроґену:

ΔH₁/ΔH₂ = 1255,6/241,8 = 5,19 рази.

(В умові задачі нам не було задано концентрацію речовини D, аналізуючи відповідь у підручнику і концентрації даних речовин, робимо висновок, що в умові задачі допущена помилка, речовина Dне бере участь у реакції, а тому рівняння реакції запишеться:

3A + B 2C).

Щоб знайти вихідні концентрації речовин А і В врахуємо, що згідно з рівнянням реакції з 3-х молей А і 1-го моля В утворюється 2моль С. Оскільки за умовою задачі в кожному літрі системи утворилося 0,008моля речовини С, то в ході реакції було витрачено С/2 = 0,004моля речовини В і (С/2) ∙ 3 = 0,012моля речовини А.

Таким чином вихідні концентрації А і В:

[A_o] = 0,012 + 0,03 = 0,042моль/л;

[B_o] = 0,01 + 0,004 = 0,014моль/л.

Обчислимо масу 20% розчину сульфатної кислоти:

m_р-ну = V ∙ ρ = 100мл ∙ 1,14г/мл = 114г.

Тепер знайдемо масу сірчаної кислоти у цьому розчині:

m(H₂SO₄) = m_р-ну ∙ 20 / 100% = 114 ∙ 20 / 100% = 22,8г;

маса води у цьому розчині: m(H₂O)_20%р-н= 114 – 22,8 = 91,2.

Використовуючи знайдену масу, обчислимо масу 5%р-ну:

m_5%р-ну = 22,8 ∙ 100 / 5 = 456г.

Маса води, що міститься у даному розчині:

m(H₂O)_5%р-н =456 – 22,8 = 433,2г.

Для того, щоб знайти об’єм потрібної для приготування розчину води, віднімемо від отриманного значення m(H₂O)_20%р-н :

m(H₂O)_необх.= m(H₂O)_5%р-н– m(H₂O)_20%р-н = 433,2 – 91,2 = 342г або ж 342мл.

Обчислимо кількість моль сахарози у розчині виходячи з її молярної концентрації 0,5М: за означенням молярної концентрації (відношення кількості розчиненої речовини до об’єму розчину; наприклад 1М розчин або С_м = 1моль/л)

0,5 моль 1000мл

ν 100мл =>

ν = 0,05моль.

Після того, як ми додамо до розчину 300мл води, його об’єм стане рівним 400мл, а кількість сахарози в розчині залишиться сталою, тобто 0,05моль, тому молярна концентрація розчину стане:

0,05моль 400мл

С_м 1000мл =>

С_м = 0,125М

Звідки осмотичний тиск:

P = C_MRT = 0,125 ∙ 8,31 ∙ 298 = 309,55кПа.

M_NaOH = 40г/моль.

Обчислимо кількість речовини NaOH, що міститься у розчині:

ν_NaOH=m / M = 1г / 40г/моль = 0,0025моль.

Рівняння дисоціації даного лугу:

NaOH = Na⁺ + OH^– =>

Кількість іонів OH^–дорівнює кількості молекул NaOH, значить [OH^–] = 0,0025моль/л

звідки pOH = – lg[OH^–] = – lg0,0025 = 2,6,

відповідно pH = 14 – pOH = 14 – 2,6 = 11,4.

а)Pb(NO₃)₂ + KI; б)NiCl₂ + H₂S ; в) K₂CO₃ + HCl; г) CuSO₄ + NaOH;

ґ) CaCO₃ + HCl; д) Na₂SO₃ + H₂SO₄; е) AgBr₃.

Через те, що солі утворені сульфуром мало розчинні, то сульфіт нікелю випаде в осад:

NiCl₂ + H₂SNiS + 2HCl

Ni²⁺ + S^2–NiS

Через те, що всі перераховані солі утворені або слабкими основами і сильними кислотами, або сильними основами і слабкими кислотами, то всі вони будуть гідролізуватися.

