ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

ПЕРИП

41. Приведите полные и сокращенные электронные формулы двух элементов из разных электронных семейств с формулой высшего оксида ЭО₃. укажите низшие степени окисления этих элементов.

 

42. На основании строения атомов лития и бериллия поясните, почему первый потенциал ионизации у лития меньше, чем у бериллия, а второй потенциал ионизации лития больше, чем у бериллия?

 

43. В ряду оксидов P₂O₅, SO₃, B₂O₃, Al₂O₃, MgO, Na₂O, Jn₂O₃, Tl₂O₃ установите, используя разные оксиды, два закономерных перехода:

основной → амфотерный → кислотный.

44. Исходя из положения галогенов в периодической системе, поясните, как изменяются восстановительные свойства в ряду HCl – HBr – HJ. Почему HF входит в исключение?

45. Составьте формулы оксидов и гидроксидов марганца. Как изменяется кислотно-основной и окислительно-восстановительный характер этих соединений? Подчиняются ли эти соединения общей закономерности изменения свойств оксидов и гидроксидов?

46. Приведите современную формулировку периодического закона. Объясните, почему в периодической системе элементов аргон, кобальт, теллур и торий помещены соответственно перед калием, никелем, йодом и протактинием, хотя имеют бóльшую атомную массу. Как называются пары таких элементов?

 

47. Исходя из положения технеция, селена, цезия в периодической системе, составьте формулы следующих соединений: технециевой кислоты, оксида селена, гидрокарбоната цезия, отвечающих их высшей степени окисления. Изобразите структурные формулы соединений.

 

48.Исходя из строения атомов элементов, определите, какое основание более сильное:

а) Sr(OH)₂ или Fe(OH)₂; б) Cu(OH)₂ или KOH; какая кислота более сильная: а) H₃AsO₄ или H₂SeO₄; б) HClO₄ или HMnO₄.

 

49. Из оксидов As₂O₃, P₂O₅, GeO₂, SO₃, Al₂O₃, V₂O₅ выберите два оксида с наиболее выраженными кислотными свойствами. Укажите валентные электроны выбранных элементов.

 

50. Из оксидов BaO, K₂O, TiO₂, CaO, Al₂O₃, MgO, ZnO выберите два оксида с наиболее выраженными основными свойствами. Укажите валентные электроны выбранных элементов.

 

51. Какую высшую и низшую степени окисления проявляют молибден, йод и цирконий? Почему? Составьте формулы соединений, отвечающих этим степеням окисления и изобразите их структурные формулы.

 

52. Исходя из положения хрома, селена, углерода и серы в периодической системе, определите, какая из кислот является более сильным окислителем: а) H₂CrO₄ или H₂SeO₄, б) H₂CO₃ или H₂SO₃.

53. Какую высшую и низшую степени окисления проявляют вольфрам, теллур, серебро в соединениях? Почему? Составьте формулы соединений, отвечающих этим степеням окисления и изобразите их структурные формулы.

54. Исходя из положения металлов в периодической системе, определите, какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: а) KOH или Mn(OH)₂; б) Zn(OH)₂ или Сa(OH)₂; в) Mg(OH)₂ или Be(OH)₂.

55.Какие элементы принадлежат к f–электронному семейству? На примерах строения атомов двух любых лантаноидов (или актиноидов) докажите, что химические свойства в группах лантаноидов (или актиноидов) близки друг к другу.

 

56. Составьте формулы оксидов и гидроксидов ванадия. Как изменяется кислотно-основной и окислительно-восстановительный характер этих соединений?

57. Составьте два ряда из элементов Ca, Mn, C, Si, Zn, Br, Sn, Ge в порядке уменьшения ЭО в периоде и группе.

58. Как изменяется прочность связи между атомами в молекулах галогенов Cl₂ – Br₂ – J₂? Почему молекула F₂ выпадает из общей закономерности?

