Химическая связь и строение молекул. Конденсированное состояние вещества

61. Какую химическую связь называют ковалентной? Чем можно объяснить направленность ковалентной связи? Как метод взлентных связей (ВС) объясняет строение молекулы воды?

62. Какую ковалентную связь называют полярной? Что служит количественной мерой полярности ковалентной связи? Исходя из значений электроотрицательности атомов соответствующих элементов, определите, какая из связей: HCI, IC1, BrF – наиболее полярна.

63. Какой способ образования ковалентной связи называют донорно-акцепторным? Какие химические связи имеются в ионах NH₄⁺ и BF₄^-? Укажите донор и акцептор.

64. Как метод валентнмх связей (ВС) объясняет линейное строение молекулы ВеCl₂ и тетраэдрическое СН₄?

65. Какую ковалентую связь называют s-связью и какую p-связью? Разберите на примере строения молекулы азота.

66. Сколько неспаренных электронов имеет атом хлора в нормальном и возбужденном состояниях? Распределите эти электроны по квантовым ячейкам. Чему равна валентность хлора, обусловленная неспаренными электронами?

67. Распределите электроны атома серы по квантовым ячейкам. Сколько неспаренных электронов имеют ее атомы в нормальном и возбужденном состояниях? Чему равна валентность серы, обусловленная неспаренными электронами?

68. Что называют электрическим моментом диполя? Какая из молекул HCI, HBr, HI имеет наибольший момент диполя? Почему?

69. Какие кристаллические структуры называют ионными, атомными, молекулярными и металлическими? Кристаллы каких веществ — алмаз, хлорид натрия, диоксид углерода, цинк — имеют указанные структуры?

70. Как метод валентных связей (ВС) объясняет угловое строение молекулы H₂S и линейное молекулы СО₂?

71. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы Не₂ и молекулярного иона Не₂⁺ по методу молекулярных орби­талей. Как метод МО объясняет устойчивость иона Н₂⁺ и невоз­можность существования молекулы Не₂?

72. Какую химическую связь называют водородной? Между молекулами каких веществ она образуется? Почему Н₂0 и HF, имея меньшую молекулярную массу, плавятся и кипят при более высоких температурах, чем их аналоги?

73. Какую химическую связь называют ионной? Каков механизм ее образования? Какие свойства ионной связи отличают ее от ковалентной? Приведите два примера типичных ионных соединений. Напишите уравнения превращения соответствующих ионов в нейтральные атомы.

74. Что следует понимать под степенью окисления атома? Определите степень окисления атома углерода и его валентность, обусловленную числом неспаренных электронов, в соединениях СН₄, СН₃ОН, НСООН, СО₂.

75. Какие силы молекулярного взаимодействия называют ориентационными, индукционными и дисперсионными? Когда возникают эти силы и какова их природа?

76. Нарисуйте энергетическую схему образования молекуляр­ного иона Н₂^- и молекулы Н₂ по методу молекулярных орбиталей. Где энергия связи больше? Почему?

77. Какие электроны атома бора участвуют в образовании ковалентных связей? Как метод валентных связей (ВС) объясняет симметричную треугольную форму молекулы ВF₃?

78. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы О₂ по методу молекулярных орбиталей (МО). Как метод МО объясняет парамагнитные свойства молекулы кислорода?

79. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы F₂ по методу молекулярных орбиталей (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле?

80. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы N₂ по методу молекулярных орбиталей (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле?

Энергетика химических процессов (термохимические расчеты)

81. Вычислите количество теплоты, которое выделится при восстановлении Fе₂0₃ металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа. Ответ: 2543,1 кДж.

82. Газообразный этиловый спирт С₂Н₅ОН можно получить при взаимодействии этилена С₂Н₄ (г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предварительно вычислив ее тепловой эффект. Ответ:-45,76 кДж.

83. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термо­химических уравнений:

FеО(к)+СO(г)=Fе(к)+СO₂(г); DH=-13,18 кДж;

СO(г) + 0,5О₂(г)=CO₂(г); DН=-283,0 кДж;

Н₂(г)+ 0,5О₂(г) =Н₂О(г); DН=-241,83 кДж.

Ответ: +27,99 кДж.

84. При взаимодействии газообразных сероводорода и диоксида углерода образуются пары воды и сероуглерод CS₂(г). Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предварительно вычислите ее тепловой эффект. Ответ: +65,43 кДж.

