Тема 4. Растворы. Дисперсные системы

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Естественнонаучный факультет

Кафедра «ЭБЖиХ»

Дисциплина «Химия»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ВАРИАНТ 7

Выполнил:		группа
	^ФИО

Принял:	доцент

Проверил	доцент

Тема 1. Строение вещества

Задание

1. Напишите электронные формулы атомов, образующих молекулы SClF₅; LiH

Электронная формула S: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

Электронная формула Cl: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Электронная формула F: 1s²2s²2p⁵

Электронная формула Li: 1s²2s¹

Электронная формула H: 1s¹

2. Определите механизм образования связи и ее вид

SClF₅ – ковалентная полярная связь, механизм образования связи – обменный

LiH – ковалентная полярная связь, механизм образования связи – обменный

3. Определите полярность молекулы

SClF₅ – полярная молекула, ввиду того, что полярные связи S-F и S-Cl располжены симметрично, при этом полярность связей у них различная. Оставшиеся четыре атома фтора расположены симметрично в плоскости, они образуют плоский квадрат, и не вносят дополнительного дипольного момента.

LiH – полярная молекула, ввиду полярности связи H-Li

4. Укажите, имеет ли место гибридизация, ее тип

SClF₅ - гибридизация центрального атома sp³d²

LiH – гибридизации нет, связь H-Li образована s-электроном атома Li и s-электроном атома Н.

5. Покажите геометрическую структуру молекулы

SClF₅ – искаженный октаэдр

LiH – линейная молекула

Тема 2. Основные понятия химической термодинамики

Задание

1. Запишите уравнение реакции PCl_5(г)=PCl_3(г)+Cl_2(г)

2. Рассчитайте стандартную энтальпию и стандартную энтропию химической реакции

1. Определим по таблицам ΔН_обр всех продуктов и реагентов:

ΔН_обр(PCl_5(г)), кДж/моль	ΔН_обр(PCl_3(г)), кДж/моль	ΔН_обр(Cl_2(г)), кДж/моль
–369,45	–277,0	0

2. Запишем закон Гесса для данной реакции:

ΔН_р = ΔН_обр(PCl_3(г)) – ΔН_обр(PCl_5(г)) = –277,0 – (–369,45) = 92.45 кДж/моль

3. Определим энтропию данной реакции:

S_обр(PCl_{5 (г)}), Дж/моль·K	S(PCl_3(г)), Дж/моль·K	S(Cl_{2 (г)}), Дж/моль·K
362,9	311,7	223,0

S_р = S_обр(PCl_{3 (г)}) + 2S_обр(Cl_{2 (г)}) – S_обр(PCl_{5 (г)}) = 311,7 + 223,0 – 362,9 = 171.8 Дж/моль·K

3. Определите, в каком направлении при 298 К (прямом или обратном) будет протекать реакция, если все ее участники находятся в стандартном состоянии

Рассчитаем энергию Гиббса для данной реакции:

ΔG_p = ΔH – TΔS = 92450 – 298 · (171.8) = 41.254 кДж/моль

Так как энергия Гиббса для данной реакции положительная:

ΔG_p = 41.254 кДж/моль > 0, следовательно, реакция проходит в обратном направлении

Тема 3. Химическая кинетика и катализ

Задание

1. Напишите выражение константы гетерогенного химического равновесия для равновесной химической реакции FeO_(к)+H_2(г)=Fe_(к)+H₂O_(г)

2. Оцените, в какую сторону сместится равновесие данной системы при повышении температуры

Для определения, в какую сторону сместится равновесие данной системы при повышении температуры, необходимо рассчитать, экзотермическая или эндотермическая эта реакция.

Как в прошлом примере, определим энтропию реакции:

1. Определим по таблицам ΔН_обр всех продуктов и реагентов:

ΔН_обр(Fe_(к)), кДж/моль	ΔН_обр(Н₂О_(г)), кДж/моль	ΔН_обр(FeO_(к)), кДж/моль	ΔН_обр(H_2(г)), кДж/моль
0	– 241,84	– 264,8	0

2. Запишем закон Гесса для данной реакции:

ΔН_р = ΔН_обр(Fe_(к)) + ΔН_обр(H₂O_(г)) – ΔН_обр(FeO_(к)) – ΔН_обр(H_2(г))

ΔН_р = (– 241,84) – (– 264,8) = 22.96 кДж/моль.

Следовательно, данная реакция эндотермическая, и соответственно, при повышении температуры равновесие сместится в сторону прямой реакции.

3. Нарушится ли равновесие в данной системе, если уменьшить давление в два раза.