 

59. Исходя из положения серы, фосфора и хлора в периодической системе, определите, как изменяются окислительные свойства кислот: H₂SO₄, H₃PO₄, HClO₄?

60.Даны пары элементов: а) C и N; б) N и P; в) P и F; г) S и CL. Укажите пару элементов, которые образуют соединения состава Ca₃Э_2.

 

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

 

61. Какая химическая связь называется водородной? Приведите три примера соединений с водородной связью. Изобразите структурные схемы приведенных ассоциатов. Как влияет образование водородной связи на свойства веществ (вязкость, температуры кипения и плавления, теплоты плавления и парообразования?

62. Какая связь называется s- и какая - p-связью? Какая из них менее прочная? Изобразите структурные формулы этана C₂H₆, этилена C₂H₄ и ацетилена C₂H₂. Отметьте s- и p-связи на структурных схемах углеводородов.

63. В молекулах F₂, O₂, H₂SO₄, HCl, CO₂ укажите тип связей, число s- и p-связей.

64. Какие силы межмолекулярного взаимодействия называются диполь-дипольными (ориентационными), индукционными и дисперсионными? Объясните природу этих сил. Какова природа преобладающих сил межмолекулярного взаимодействия в каждом из следующих веществ: H₂O, HBr, Ar, N₂, NH₃?

 

65. Приведите две схемы заполнения МО при образовании донорно-акцепторной связи в системах с атомными заселениями:

а) электронная пара – свободная орбиталь (2+0) и

б) электронная пара – электрон (2+1).

Определите порядок связи, сравните энергии связей. Какая из рассмотренных связей участвует в образовании иона аммония [NH₄]⁺?

 

66. На основании строения атомов в нормальном и возбужденном состояниях определите ковалетность бериллия и углерода в молекулах BeCl₂, (BeCl₂)_n, CO и CO₂. Изобразите структурные формулы молекул.

67. На основании положений зонной теории кристаллов охарактеризуйте металлы, проводники и диэлектрики. От чего зависит ширина запрещенной зоны? Какие примеси нужно добавить к кремнию, чтобы превратить его в:

а) n-полупроводник; б) р-полупроводник?

68. Приведите электронную конфигурацию молекулы NO по методу МО. Как изменяются магнитные свойства и прочность связи при переходе от молекулы NO к молекулярному иону NO⁺?

69. Какая химическая связь называется ионной? Каков механизм ее образования? Какие свойства ионной связи отличают ее от ковалентной? Приведите примеры молекул с типично ионными связями и укажите тип кристаллической решетки. Составьте изоэлектронный ряд ксенона.

 

70. На основании строения атомов в нормальном и возбужденном состояниях определите ковалентность лития и бора в соединениях: Li₂Cl₂, LiF, [BF₄]^-, BF₃.

 

71. Какая химическая связь называется координационной или донорно-акцепторной? Разберите строение комплекса [Zn(NH₃)₄]²⁺. Укажите донор и акцептор. Как метод валентных связей (ВС) объясняет тетраэдрическое строение этого иона?

72. Почему существует молекула PCl₅, но не существует молекула NCl₅, хотя азот и фосфор находятся в одной и той же подгруппе VA периодической системы? Какой тип связи между атомами фосфора и хлора? Укажите тип гибридизации атома фосфора в молекуле PCl₅.

73 Охарактеризуйте типы кристаллических структур по природе частиц узлов решеток. Какие кристаллические структуры имеют: CO₂, CH₃COOH, алмаз, графит, NaCl, Zn? Расположите их по порядку возрастания энергий кристаллических решеток. Что такое интеркалирование?

74. Приведите четыре примера молекул и ионов с делокализованными связями. Изобразите их структурные формулы.

75.Какой тип гибридизации в молекулах CCl₄, H₂O, NH₃ ? Изобразите в виде схем взаимное расположение гибридных облаков и укажите углы между ними.

