Заимодействии ядер висмута-209 и хрома-54. Составьте уравнение реакции.

Контрольная работа №1

7 вариант

1.Вычислить тепловой эффект химической реакции по теплотам сгорания (табл. 2):

 

C₄H₁₀ = C₂H₂ + 2CH₄

ΔН = -2879 – (-1300) - 2•( -890) = 201

 

2.Вычислить ΔНо298, ΔSo298 и ΔGо298 реакций (предварительно расставьте коэффициенты, а необходимые для термодинамического расчета данные возьмите из приложения):

 

С₂Н₅ОН(ж) +О₂(г) →СО₂(г) + Н₂О(г)

С₂Н₅ОН(ж) +3О₂(г) →2СО₂(г) +3 Н₂О(г)

ΔНо298=2•( – 393,51)+ 3•( – 241,84) + 227,6 =-1284,94

ΔGо298 =2•( – 394,38)+ 3•( – 228,8) +174,77 = -1300,39

ΔSo298 =2• 213,6 + 3• 188,74 - 3• 160,7- 205,03 = 217,63

 

3.Во сколько раз изменится скорость реакции: 2А + В → А2В, если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в 4 раза?

 

v₀=k ∙ [А]² ∙ [В]

v₁=k ∙ [2•А]² ∙ [В/4] = v₀=k ∙ 4/4[А]² ∙ [В]

скорость не изменится

 

В 1974 г. осуществлен синтез элемента 107 с массовым числом 261 при

заимодействии ядер висмута-209 и хрома-54. Составьте уравнение реакции.

 

²⁰⁹Bi + ⁵⁴Cr = ²⁶¹Bh +2n

 

5.Какой из сравниваемых оксидов обладает более ясно выраженным кислотным характером: а) Cr₂O₃ или CrO_3; б) MnO или Mn₂O₇? Ответ мотивируйте, напишите формулы соответствующих кислот.

 

Характер оксидов и гидроксидов металлов изменяется при увеличении степени

окисления от основного к кислотному.

а) CrO₃ Н₂CrO₄

б) Mn₂O₇ НMnO₄

 

8.Чем отличается структура кристаллов NaCl от структуры кристаллов натрия? Какие кристаллические решетки имеют натрий и NaCl ? Чему равно координационное число натрия в этих решетках?

Хлорид натрия образует кристаллы с кубической симметрией. Более крупные ионы хлора образуют плотную кубическую упаковку, в свободных узлах которой (в вершинах правильного октаэдра) расположены ионы натрия. Вид связи в кристалле хлорида натрия – ионная, в кристалле натрия – металлическая.
Для веществ с металлической связью образуется металлическая кристаллическая решетка (в узлах КР находятся атом-ионы натрия, а между ними располагаются делокализованные общие электроны, принадлежащие сразу всем атом-ионам - электронный газ). В случае металлического натрия кристаллическая решетка кубическая гранецентрированная.
Вещества с ионной химической связью обладают ионной кристаллической решеткой (в узлах находятся ионы Na⁺ и Cl^-, при этом они чередуются между собой через один). Тип кристаллической решетки в этом случае кубическая.
Таким образом, один атом натрия в обоих случаях координирует 8 соседних частиц. Значит, координационное число натрия равно 8.

9.Что такое ионное произведение воды и рН? Проанализируйте, оказывают ли влияние (и какое?) на процесс диссоциации воды на ионы H+(р) и OH–(p) (ΔНо298= 55,5 кДж/моль) и на pH раствора следующие факторы: повышение температуры; введение в воду ионов H+, OH–.

Вода является слабым электролитом и диссоциирует по уравнению:

Н₂О Н⁺ + ОН^-

Равновесие процесса диссоциации воды описывается константой К_w, которая носит название “ионное произведение воды”. Ионное произведение воды равно:

К_w = [Н⁺] [ОН^- ].

Для разбавленных водных растворов ионное произведение воды не зависит от состава раствора и постоянно при данной температуре.

Значение К_дис воды определили экспериментально по измерению удельной электропроводности при Т = 25 ^оС.

К_{рав *} 55,6 = К_w = [H⁺] [OH^-] = 10^-14 , где К_w – ионное произведение воды.

При растворении в воде любых по природе веществ остается неизменным - [H⁺] [OH^-] = 1 10^-14

Процесс диссоциации Н₂О идет с поглощением теплоты, поэтому при повышении температуры в интервале от 0 до 100^оС величина К_w увеличивается.