85. Напишите термохимическое уравнение реакции между СО(г) и водородом, в результате которой образуются СН₄(г) и Н₂О(г). Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 67,2 л метана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 618.48 чДж-

86. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования NO? Вычислите теплоту образования NO, исходя из следующих термохимических уравнений:

4NН₃+5O₂(г)=4NO(г)+6Н₂О(ж); DН = –1168,80 кДж;

4NН₃+3O₂(г)=2N₂(г)+6Н₂О(ж); DН = –1530,28 кДж.

Ответ: 90,37 кДж.

87. Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных аммиака и хлороводорода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, предва­рительно вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 10 л аммиака в пересчете на нормальные условия? Ответ: 78,97 кДж.

 88. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования метана? Вычислите теплоту образования метана, исходя из следующих термохимических уравнений:

а) Н₂(г)+0,5О₂=Н₂О(ж);                      DН = –285,84 кДж

б) С(графит)+О₂(г)=СО₂(г);               DН = –393,51 кДж;

в) СН₄(г)+2О₂(г)=СО₂(г)+2Н₂О(ж); DН = –890,31 кДж.

Ответ: -74.88 кДж,

89. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования гидроксида кальция? Вычислите теплоту образования гидроксида кальция, исходя из следующих термохимических уравнений:

Са(к)+0,5О₂(г)=СаО(г); DН = –635,60 кДж;

Н₂(г)+0,5О₂=Н₂О(ж); DН = –285,84 кДж

СаО(к)+Н₂О(ж)=Са(ОН)₂(к); DН = –65,06 кДж;

Ответ: -986,50 кДж.

90. Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензола с образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вы­числите теплоту образования С₆Н₆(ж). Ответ: +49,03 кДж.

91. Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена С₂Н₂, если продуктами сгорания являются диок­сид углерода и пары воды? Ответ: 924,88 кДж.

92. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксид азота. Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 44,8 л NO в пересчете на нормальные усло­вия? Ответ: 452,37 кДж.

93. Реакция горения метилового спирта выражается термо­химическим уравнением

СН₃ОН(ж) +1,5О₂ =СО₂(г)+2Н₂О(ж); DН=?

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что молярная теплота парообразования СН₃ОН(ж) равна +37,4 кДж. Ответ: -726,62 кДж.

94. При сгорании 11,5 г жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С₂Н₅ОН(ж). Ответ:-277,67 кДж.

95. Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением

С₆Н₆(ж)+7,5О₂(г)=6СО₂(г)+ЗН₂О(г); DН=?

Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что молярная теплота парообразования бензола равна +33,9 кДж. Ответ: -3135,58 кДж.

96. Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моль этана С₂Н₆(г), в результате ко­торой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теп­лоты выделится при сгорании 1 м³ этана в пересчете на нор­мальные условия? Ответ: 63742,86 кДж.

97. Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением

4NH₃(г)+3О₂(г)=2N₂(г)+6Н₂О(ж); DН = –1530,28 кДж.

Вычислите теплоту образования NH₃(г). Ответ:–46,19 кДж/моль,

98. При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа FeS. Ответ: -100,26 кДж/моль.

99. При сгорании 1 л ацетилена (н.у) выделяется 56,053 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксида углерода. Вычислите теплоту образования С₂Н₂(г). Ответ: 226,75 кДж/моль.

100. При получении молярной массы эквивалента гидроксида кальция из СаО(к) и Н₂0(ж) выделяется 32,53 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция. Ответ: -635,6 кДж.

 

Химическое сродство

101. Вычислите DG⁰_x.p. для следующих реакций:

а) 2NaF(k)+С1₂(г)=2NаС1(к)+F₂(г)

б) РЬО₂(к)+2Zn(к)=РЬ(к)+2ZnO(к)

Можно ли получить фтор по реакции (а) и восстановить РЬО₂ цинком по реакции (б). Ответ: +313,94 кДж; -417,4 кДж,

102. При какой температуре наступит равновесие системы 4HCl(г)+O₂(г)=2H₂O(г)+2С1₂(г); DН=-114,42 кДж?

Хлор или кислород в этой системе является более сильным окислителем и при какой температуре? Ответ: 891 К.

103. Восстановление Fe₃О₄ оксидом углерода идет по уравнению

Fe₃О₄(к)+СО(г)=ЗFеО(к)+СО₂(г).

