Ответы на 1 и 2 вопросы экзамена за 1 курс (1092298), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Константой равновесия называется отношение констант скоростей прямой и обратной реакций при постоянной температуре. Её величина может быть рассчитана как отношение произведения равновесных концентраций продуктов реакции, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, к произведению равновесных концентраций исходных веществ, также взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам.Константа равновесия зависит от природы реагирующих веществ и температуры и не зависит от концентрации реагирующих веществ.Для равновесной системы, если реакция протекает в гетерогенных условиях, напримерСaCO_3(к)  СaO_(к) + CO_2(г),выражение константы равновесия будет иметь вид K=[CO₂]_p, так как концентрации твердых веществ (CaCO₃ и CaO),определяемые числом молей вещества в единице его объема, есть величины постоянные и в выражении K не пишутся

27-1. Область в пространстве, в которой вероятность пребывания электрона максимальна, называется орбиталью. Следовательно, орбиталь - это волновая функция, характеризующая состояние электрона. Поэтому для каждой заданной волновой функции существует граничная поверхность, внутри которой сосредоточена определенная доля электронного заряда. Максимальная электронная плотность отвечает наибольшей вероятности нахождения электрона. Следовательно, понятие "орбиталь" подразумевает форму электронного облака, которая меняется в зависимости от плотности отрицательного заряда. Орбитали могут отличаться одна от другой энергией, необходимой для удаления отрицательного заряда, формой электронного облака и ориентацией электронного облака относительно центра симметрии - ядра атома. Итак, каждая орбиталь и электрон, находящийся на этой орбитали, характеризуются тремя квантовыми числами: главным, побочным и магнитным. Главное квантовое число n характеризует энергию и размеры орбитали и электронного облака, принимает значения целых чисел – от 1 до бесконечности (n = 1, 2, 3, 4, 5, 6…). Орбитали, имеющие одинаковые значения n, близки между собой по энергии и по размерам, они образуют один энергетический уровень. Побочное (орбитальное) квантовое число l характеризует формы орбиталей и облаков, принимает значения целых чисел от 0 до n – 1. Магнитное квантовое число m_l характеризует ориентацию орбиталей (электронных облаков) в пространстве и принимает значения целых чисел от –l через 0 до +l. Число значений ml определяет число орбиталей на подуровне, например: s-подуровень: l = 0, m_l = 0 – одна орбиталь; p-подуровень: l = 1, m_l = –1, 0, +1 – три орбитали; d-подуровень: l = 2, m_l = –2, –1, 0, +1, +2 – пять орбиталей. Энергетический подуровень — совокупность орбиталей с одинаковыми значениями главного и орбитального квантовых чисел. Энергетический подуровень обозначается латинскими буквами: s, p, d, f .S-орбитали – круглые, p-гантелеобразные. Магнитное квантовое число – это целое число, обозначающее номер уровня и характеризующее расположение орбитали в пространстве. Количество орбиталей в s-0, в p-1, в d-2, в f-3.

27-2. . В основе термохимических расчетов лежит закон Гесса. Тепловой эффект (∆Н) химической реакции (при постоянных Р и Т) не зависит от пути ее протекания, а зависит от природы и физического состояния исходных веществ и продуктов реакции.Следствия из закона Гесса1.Тепловые эффекты прямой и обратной реакций равны по величине и противоположны по знаку.2.Тепловой эффект химической реакции (∆Н) равен разности между суммой энтальпий образования продуктов реакции и суммой энтальпий образования исходных веществ, взятых с учетом коэффициентов в уравнении реакции. ЭНТАЛЬПИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СЛОЖНОГО ВЕЩЕСТВА равна энтальпии реакции образования одного моль этого вещества из простых веществ. стандартное давление для газов, жидкостей, и твёрдых тел, равное 10⁵ Па стандартная температура для газов, равная 273,15 К (0°С) стандартная молярность для растворов, равная 1 моль•кг^-1 .

28-1. Вода относится к очень слабым электролитам (K_дис. = 1,8  10^-16). Произведение [Н⁺]  [ОН^-] = 10^-14 при t = 22 ^oC постоянно для чистой воды и водных растворов различных веществ. Возможность и скорость протекания реакций в водных растворах в большей степени зависит от концентрации [Н⁺], поэтому эта величина имеет большое значение. Для удобства используют не величину [Н⁺], а водородный показатель рН = -lg[Н⁺].КH2O = 1.10-4 Данная константа для воды называется ионным произведением воды, которое зависит только от температуры.При диссоциации воды на каждый ион Н+ образуется один ион ОН-, следовательно, в чистой воде концентрации этих ионов одинаковы: [Н+] = [ОН-]. Кислотность растворов обычно выражают через концентрацию ионов Н⁺. В кислых растворах [Н⁺] > 10^-7 моль/л, в нейтральных [Н⁺] = 10^-7 моль/л, в щелочных [Н⁺] < 10^-7 моль/л. Чтобы не писать числа с показателем степени, кислотность раствора часто выражают через отрицательный логарифм концентрации ионов водорода, называя эту величину водородным ателем и обозначая ее рН:pН = -lg[Н⁺]. Величина рН впервые была введена датским химиком С. Серенсоном. Буква “р” - начальная от датского слова potenz (степень), “Н” - символ водорода.В кислых растворах рН < 7, в нейтральных рН = 7, в щелочных pH > 7.