Для практических целей удобно пользоваться не концентрацией ионов водорода, а её водородным показателем – отрицательным десятичным логарифмом – рН. Величина рН равна:

рН = - lg[H⁺].

Для удобства выражения реакции среды водных растворов был введен специальный термин, который назвали водородным показателем (рН). рН – отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации ионов водорода:

рН = - lg [H⁺].

Иногда пользуются также показателем рОН – отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации ионов гидроксила. рОН = - lg [ОH^-] В нейтральной среде рН = 7 ; рОН = 7, рН + рОН = 14

 

10.Вычислить концентрацию ионов никеля в растворе, если известны э.д.с. 1.05В , при 25С) и схематическая запись гальванического элемента (-)Ni/ Ni²⁺ // 0.01MAg⁺ / Ag(+) . Какие электрохимические процессы протекают на электродах

(А–) Ni – 2e- → Ni ²⁺ окисление ,

(К+) Ag⁺ + e- → Ag восст-е |

φAg+ / Ag = φ°Ag+ / Ag + 0,058 ∙ lg[Ag⁺] = 0,80 + 0,058 ∙ lg 0,01 = 0,684 В

φ Ni ^2+/ Ni = φAg+ / Ag – ε =0,684 В -1.05В = - 0.366

φ Ni ^2+/ Ni =φº Ni ^2+/ Ni + 0,058 /2 ∙ lg [Ni ²⁺]

- 0.366 = - 0,25 + 0,058 /2 ∙ lg [Ni ^2+]

lg [Ni ²⁺] = 4 [Ni ²⁺] = 0,0001

11.Какие процессы протекают при электролизе расплавов NaCl, KOH, CuCl₂,

растворов K₂SO₄,NiCl₂, Pb(NO₃)₂?

 

Электролиз расплавов

NaCl → Na + + Сl–
На аноде выделяется хлор:
А(+) 2Cl– – 2ē → Cl₂↑ ,
На катоде выделяется натрий:
К(–)Na+ + 1ē → Na ,

 

KOH
K: K⁺ + 1e → К ⁰
A: 4OH^- - 4e → 2H₂O + O₂

CuCl2

К: Cu2+ +2e = Cu

А(+) 2Cl– – 2ē → Cl₂↑

 

Электролиз растворов

K₂SO₄

Восст. потенциал K+ очень низок, поэтому на катоде восст. м-лы воды и выделяется водород

К: 2H+ +2e = H₂l; или К(+) 2Н₂О + 2ē → Н₂↑ + 2ОН-

Восст. потенциал SO42- очень высок (ок. пот-л низок), поэтому на аноде окисл. м-лы воды и выделяется кислород (кислородная деполяризация анода):
А: 2OH- -2e = H₂O+1/2O₂; или А(–) 2Н₂О – 4ē → О2↑ + 4Н+

 

Электролиз раствора NiCl₂
К: 2Н₂О + 2е → Н₂↑ + 2ОН⁻
Ni²⁺ + 2e → Ni⁰
А: 2Cl⁻ - 2е → Cl₂↑
Общее уравнение электролиза: 2NiCl₂ + 2Н₂О —(↯)→ Ni + Ni(OH)₂↓ + H₂↑ + 2Cl₂↑

 

Pb(NO₃)₂ → Pb⁺² + 2NO₃^–
H₂O
K(–) Pb²⁺ + 2ē → Pb
А(+) 2Н₂О – 4ē → О₂↑ + 4Н+

 

Почему при никелировании железных изделий их покрывают сначала медью, затем никелем?Составьте электронные уравнения реакций, происходящих в процессе коррозии при повреждении никелевого покрытия.

Никелевые покрытия применяют в промышленности для защиты от коррозии изделий из стали и цветных металлов, для повышения износостойкости поверхностей, подверженных трению. Никелевые покрытия по отношению к железу являются катодными и могут обеспечивать защиту только при условии отсутствия в них пор. Поэтому сталь покрывают сначала слоем меди (15-20 мкм), а затем никелем (10 - 15мкм).

При нанесении гальванопокрытий предварительное меднение изделий используют в тех случаях, когда основное покрытие, в данном случае никелевое — невозможно получить беспористым.. Если деталь предварительно не меднить, железо под слоем никеля (хрома) начнёт интенсивно корродировать !

 

Анодный процесс окисления металла:

A Ni⁰ - 2 e => Ni²⁺

Катодный процесс восстановления окислителя из окружающей среды:

К O₂ + 2 H₂O + 4 e => 4 OH ^–