ZnBr₂

Iступінь: ZnBr₂ + H₂OZnOHBr + HBr

Zn²⁺ + H₂O ZnOH⁺ + H⁺

ІІ ступінь: ZnOHBr + H₂OZn(OH)₂ + HBr

ZnOH⁺+ H₂O Zn(OH)₂ + H⁺

Реакція розчину: кисла

K₂S

Iступінь: K₂S + H₂O KHS + KOH

S^2–+ H₂O HS^– + OH^–

ІІ ступінь: KHS + H₂O H₂S + OH^–

HS^–+ H₂O H₂S + OH^–

Реакція розчину: лужна

Fe₂(SO₄)₃

I ступінь: Fe₂(SO₄)₃ + 2H₂O 2(FeOH)SO₄ + H₂SO₄

Fe³⁺+ H₂O FeOH²⁺ + H⁺

ІІ ступінь: 2(FeOH)SO₄+ 2H₂O (Fe(OH)₂)₂SO₄ + H₂SO₄

FeOH²⁺+ H₂O Fe(OH)⁺₂ + H⁺

IІІ ступінь:(Fe(OH)₂)₂SO₄ + H₂O Fe(OH)₃ + H₂SO₄

Fe(OH)²⁺+ H₂O Fe(OH)₃ + H⁺

Реакція розчину: кисла

MgSO₄

I ступінь: 2MgSO₄+ 2H₂O (MgOH)₂SO₄ + H₂SO₄

Mg²⁺+ H₂O MgOH⁺ + H⁺

ІІ ступінь: (MgOH)₂SO₄ + H₂O Mg(OH)₂ + H₂SO₄

MgOH⁺+ H₂O Mg(OH)₂ + H⁺

Cr(NO₃)₃

I ступінь: Cr(NO₃)₃+ H₂O CrOH(NO₃)₂ + HNO₃

Cr³⁺+ H₂O CrOH⁺ + H⁺

ІІ ступінь: CrOH(NO₃)₂+ H₂O Cr(OH)₂NO₃ + HNO₃

CrOH⁺+ H₂O CrOH²⁺ + H⁺

IІІ ступінь: Cr(OH)₂NO₃+ H₂O Cr(OH)₃ + HNO₃

Cr(OH)²⁺+ H₂O Cr(OH)₃ + H⁺

Реакція розчину: кисла

K₂CO₃

I ступінь: K₂CO₃+ H₂O KHCO₃ + KOH

CO₃^2–+ H₂O HCO₃^– + OH^–

ІІ ступінь: KHCO₃+ H₂O KOH + H₂CO₃H₂O + CO₂

HCO₃^–+ H₂O H₂CO₃ + OH^–

Реакція розчину: лужна

Na₃PO₄

I ступінь: Na₃PO₄+ H₂O Na₂HPO₄ + NaOH

PO^3–₄+ H₂O HPO^2– + OH^–

ІІ ступінь: Na₂HPO₄+ H₂O NaH₂PO₄ + NaOH

HPO^2–₄+ H₂O H₂PO^–₄ + OH^–

IІІ ступінь: NaH₂PO₄+ H₂O H₃PO₄ + NaOH

H₂PO^–₄+ H₂O H₃PO₄ + OH^–

Реакція розчину: лужна

CuCl₂

I ступінь: CuCl₂+ H₂O Cu(OH)Cl + HCl

Cu²⁺+ H₂O Cu(OH)⁺ + H⁺

ІІ ступінь: Cu(OH)Cl + H₂O Cu(OH)₂ + HCl

Cu(OH)⁺+ H₂O Cu(OH)₂ + H⁺

Реакція розчину: кисла

MnO₂ + O₂ + KOH = K₂MnO₄ +H₂O₂

Через те, що в розчині присутній KOH, то MnO₂ не може бути окисником (тому що не проявляє окислювальних властивостей у лужних розчинах), він не буде відновлюватись, а навпаки – окислюватись, до Mn⁶⁺(тобто змінить ступінь окислення з 4+ на 6+), з утворенням манґаната. Окисником у даній реакції буде молекулярний кисень: він змінить ступінь окислення з 0 до 2–, а також (через те, що утворюється H₂O₂) з 0 до 1–. Підрахувавши кількість атомів кисню і калію в обох частинах реакції, побачимо, що потрібно поставити коефіцієнт 2 біля KOH. Остаточно рівняння буде мати вигляд:

MnO₂ + O₂ + 2KOH = K₂MnO₄ +H₂O₂

Запишемо рівняння реакцій, що відбуваються на електродах:

Ag⁺ + 2e Ag φ = 0,80В

2H⁺ + 2e H₂ φ = 0B

Сумарне рівняння реакції:

2Ag⁺ + H₂ 2Ag + 2H⁺

Щоб визначити ЕРС елемента необхідно обчислити електродні потенціали на електродах за даної концентрації розчину. Обчислимо значення φ, використавши рівняння Нернста:

φ_Ag= 0,80 + 0,059lg1 = 0,80 + 0 = 0,80B

Аналогічно для гідрогену:

φ_H = 0.

ЕРС гальванічного елементу:

E = φ_Ag – φ_H = 0,80 – 0 = 0,80B.

Запишемо стандартні електродні потенціали електрохімічних систем, що беруть участь в реакції:

2IO^–₃ + 12H⁺ + 10e = I₂ + 5O₂ + 6H₂Oφ₁ = 1,19B

O₂ + 2H⁺ + 2e = H₂O₂ φ₂ = 0,68B.

Оскільки φ₁ > φ₂, то окисником буде HIO₃, а відновником – H₂O₂; дана реакція буде протікати з ліва на право.

Те, що перша сіль дає осад з BaCl₂, але не дає осаду з AgNO₃, означає, що йон SO^2–₄знаходиться у зовнішній сфері комплексної сполук, а Br^– у внутрішній, значить формула цієї речовини:

[Co(NH₃)₅Br]SO₄

Рівняння дисоціації:

[Co(NH₃)₅Br]SO₄[Co(NH₃)₅Br]²⁺ + SO^2–₄.

Друга сіль реагує навпаки, значить Br^– у зовнішній сфері, а SO^2–₄– у внутрішній, формула:

[Co(NH₃)₅SO₄]Br

Рівняння дисоціації:

[Co(NH₃)₅SO₄]Br[Co(NH₃)₅SO₄]⁺ + Br^–.

MMe = 5,00г.

MMe_xO_y = 9,44г.

З умови задачі випливає, що в оксиді металу на 5г метала припадає 9,44 – 5 = 4,44г оксиґену. Відповідно до означення еквівалента, еквівалент оксиґену – ½. Виходячи з молекулярної маси оксиґену його еквівалентна маса Е_О = 16 ∙ ½ = 8г/моль. Із закону еквівалентів, маси речовин, що взаємодіють, пропорційні їх еквівалентним масам. Значить:

5,00г металу еквівалентні 4,44г оксиґену

Е_Ме г/моль 8г/моль

Звідки: Е_Ме = 5,00 ∙ 8г/моль / 4,44г = 9,009г/моль.

Е_Ме = ?

V_Г = 0,001м³

m_Г = 0,00152кг

VN₂ = 0,001м³

mN₂ = 0,00125кг

а) Виходячи з закону Авогадро m₁ / m₂ = M₁ / M₂, підставивши дані з умови задачі отримаємо:

(MN₂ = 28г/моль)

М_Г= ?

m_р-ни = 1,88г

mCO₂ = 0,88г

mH₂O = 0,3г

mAgBr = 3,76г

D = 94

З умови задачі видно, що спалена сполука містила в собі карбон, гідроґен і бром, але до її складу міг входити і оксиґен. Масу вуглецю, що містився в речовині знайдемо виходячи з мали отриманого під час спалювання СО₂ . Молярна маса СО₂ – 44г/моль (1моль СО₂ = 44г), а в 1 молі СО₂ міститься 12г карбону. Знайдемо масу карбону, що міститься у 0,88г СО₂:

В 44г міститься 12г

0,88 m_С

m_С = 12 ∙ 0,88 / 44 = 0,24г.