76. Приведите две схемы заполнения МО при взаимодействии двух АО с заселениями:

а) электрон + электрон (1+1) и

б) электрон + вакантная орбиталь (1+0).

Определите ковалентность каждого атома и порядок связи. В каких пределах энергия связи? Какие из указанных связей в молекуле водорода H₂ и молекулярном ионе ?

77. Приведите электронную конфигурацию молекулы азота по методу МО. Докажите, почему молекула азота обладает большой энергией диссоциации.

78. Что такое дипольный момент? Как он изменяется в ряду сходно построенных молекул: HCl, HBr, HJ? Какой тип связи осуществляется между атомами водорода, хлора, брома и йода в приведенных молекулах? s- или p-связи в этих молекулах?

79. Что такое гибридизация валентных орбиталей? Какое строение имеют молекулы типа AB_n, если связь в них образуется за счет sp-, sp²-, sp³- гибридизации орбиталей атома A? Приведите примеры молекул с указанными типами гибридизации. Укажите углы между связями.

80. Даны пары веществ: а) H₂O и CО; б) Вr₂ и CH₄; в) CаО и N₂; г) H₂ и NH₃. Для какой пары веществ характерна ковалентная неполярная связь? Изобразите структурные схемы выбранных молекул, укажите формы этих молекул и углы между связями.

 

ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

 

81. На восстановление 14 г диоксида кремния SiO₂ (к) углеродом, в результате которого образуются кремний и оксид углерода СО(г), требуется 148,7 кДж теплоты. Рассчитайте тепловой эффект реакции и напишите термохимическое уравнение. Вычислите теплоту образования SiO₂.

 

82. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления Fe₂O₃ металлическим алюминием. Напишите термохимическое уравнение. Сколько выделяется тепла, если в реакцию вступают 8 молей Fe₂O₃ и сколько молей железа образуется при этом?

83. Определите тепловой эффект сгорания жидкого сероуглерода CS₂(ж) до образования газообразных СО₂ и SO_2. Сколько молей CS₂ вступят в реакцию, если выделится 700 кДж тепла?

84. Рассчитайте энтальпию образования жидкого сероуглерода CS₂ по следующим данным:

S_{монокл.} + О_2(г) = SО_2(г); DН = -296,9 кДж;

СS_2(ж) + 3О_2(г) = СО_2(г) + 2SО_2(г); DН = -1076,43 кДж;

С_(граф.) + О_2(г) = СО_2(г); DН = -393,5 кДж.

85. Определите тепловой эффект сгорания природного газа, протекающего по уравнению:

СН_4(г) + 2О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(г),

 

Сколько тепла выделится при сгорании 1 м³ газа? Расчет проведите с допущением, что стандартные условия течения реакции совпадают с нормальными условиями.

86.Вычислитетепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:

 

FeO (к) + CO (г) = Fe (к) + CО₂ (г); DH = -18,20 кДж;

СO (г) + 1/2O₂ (г) = СO₂ (г) DН = -283,0 кДж;

H₂ (г) + ½ O₂ (г) = H₂O (г) DН = -241,83 кДж.

 

87. Растворение моля безводной соды Na₂CO₃ в достаточно большом количестве воды сопровождается выделением 25,10 кДж теплоты, тогда как при растворении кристаллогидрата Na₂CO₃×10Н₂О поглощается 66,94 кДж теплоты. Составьте термохимические уравнения процессов гидратации и растворения гидратированной соли. Вычислите теплоту гидратации Na₂CO₃.

 

88. Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением:

 

С₆Н_6(ж) + 7½ О_2(г) = 6СО_2(г) + 3Н₂О_(г) – 3135,6 кДж.

 

Вычислите теплоту образования жидкого бензола. Определите теплотворную способность жидкого бензола при условии, что стандартные условия совпадают с нормальными.

89. Рассчитайте, сколько тепла выделится при гашении 50 кг 80%-ной негашеной извести, если теплота гашения на 1 моль СаО составляет - 65 кДж/моль. Определите теплоту образования гашеной извести.