Вычислите DG⁰₂₉₈ и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно DS⁰₂₉₈ в этом процессе? Ответ: +24,19 кДж; -31,34 кДж/(моль´К).

104. Реакция горения ацетилена идет по уравнению

С₂Н₂(г)+2,5О₂(г)=2СО₂(г)+Н₂О(ж)

Bычислите DG⁰₂₉₈, DS⁰₂₉₈. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. Ответ: -1235,15 кДж; -216,15 Дж/(моль´К).

105. Уменьшается или увеличивается энтропия при переходах: а) воды в пар; б) графита в алмаз? Почему? Вычислите DS⁰₂₉₈ для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изме­нении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях. Ответ: а)118,78 Дж/(моль´К); б)-3,25 Дж/(моль´К).

106. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция Н₂(г)+СО₂(г)=СО(г)+Н₂О(ж); DН=-2,85 кДж. Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите DG⁰₂₉₈ этой реак­ции. Ответ: +!9,91 кДж.

107. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе 2NO(г)+О₂(г)«2NO₂(г)? Ответ мотивируйте, вычислив DG⁰₂₉₈ прямой реакции. Ответ: -69,70 кДж.

108. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ. вычислите DG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению NH₃(г)+HCl(г)=NH₄Cl(к). Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно? Ответ: -92,08 кДж.

109. При какой температуре наступит равновесие системы СО(г)+2Н₂(г)«СН₃ОН(ж); DН=–128,05 кДж. Ответ: »385,5 К.

110. При какой температуре наступит равновесие системы СН₄(г)+СО₂(г)=2СО(г)+2Н₂(г); DН=+247,37 кДж. Ответ: »961,9К.

111. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению 4NH₃(г)+5О₂(г)=4NO(г)+6Н₂О(г). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ:-957,77 кДж.

112. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению СО₂(г)+4Н₂(г)=СН₄(г)+2Н₂О(ж). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ:-130,89 кДж.

113. Вычислите DH⁰, DS⁰ и DG⁰_T реакции, протекающей по уравнению Fе₂O₃(к)+ЗН₂(г)=2Fe(k)+ЗH₂O(г). Возможна ли реакция восстановления Fе₂O₃ водородом при 500 и 2000 К? Ответ: +96,61 кДж; 138,83 Дж/К; 27,2 кДж; -181,05 кДж.

114. Какие из карбонатов: ВеСО₃, СаСО₃ или ВаСО₃ — можно получить при взаимодействии соответствующих оксидов с СО₂? Какая реакция идет наиболее энергично? Вывод сделайте, вычислив DG⁰₂₉₈ реакций. Ответ: +31,24 кДж; -130,17 кДж; -216,02 кДж.

115. Нa основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению СО(г)+3Н₂(г)=СН₄(г)+Н₂О(г). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ: -142,16 кДж.

116. Вычислите DH⁰, DS⁰ и DG⁰_T реакции, протекающей по уравнению ТiO₂(к)+2С(к)=Тi(к)+2СО(г). Возможна ли реакция восстановления TiO₂ углеродом при 1000 и 3000 К? Ответ: +722,86 кДж; 364,84 Дж/К; +358,02 кДж; -371,66 кДж.

117. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите DG⁰₂₉₈ реакции, протекающей по уравнению С₂Н₄(г)+3О₂(г)=2СО₂(г)+2Н₂О(ж). Возможна ли эта реакция при стандартных условиях? Ответ:-1331,21 кДж.

118. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fe₃О₄, протекающая по уравнению

Fe₃О₄(к)+СО(г)=ЗFеО(к)+СО₂(г); DH=+34,55 кДж.

Ответ: 1102,4 К.

119. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению

РСl₅(г)=РС1₃(г)+С1₂(г); DH=+92,59 кДж.

Ответ: 509 К.

120. Вычислите изменения энтропии для реакций, протекаю­щих по уравнениям:

2СН₄(г)=С₂Н₂(г)+ЗН₂(г)

N₂(г)+ЗН₂(г)=2NH₃(г)

С(графит)+О₂(г)=СО₂(г)

Почему в этих реакциях 0>DS⁰₂₉₈³0. Ответ: 220,21 Дж/К; -198,26 Дж/К; 2,93 Дж/К.

 

---

Дата добавления: 2019-09-02; просмотров: 147; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!