28-2. Дипольный момент связи (m) - векторная величина, характеризующая полярность связи: |m| = l·q, где l - длина связи, q - эффективный заряд, который приобретают атомы при смещении электронной плотности. Вектор дипольного момента направлен от положительного заряда к отрицательному. При векторном сложении дипольных моментов всех связей получают дипольный момент молекулы. Молекулы с отличным от нуля дипольным моментом называются полярными. Величина дипольного момента сильно влияет на свойства полярных молекул и веществ, построенных из таких молекул. Полярные молекулы поляризуются вэлектрическом поле, устанавливаясь по силовым линиям поля, ориентируются вэлектических полях, создаваемых ионами в растворах, взаимодействуют между собой, замыкая свои электрические поля. Дипольный момент образуется за счет смещения центров положительного и отрицательного зарядов на некоторую величину l, называемую длиной диполя. Чем более полярны молекулы, чем значительнее смещены валентные электронные пары к одному из атомов, тем больше ?. И наоборот, если электрическая ассиметрия молекул незначительна, то величина ? невлика ..Для системы из двух частиц дипольный момент ? равен: ? = el. Где e- величина заряда;l- расстояние между центрами. Однако, определяя разу величину дипольного момента, мы не знаем ни величины заряда e, локализованного в полярной молекуле, ни расстояния между центрами. Полярные: NH3, PCl3, HCl. Неполярные: BCl3,CH4. Ядро свободного атома водорода окружено сферически симметричным электронным облаком, образованным 1 s-электроном. При сближении атомов до определенного расстояния происходит частичное перекрывание их электронных облаков (орбиталей). В результате между центрами обоих ядер возникает молекулярное двухэлектронное облако, обладающее максимальной электронной плотностью в пространстве между ядрами; увеличение же плотности отрицательного заряда благоприятствует сильному возрастанию сил притяжения между ядрами и молекулярным облаком.Итак, ковалентная связь образуется в результате перекрывания электронных облаков атомов, сопровождающегося выделением энергии. Если у сблизившихся до касания атомов водорода расстояние между ядрами составляет 0,106 нм, то после перекрывания электронных облаков (образования молекулы Н₂) это расстояние составляет 0,074 нм . Обычно наибольшее перекрывание электронных облаков осуществляется вдоль линии, соединяющей ядра двух атомов. Химическая связь тем прочнее, чем больше перекрывание электронных орбиталей. В результате возникновения химической связи между двумя атомами водорода каждый из них достигает электронной конфигурации атома благородного газа гелия. НАСЫЩАЕМОСТЬ — характерное свойство ковалентной связи. Она проявляется в способности атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей. Это связано с тем, что одна орбиталь атома может принимать участие в образовании только одной ковалентной химической связи. Данное свойство определяет состав молекулярных химических соединений. Так, при взаимодействии атомов водорода образуется молекула Н2, а не Н3. С точки зрения МВС третий атом водорода не может присоединиться, так как спин его электрона окажется параллельным спину одного из спаренных электронов в молекуле. Способность к образованию того или иного числа ковалентных связей у атомов различных элементов ограничивается получением максимального числа неспаренных валентных электронов.НАПРАВЛЕННОСТЬ — свойство ковалентной связи, определяющее геометрическую структуру молекулы. Причина направленности связи заключается в том, что перекрывание электронных орбиталей возможно только при их определенной взаимной ориентации, обеспечивающей наибольшую электронную плотность в области их перекрывания. В этом случае образуется наиболее прочная химическая связь.

29-1. Влияние температуры на скорость химической реакции. Зависимость скорости реакции от температуры приближенно может быть выражена правилом Вант-Гоффа, согласно которому при увеличении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза. Если известна скорость химической реакции v₁ при температуре T₁, то скорость этой реакции при температуре T₂ может быть вычислена по формуле ,где  - температурный коэффициент скорости химической реакции, равный 2-4. Энергия активации. Аррениус ввел в обиход химиков очень важное понятие энергии активации (E_a) – это та минимальная энергия, которой должна обладать молекула (или пара реагирующих молекул), чтобы вступить в химическую реакцию. Энергию активации измеряют обычно в джоулях и относят не к одной молекуле (это очень маленькая величина), а к молю вещества и выражают в единицах Дж/моль или кДж/моль. Если энергия сталкивающихся молекул меньше энергии активации, то реакция не пойдет, а если равна или больше, то молекулы прореагируют.

29-2. Гидролиз – это ионно-обменная реакция между водой и растворенным в ней веществом. Гидролизу подвергаются соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой; слабым основанием и сильной кислотой; слабой кислотой и слабым основанием. Соли, образованные многоосновными кислотами или многоатомными основаниями гидролизуются ступенчато, образуя на первой ступени кислые или основные соли. Вторая ступень идет в гораздо меньшей степени, чем первая. Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (I ступень):

Na₂CO₃ + HOH ⇄ NaHCO₃ + NaOH;

2Na⁺ + C + HOH ⇄ HCO₃^- + 2Na⁺ + OH^-;

C + HOH ⇄ HCO₃^- + OH^-.

В результате гидролиза образуется избыток гидроксид-ионов, поэтому раствор карбоната натрия имеет щелочную реакцию со значением рН > 7.

2. Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (I ступень):

ZnCL₂ + HOH ⇄ ZnOHCl + HCl;

Zn²⁺ + 2Cl^- + HOH ⇄ ZnOH⁺ + 2Cl^- + H⁺;

Zn²⁺ + HOH ⇄ ZnOH⁺.

В этом случае происходит гидролиз по катиону. В результате гидролиза образуется избыток ионов водорода, поэтому раствор соли имеет кислую реакцию со значением рН < 7.

Гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой:

CH₃COONH₄ + HOH ⇄ CH₃COOH + NH₄OH;

CH₃COO^- + NH₄⁺ + HOH ⇄ CH₃COOH + NH₄OH.

Вэтом случае гидролиз происходт как по аниону,так и по катиону. Реакция раствора практически нейтральна и значение рН близко к 7.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)