Обчислимо подібним чином масу гідроґену і брому, що містилися у сполуці:

MH₂O = 18г/моль MAgBr = 188г/моль

mH_2­­ =2 ∙ 0.3 / 18 =0,04

mBr = 80 ∙ 3,76 /188 = 1,6г

Таким чином у речовині, що згоріла на 0,24г карбону припадає 0,04г гідроґену і 1,6г брому. Через те, що сума цих трьох мас дорівнює масі вихідної речовини (1,88), то оксиґен в ній не містився.

Обчислимо відношення кількості атомів карбону (Х), гідроґену (Y) і брому (Z) в молекулі речовини, що згоріла:

X:Y:Z = 0,24/12 : 0,04/1 : 1,6/80 = 0,02 : 0,04 : 0,02 = 2 : 4 : 2

Значить, найпростіша формула речовини C₂H₄Br₂, молекулярна маса MC₂H₄Br₂ =188г/моль.

Густина речовини за гідроґеном D = 94, відповідно молярна маса:

М_р-ни = МН₂ ∙ D =2 ∙ 94 = 188г/моль вона співпадає з молекулярною масою найпростішої формули речовини, тому формула речовини: C₂H₄Br₂

Молекулярна формула ?

m_HCl = 7,3г

mNH₃ = 4,0г

Рівняння реакції:

HCl +NH₃NH₄Cl

Знайдемо кількість речовини HClі NH₃, що відповідають їх масам (7,3 і 7,0): ν_HCl = m / M_HCl =7,3г / 36,5г/моль = 0,2моль

νNH₃= m / MNH₃ = 4,0г / 17г/моль = 0,235моль

Через те, що HClі NH₃ реагують у співвідношенні 1:1, то скільки моль HClвізьме участь в реакції, стільки ж реагуватиме і NH₃. Виходячи з того, що кількість HCl менша ніж NH₃, робимо висновок, що NH₃ буде у надлишку, він прореагує лише в кількості 0,2моль. 0,035моль залишиться після реакції.

З рівняння реакції видно, що кількість NH₄Cl буде такою ж як і HClі NH₃, тобто 0,2моль. Його маса:

mNH₄Cl = ν ∙ M = 0,2моль ∙ 53,5г/моль = 10,7г.

Маса NH₃, що залишиться:

mNH₃ = 0,035моль ∙ 17г/моль = 0,595г ≈ 0,6г.

mNH₄Cl = ?

m_газів = ?

Cr, Cu

Cr 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

Cu 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

Особливістю цих атомів є те, що вони мають однакову кількість підрівнів у електронних оболонках. Але атомCuмістить на 5 електронів більше ніжCr.Обидва атоми містять один 4sелектрон.

Особливості електронних оболонок?

Кількість 4s електронів?

Формулі CH₄відповідає sp³гібридизація, C₂H₆ – sp³, C₂H₄ – sp², C₂H₂ –sp.

Рівняння реакції горіння етилену:

C₂H₄ + 3О₂ 2СО₂ + 2Н₂О_(р) – 6226кДж

Стандартні ентальпії утворення:

ΔH^o(H₂O_(р)) = –285,8кДж; ΔH^o(С₂H₄) = 52,3кДж;

ΔH^o(СO₂) = –393,5кДж.

Обчислимо тепловий ефект реакції у перерахунку на 1 моль C₂H₄

ΔH^o = 2 ∙ ( – 285,8) + 2 ∙ (–293,5) – (52,3) = 1410,9кДж

Тепер обчислимо кількість моль C₂H₄, що беруть участь у реакції. В ході реакції виділилось 6226кДж енергії, а з 1молю 1410,9кДж. Відповідно кількість моль C₂H₄:

νC₂H₄ = 6226 / 1410,9 = 4,41моль.

З рівняння реакції: на один моль C₂H₄ припадає три моль О₂, значить кількість моль О₂, що взяли участь у реакції:

νО₂= 4,41 ∙ 3 = 13,23.

За н. у. він буде мати об'єм:

VО₂ =νО₂∙V_m = 13,23моль ∙ 22,4л/моль = 296,352л.

VO₂= ?

Т = 150^оС

t = 16хв.