При уменьшении давления в два раза равновесие не сместится, так как изменение давления одинаково влияет и на прямую реакцию, и на обратную:

Тема 4. Растворы. Дисперсные системы

Задание

1. Из приведенных в табл. веществ (см. столбцы 1-3) выберите сильные и слабые электролиты и составьте уравнение их диссоциации в водном растворе.

2. В столбце 1а даны значения молярных концентраций для растворов электролитов из столбца 1. Зная молярную концентрацию своего раствора, определите молярную концентрацию эквивалента, массовую долю вещества, принимая его плотность равной 1 г/см³.

3. Рассчитайте рН раствора сильного электролита из столбцов 1 и 2 для соответствующей концентраций, данных в столбцах 1а и 2а.

4. Напишите уравнение гидролиза соли, данной в столбце 3, по всем возможным ступеням и выражение констант гидролиза по этим ступеням.

Таблица исходных данных

Вариант	Наименование вещества			Концентрация вещества
Вариант	1	2	3	1а	2а
7	LiOH	H₃PO4	HCOONa	0,005	0,02

1. В столбце 1а даны значения молярных концентраций для растворов электролитов из столбца 1. Зная молярную концентрацию своего раствора, определите молярную концентрацию эквивалента, массовую долю вещества, принимая его плотность равной 1 г/см³.

Определим количество вещества эквивалента в 1 литра раствора.

n(LiOH) = c(LiOH) · V = 0.005 · 1 = 0.005 моль

Число эквивалентности Z = 1 (число эквивалентности для основания равно количеству гидроксильных групп в формульной единице)

n_Э(LiOH) = c(LiOH) · 1 = 0.005 · 1 = 0.005 моль-экв

Тогда молярная концентрация эквивалентов будет:

моль-экв/л.

Определим массовую долю вещества.

1. Рассчитаем массу 1 л раствора:

ρ(раствора) = 1 г/см³ = 1000 г/л.

m(раствора) = V · ρ = 1 л · 1000 г/л = 1000 г.

2. Рассчитаем массу основания в 1 л раствора

n(LiOH) = 0.005 моль

m(LiOH) = M(LiOH) · n(LiOH) = (7 + 16+1) · 0.005 = 24 г/моль · 0.005 моль = 0,12 г.

3. Определим массовую долю гидроксида стронция:

w(LiOH) = m(LiOH)/m(раствора) = 0,12 / 1000 = 0,012%.

2. Рассчитайте рН раствора сильного электролита из столбцов 1 и 2 для соответствующей концентраций, данных в столбцах 1а и 2а.

1. Рассчитаем рН раствора гидроксида стронция LiOH.

LiOH « Li⁺ + 2H^-

Принимая его степень диссоциации равной 100%, можно сказать, что

с(LiOH) = с(Li⁺) = 0.005 моль/л.

Тогда

c(OH^-) = c(Li⁺) = 0.005 · 1 = 0.005 моль/л.

рОН = -lg(c(OH^-) = -lg(0.005) = 2,3

Тогда

рН = 14 – рОН = 14 – 1.4 = 11,7

Ответ: рН(LiOH) = 11,7

2. Рассчитаем рН раствора фосфорной кислоты.

Диссоциация фосфорной кислоты проходит ступенчато:

H₃РO₄ « H⁺ + H₂РO₄- K_дисс = 7,1 · 10^–3

H₂РO₄^- « H⁺ + HРO₄^2- K_дисс = 6,2 · 10^–8

HРO3^- « H⁺ + РO₄^3- K_дисс = 5,0 · 10^–13

Очевидно, что вторая ступень диссоциации незначительно влияет на рН раствора кислоты.

Будем проводить расчет по первой ступени диссоциации.

Константа равновесия этого процесса (она же константа диссоциации) имеет вид:

Из стехиометрического уравнения следует, что

[HPO₄^-] = [H⁺],

а равновесная концентрация селенистой кислоты будет равна:

[H₃PO₄] = c₀(H₃PO₄) – [H⁺].

Подставив значения равновесных концентраций в выражение для K_дисс, получим:

7.1∙10^-3· (0.02 – [H⁺]) = [H⁺]²

[H⁺]² + 7.1∙10^-3· [H⁺] – 1.42 · 10^-4 = 0

Решив квадратное уравнение, получаем значение [H⁺]:

[H⁺] = 0,016 моль/л

pH = – lg[H⁺],

pH = 1,8

Ответ: pH = 1,8.

3. Напишите уравнение гидролиза соли, данной в столбце 3, по всем возможным ступеням и выражение констант гидролиза по этим ступеням.

HCOONa + H₂O « НСООН + NaOH – молекулярный вид уравнения

Na⁺ + НСОО^- + H₂O « НСООН + Na⁺ + OH^- – полный ионный вид уравнения

НСОО^- + H₂O « НСООН + OH^- – сокращенный ионный вид уравнения

Выражение константы:

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 302; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!