90.Реакция окисления этилового спирта выражается уравнением:

 

С₂Н₅ОН_(ж) + 3,0 О_2(г) = 2СО_2(г) + 3Н₂О_(ж) .

 

Определить теплоту образования С₂Н₅ОН_(ж) , зная DН х.р. = - 1366,87 кДж. Напишите термохимическое уравнение. Определите мольную теплоту парообразования С₂Н₅ОН_(ж) ® С₂Н₅ОН_(г), если известна теплота образования С₂Н₅ОН_(г), равная –235,31 кДж · моль^-1.

91. Используя энтальпии образования веществ, определите DН⁰ химической реакции:

 

2Mg_(к) + СО_2(г) = 2MgО_(к) + С_графит.

 

Сколько образуется графита, если в реакцию вступит 100 г Mg и сколько выделится тепла при этом?

92. Вычислите тепловой эффект реакции горения толуола С₇Н_8(ж):

 

С₇Н_8(ж) + 9О_2(г) = 7 СО_2(г) + 4Н₂О_(г)

 

Напишите термохимическое уравнение. Сколько тепла выделится при сгорании 200 г толуола?

93. Вычислите теплоту образования карбида кальция СаС₂, исходя из теплового эффекта реакции:

СаО_(т) + 3С_(т) = СаС_2(т) + СО_(г) +462,2кДж

 

и стандартных энтальпий образования СаО и СО. Сколько нужно затратить тепла для получения 100 кг СаС_2(т)?

94. При получении одного грамм-эквивалента гидроксида кальция из CaO_(к) и Н₂О_(ж) выделяется 32,75 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция.

95. Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением:

 

4NH_3(г) + 3О_2(г) = 2N_2(г) + 6H₂О_(ж); DН = -1530,0 кДж.

 

Вычислите теплоту образования аммиака NH_3(г).Сколько тепла выделяется при сгорании 10 молей NH_3(г)?

96. Тепловой эффект реакции восстановления оксида вольфрама WO_3(к) водородом, приводящий к образованию вольфрама и паров воды, равен +117,2 кДж. Вычислите теплоту образования оксида вольфрама. Сколько нужно затратить тепла для получения 500 г вольфрама?

 

97. Определите тепловой эффект химической реакции:

 

Al₂O_{3 (к)} + SO_{3 (г)} = Al₂ (SO₄)_{3 (к)} ,

 

ная при стандартных условиях теплоты образования Al₂O_{3 (к)}, SO_{3 (г)} и Al₂(SO₄)_{3 (к)} соответственно, кДж·моль^-1: -1676,0; -395,8 и -3441,2. Сколько тепла выделится, если в реакции участвует 0,25 моль Al₂O_{3 (к)}?

98. Реакция горения аммиака выражается уравнением:

 

4 NН_{3 (г)} + 5О_2(г) = 4 NО _(г) + 6Н₂О_(г).

 

Вычислите тепловой эффект реакции в пересчете на 1 моль NН_{3 (г)}. Напишите термохимическое уравнение горения аммиака.

99. Вычислите тепловой эффект реакции спиртового брожения глюкозы (под действием ферментов), если известны теплоты образования C₆H₁₂O₆ (к), C₂H₅OH (ж) соответственно, кДж /моль: - 1273,0; -277,6:

 

С₆Н₁₂О_6(к) = 2 С₂Н₅ОН_(ж) + 2СО_2(г)

 

Напишите термохимическое уравнение. Сколько выделится тепла при брожении 1кг глюкозы?

100. Определите тепловой эффект реакции разложения 1 моля бертолетовой соли КСlО_3(к) , протекающей по уравнению:

 

2КСlО_3(к) = 2КСl_(к) + 3О_2(г).

 

Напишите термохимическое уравнение. Определите, сколько тепла выделится при разложении 100 г бертолетовой соли. Какая из солей KCl или KClO3 более термически стойкая?