γ = 2,5

а) Т₂ = 200^оС

б) Т₂ = 80^оС

Переведемо 16хв. в секунди t = 960с. Використаємо рівняння, що визначає зміну швидкості реакції від температури:

υ_{t + Δt} / υ_t = γ^{Δt / 10}

Припустимо, що за 1с. в реакцію вступає 1л речовин. Тоді υ = V / t = л /с. А через те, що ця величина стоїть і в чисельнику, і в знаменнику дробу, то не важливо, в яких одиницях вимірюється швидкість. Ми можемо відставити в рівняння час, і тоді відповідь теж буде у одиницях часу(у нашому випадку в секундах). Отже для випадку а) :

υ_–50 / υ₁₅₀ = γ^{–50 / 10} =>υ_–50 = 960 ∙ 2,5^–5 = 9,8304с

Для випадку б):

υ₇₀ / υ₁₅₀ = γ^{70 / 10} =>υ₇₀ = 960 ∙ 2,5⁷ = 585937,5c або 162год. 45,6хв.

t= ?

VН₂О = 1л

Т = 0^оС

VН₂S = 4,62л

ω% = 5%

Визначимо скільки грамів Н₂Sпотрібно для приготування 5%(по масі) розчину Н₂S. Позначимо невідому масу за X, тоді:

95X = 5000

X = 52,63г

В них міститься:

νН₂S = m / M = 52,63г / 34г/моль =1,55моль речовини.

Через те, що об’єм газу і його розчинність зменшуються пропорційно тискові, то якщо потрібно розчинити в:

n = νН₂S_потр. / νН₂S = 1,55 / 0,206 = 7,5разів більше газу, відповідно потрібно збільшити тиск у стільки ж разів.

P_o =101,3кПа – нормальний тиск. P = n ∙ P_o = 7,5 ∙ 101,3кПа ≈ 760кПа.

Р= ?

Щоб відповісти на це питання потрібно обчислити моляльну концентрацію розчинів CO(NH₂)₂ і C₆H₁₂O₆.

МCO(NH₂)₂ = 60г/моль; МC₆H₁₂O₆ = 180г/моль

mCO(NH₂)₂ = νCO(NH₂)₂ / mН₂O = 31г / 60г/моль / 0,2кг = 2,58моль/кг

mC₆H₁₂O₆ = νC₆H₁₂O₆ / mН₂O = 90г / 180г/моль / 0,2кг = 2,5моль/кг.

Відповідь НІ, тому що розчинник один(вода) Δt_кип. = Е ∙ m,m₁ > m₂ => t₁ > t_2.

Щоб визначити силу кислоти нам потрібно знати її константу дисоціації:

Концентрацію кислоти визначаємо за нормальністю розчину: [кислота] = 0,01моль/л. Через те, що вона одноосновна, то розпадається на один іон гідроґена і аніон(їх концентрації в розчині будуть рівні). Концентрацію йонів гідроґену знайдемо із значення рН розчину: [H⁺] = 10^–4 => [аніон] = 10^–4, тоді вираз для константи дисоціації кислоти запишеться:

К = (10^–4)² / 0,01 = 1 ∙ 10^–6. Через те, що константа дисоціації кислоти дуже мала, робимо висновок, що кислота слабка. Відповідь а).

Ca(OH)₂ + CO₂ СaCO₃+ H₂O

Ca²⁺ + 2OH^– + CO₂ СaCO₃+ H₂O

Зміщення рівноваги реакції відбувається тому, що продуктами є нерозчинна сіль СaCO₃ і малодисоціююча речовина Н₂О.

а) CH₃COOH – NaCl – C₆H₁₂O₆ – CaCl₂

б) C₆H₁₂O₆ – CH₃COOH – NaCl – CaCl₂

в) CaCl₂ – NaCl – CH₃COOH – C₆H₁₂O₆

г) CaCl₂– CH₃COOH – C₆H₁₂O₆– NaCl

Концентрація 0,01М.

