Контрольная работа по "Химии"

Федеральное агентство  связи

 

Сибирский Государственный  Университет Телекоммуникаций и  Информатики

 

Межрегиональный центр переподготовки специалистов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 

По  дисциплине: Химия

                                  

 

 

 

 

 

Выполнил:

Группа:       

Вариант:     

    

 

 

Проверил:  

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск, 2011г

 

10 Сколько атомов кислорода содержится : а) в кислороде массой 32 г; б) в оксиде углерода (IV) массой 66 г; в) в оксиде серы (IV) массой 64 г.

 

Решение:

А) m(O₂) = 32 г

Молярная масса: М(О₂) = 32 г/моль

Число молекул:

N(O₂) = ∙ N_a = ∙ 6,02∙10²³ = 6,02∙10²³

В одной молекуле О₂ содержится 2 атома кислорода.

Число атомов кислорода: N(O) = 2∙6,02∙10²³ = 12,04∙10²³

 

Б)  m(СO₂) = 66 г

Молярная масса: М(СО₂) = 44 г/моль

Число молекул:

N(СO₂) = ∙ N_a = ∙ 6,02∙10²³ = 9,03∙10²³

В одной молекуле СО₂ содержится 2 атома кислорода.

Число атомов кислорода: N(O) = 2∙9,03∙10²³ = 18,06∙10²³

 

В)  m(SO₂) = 64 г

Молярная масса: М(SО₂) = 64 г/моль

Число молекул:

N(SO₂) = ∙ N_a = ∙ 6,02∙10²³ = 6,02∙10²³

В одной молекуле SО₂ содержится 2 атома кислорода.

Число атомов кислорода: N(O) = 2∙6,02∙10²³ = 12,04∙10²³

20  Значения какого квантового числа определяют число s-, p-, d-, f-орбиталей на энергетическом уровне? Сколько всего s-, p-, d- электронов в атоме кобальта?

 

Решение:

Число s-, p-, d-, f-орбиталей на энергетическом уровне определяет магнитное квантовое число.

m_L – магнитное квантовое число. Принимает значения от +L через 0 до –L. Определяет число орбиталей и их пространственную ориентацию.

L – орбитальное квантовое число. Определяет энергетический подуровень и форму орбитали.

Рассмотрим электронное  строение атома кобальта:

 

₂₇Со    1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁷

↑↓
↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	↑	↑	↑
↑↓	↑↓	↑↓	↑↓	d
↑↓	P

n=4

n=3                                                                                                                                                                                                                                                                   

n=2                                                                                                          

n=1                                                                                                                

                                                                                                                                   

               s       

 

В атоме кобальта 8 s-электронов, 12 р-электронов, 7 d-электронов.

 

30 Напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моль этилового спирта, в результате которой образуются пары воды и оксид углерода (IV). Вычислите теплоту образования C₂H₅OH (ж), если известно, что при сгорании 11,5 г его выделилось 308,71 кДж теплоты.

 

Решение:

С₂Н₅ОН_(ж) + 3О_2(г) = 3Н₂О_(г) + 2СО_2(г)  ΔН⁰ = - 1234,84 кДж

Переводим 11,5 г в моли:

n(С₂Н₅ОН) = m(С₂Н₅ОН)/М(С₂Н₅ОН) = 11,5/46 = 0,25 моль

Количество выделяемой теплоты  на 1 моль С₂Н₅ОН:

0,25 моль ------- 308,71 кДж

1 моль ------------ х кДж

ΔН⁰ = х = = 1234,84 кДж

Теплота образования С₂Н₅ОН:

ΔН⁰ = 3ΔН⁰₂₉₈(Н₂О) + 2ΔН⁰₂₉₈(СО₂) - 3ΔН⁰₂₉₈(О₂) - ΔН⁰₂₉₈(С₂Н₅ОН)

- 1234,84 = -3∙241,83 -2∙393,51 -3∙0 - ΔН⁰₂₉₈(С₂Н₅ОН)

ΔН⁰₂₉₈(С₂Н₅ОН) = -277,67 кДж/моль

 

40 На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите реакции, протекающей по уравнению : CO_(Г)+3H_2(Г)=CH_4(Г)+H₂O_(Ж). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

 

Решение:

CO_(г) + 3Н_2(г) = СН_4(г) + Н₂О_(ж)