Осмотичний тиск над електролітом: P =iC_mRT. З формули видно, що RіT сталі, за умовою задачі С_mтеж, значить величина осмотичного тиску залежатиме лише від ізотонічного коефіцієнту речовин, що розчиняються (чим більший і тим більший тиск). Вважатимемо ступінь дисоціації α = 1, тоді для:

CH₃COOH і = 1 + 1(2 – 1) = 2

NaCl і = 1 + 1(2 – 1) = 2

C₆H₁₂O₆ і = 1 + 1(1 – 1) = 1

CaCl₂ і = 1 + 1(3 – 1) = 3

а) 2 = 2 > 1 < 3

б) 1 < 2 = 2 < 3

в) 3 > 2 > 2 > 0 (тому, щоNaCl сильніше дисоціює ніж CH₃COOH)

г) 3 > 2 > 1 < 2

Варіант в) відповідає зменшенню осмотичного тиску.

Гальванічний елемент з двома гідроґенними електродами.

Розчини а) 0,1М HClб) 0,1MCH₃COOH в) 0,1MH₃PO₄

Р-н NaOH

VO₂ = 2,8л

Складемо рівняння процесів, що відбуваються піл час електролізу розчину NaOH. Через те, що електродний потенціал натрію φ_Na= -2,71 – значно менший за потенціал гідроґену, то на катоді буде виділятися Н₂ :

2Н₂О + 2е = Н₂ + 2ОН^–.

На аноді буде виділятися оксиґен, його виділення буде наслідком реакції:

4ОН^– = О₂+ 2Н₂О + 4е.

В другій реакції з чотирьох моль йонів ОН^– утворюється 1моль молекул оксиґену. А в другій з двох молей Н₂О буде утворено 2моля молекул Н₂. Щоб зрівняти кількість моль молекул і йонів в обох рівняннях, помножимо коефіцієнти на 2, тоді з чотирьох молей Н₂О буде утворено 2моля молекул Н₂. Значить гідроґену внаслідок електролізу розчину NaOH виділиться вдвічі більше ніж оксиґену, тобто 2,8л ∙ 2 = 5,6л.

VH₂= ?

З умови бачимо, що сульфур змінює свій ступінь окислення з 2– на 6+, тому виступає в даній реакції сильним відновником. Купрум ймовірніше змінить ступінь окислення з 1+ на 2+, тому теж буде відновником. Окисником у даній реакції виступатиме нітроґен – знаходиться у найвищому з можливих для нього ступенів окислення – 5+.

Використаємо залежність продуктів реакції HNO₃з речовинами, які виявляють сильні відновні властивості. Припустимо, що нітроґен змінить свій ступінь окислення до 0. Тоді можливий перебіг реакції:

Cu₂S + HNO₃ = H₂SO₄ + Cu(NO₃) + H₂O + N₂

Розставимо коефіцієнти і остаточно отримаємо:

Cu₂S + 6HNO₃ = H₂SO₄ + 2Cu(NO₃) + 2H₂O + N₂

Запишемо значення стандартних електродних потенціалів для кожного з процесів. А також потенціал брому.

а) φ = 0,77

б) φ = 0,15

в) φ =1,51

г) φ = 0,15

φ_Br = 1,07

Бромна вода може окислити тільки ті йони, потенціал яких менший ніж потенціал брому: а), б), г).

2Cr(NO₃)₃ + 3Na₂S + 6H₂O 2Cr(OH)₃+ 6NaNO₃ + 3H₂S

2Cr³⁺ + 3S^2– + 6H₂O 2Cr(OH)₃ + 3H₂S

а) розширення ідеального газу – це ендотермічна реакція (ΔU> 0), тому і ентальпія цього процесу буде більше 0 (знак +). За умови збільшення об’єму буде зростати невпорядкованість системи, тому ΔS > 0 (знак +). А ΔG = ΔH – TΔS => за сталої температури >0 (знак +).

б) Закипання води ендотермічна реакція => ΔU> 0 => ΔH> 0, також під час закипання збільшується невпорядкованість системи => ΔS> 0. Цей процес відбувається за досить високої температури, тому ΔG < 0.

в) Кристалізація води екзотермічний процес => ΔU< 0 => ΔH< 0. Під час кристалізації збільшується впорядкованість системи, тому ΔS< 0. Кристалізація відбувається за досить низької температури => ΔG< 0.