Стандартное изменение  энтальпии реакции:

∆Н⁰ = ∆Н⁰₂₉₈(СН₄) + ∆Н⁰₂₉₈(Н₂O) -3∆Н⁰₂₉₈(H₂) - ∆Н⁰₂₉₈(СO) = -74,85 – 285,84 -3∙0 + 110,52 = -250,17 кДж

Стандартное изменение энтропии реакции:

∆S⁰ = ∆S⁰₂₉₈(СН₄) + ∆S⁰₂₉₈(Н₂O) -3∆S⁰₂₉₈(H₂) - ∆S⁰₂₉₈(СO) = 186,19 + 69,94 -3∙130,59 -197,91 = -333,55 Дж/к = -0,33355 кДж/К

Изменение энергии Гиббса реакции:

∆G⁰ = ∆Н⁰ -T·∆S⁰ = -250,17 + 298·0,33355  = -150,77 кДж

Т.к  ∆G⁰ < 0 , будет идти прямая реакция

50 Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы СН₄+СО₂«2СО+2Н₂. Как следует изменить температуру и давление, чтобы повысить выход водорода? Реакция образования водорода эндотермическая.

 

Решение:

СН₄ + СО₂ « 2СО  + 2Н₂ – Q (теплота поглощается)

Константа равновесия:  К =

 

Чтобы повысить выход  водорода, надо:

1. Повысить температуру. По принципу Ле Шателье, повышение температуры приводит к смещению равновесия в направлении реакции, сопровождающейся поглощением теплоты.
2. Понизить давление. По принципу Ле Шателье, понижение давления вызовет смещение равновесия в сторону увеличения общего числа молей газов.

 

60 Раствор, содержащий 0,512 г неэлектролита в 100 г бензола, кристаллизуется при 5,296⁰С. Температура кристаллизации бензола 5,5⁰С. Криоскопическая константа 5,1 град. Вычислите мольную массу растворенного вещества.

Решение:

m(в-ва)= 0,512 г        Используем формулу:   T₀ – T_кр =

m(С₆Н₆) = 100г                К = 5,1 – криоскопическая константа

Т_кр = 5,296⁰С                       Мольная масса вещества:

 Т₀ = 5,5⁰С                        М(в-ва) = = =128 г/моль               

М(в-ва) - ?                    

70  Вычислите температуру кристаллизации 2%- ного раствора этилового спирта С₂Н₅ОН, зная, что криоскопическая константа воды 1,86 град.

 

Решение:

2%-ный раствор этилового  спирта состоит из 2 г С₂Н₅ОН и 100 – 2 = 98 г Н₂О

Используем формулу:   T₀ – T_кр =

где Т₀ = 0⁰С – температура замерзания воды

К = 1,86 – криоскопическая константа

М(С₂Н₅ОН) = 46 г/моль

Температура кристаллизации раствора:

0 -  T_кр =

0 -  T_кр = 0,8

T_кр = - 0,8⁰С

 

 

80 Реакции выражаются схемами:

HCl + CrO₃ Cl₂ + CrCl₃ + H₂O

Cd + KMnO₄ + H₂SO₄ CdSO₄ + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O

Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции, укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.

 

 

 

Решение:

А) 12H⁺Cl^- + 2Cr⁺⁶O₃^-2 = 3Cl₂⁰ + 2Cr⁺³Cl₃^- + 6H₂⁺O^-2

2Cl^- -2ē = Cl₂⁰            3      восстановитель (окисление)       

Cr⁺⁶ +3ē = Cr⁺³          2       окислитель (восстановление)

HCl – восстановитель, он окисляется

CrO₃ - окислитель, он восстанавливается

 

Б) 5Cd⁰ + 2K⁺Mn⁺⁷O^-2₄ + 8H₂⁺S⁺⁶O₄^-2 = 5Cd⁺²S⁺⁶O₄^-2 + K₂⁺S⁺⁶O₄^-2 + 2Mn⁺²S⁺⁶O₄^-2 + 8H₂⁺O^-2

Cd⁰ -2ē = Cd⁺²             5      восстановитель (окисление) 

Mn⁺⁷  +5ē  =  Mn⁺²     2      окислитель (восстановление)    

Cd – восстановитель, он окисляется

KMnO₄ - окислитель, он восстанавливается