Вопросы к коллоквиумам по неорганике часть 1 (1106586)
Текст из файла
Московский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваХимический факультетУтверждено методической комиссиейкафедры неорганической химиихимического факультетаМГУ имени М.В. ЛомоносоваВОПРОСЫ БАЗОВОГО УРОВНЯК КОЛЛОКВИУМАМПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИЧасть IМетодическое пособие по неорганической химиидля студентов I курсахимического факультета МГУ имени М.В. ЛомоносоваМосква, 2011Вопросы для настоящего пособия составлены преподавателями кафедрынеорганической химии химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносована основе многолетнего опыта. Вопросы базируются на материале, которыйрассматриваетсястудентами1курсаналекцияхисеминарахпонеорганической химии, а также практических занятиях.
Для систематизацииматериала и облегчения восприятия, вопросы представлены отдельнымиглавами. Каждая глава обычно посвящена одной группе Периодическойтаблицы или одной из основных теоретических тем, рассматриваемых в курсе.Перечисленные вопросы являются необходимыми требованиями к студентамдля сдачи коллоквиумов по соответствующим темам.Составители: к.х.н., доц. Е.И. Ардашникова, к.х.н., доц. Е.В. Карпова, к.х.н.,доц. Г.Н.
Мазо, к.х.н., доц. М.Е. Тамм, д.х.н., проф. А.В. Шевельков.Под редакцией д.х.н., проф. А.В. Шевелькова2ВОПРОСЫ К ТЕМЕ«НАЧАЛА ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ, ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ»1. Cистема, представляющая собой надутый водородом воздушный шарик,является открытой, закрытой или изолированной? Приведите примерсистемы другого типа.2. Сформулируйте первый закон термодинамики.
Запишите выражение I-гоначала термодинамики.3. Сформулируйте закон Гесса. Можно ли определитьоr H 298приведенныхниже реакций? Если да, то как, а если нет, то каких данных не хватает?а) Fe(тв) + Н2O(г) = FeO(тв) + Н2(г)Если известно, что:2Fe(тв) + O2(г) = 2FeO(тв)оrH 298=-544.8 кДж2Н2О(г) = 2H2(г) + O2(г)оrH 298=483.6 кДжб) SiH4(г) + 2O2(г) = SiO2(тв) + 2H2O(г)Если известно, что:Mg2Si(тв) + 4H2O(ж) = SiH4(г) + 2Mg(OH)2(тв)оrH 298(1)Mg2Si(тв) + 2O2(г) = SiO2(тв) + 2MgO(тв)оrH 298(2)Mg(OH)2(тв) = MgO(тв) + H2O(г)оrH 298(3)Для реакции а) приведите расчет, для реакции б) дайте ответ в общем виде.4. Какие условия в термодинамике называют стандартными? Можно лисказать, что значение Hо400 относится к стандартным величинам?5.
Дайте определение термину «энтальпия образования». Из приведенныхниже уравнений реакций укажите, изменение энтальпии какой реакцииназывается энтальпией образования серной кислоты.SO3(тв) + H2O(ж) = H2SO4(ж)S(ромб)+ 2O2(г) + H2(г) = H2SO4(ж)S(г) + 2O2(г) + H2(г) = H2SO4(ж)3S(тв) + 6HNO3(конц) = H2SO4(ж) + 6NO2(г) + 2H2O(ж)6. РассчитайтеfHооr H 298следующих реакций, используя табличные значениясоответствующих веществ:CrCl2(тв) + Н2(г) = Cr(тв) + 2HCl(г)2NOCl(г) = 2NO(г) + Cl2(г)Fe3O4(тв) + СO(г) = 3FeО(тв) + СO2(г)7. Напишите уравнения процессов, изменение энтальпии которых называют:а) энергией кристаллической решетки KCl;б) энергией гидратации К+в) потенциалом ионизации К;г) энергией сродства к электрону Cl;д) H атомизации К;е) H диссоциации Cl2;ж) энергией связи С-Н в молекуле СН4.8.
Рассчитайте энергию связи С-Н в молекуле СН4, если известно, чтооfH 298СН4(г) = -77.2 кДж/моль;одисH 298 Н2(г)Hато298 С(тв) = 714.8 кДж/моль;=431.6 кДж/моль.9. Каким образом, согласно представлениям классической термодинамики,энтропия связана с теплотой и температурой? Рассчитайте изменениеэнтропии при плавлении и кипении серы, еслиHопл=1.59 кДж/моль (приТпл=386К), Hокип = 9.21 кДж/моль (при Ткип= 718К).10. Как объяснить тот факт,что при плавлении энтропиявеществаувеличивается меньше, чем при испарении?11. Почему, в отличие от энтальпии, для энтропии возможно определениеабсолютного значения?12. Предскажите, не проводя вычислений, как изменится энтропия (увеличится,уменьшитсяилиостанетсянеизменной)врезультатепротеканияследующих процессов:а) PBr5(тв) = PBr3(г) +Br2(г)4б) SO3(ж) + H2O(ж) + aq = 2H+(р) + SO42-(р)в) CaО(тв) + CO2(г) =CaCO3(тв)г) MoO3(тв) + 3H2(г) =3H2O(г) + Mo(тв)13.
Какие факторы надо учитывать, чтобы судить о самопроизвольностипроцесса в неизолированных системах? Какая термодинамическая функциясвязывает энтальпию и энтропию системы?14. Каково должно быть значениедавлении,чтобы процессG системы при постоянной температуре ипротекалсамопроизвольно?Будет ливстандартных условиях при Т = 298 К протекать реакция разложения оксидамеди (II) с образованием оксида меди (I)? Рассчитайте температуру, прикоторой такая реакция проходит самопроизвольно (считатьr H°иrS°независящими от температуры). При расчетах используйте следующиеданные:Cu2O(тв)CuO(тв)O2(г)кДж/моль-173.2-162.00S°298, Дж/моль·K92.9342.63205fH°298,15.
Как изменение энергии Гиббса зависит от реальных условий – активности?Как рассчитать, зная парциальные давления и концентрации, активность:а) газов; б) чистых твердых веществ и жидкости; в) растворов?16. При каких условиях самопроизвольное протекание процесса завершится?Какое состояние системы называется равновесием? Что такое константаравновесия? Используя данные предыдущей задачи, рассчитайте давлениекислорода в равновесной системе Cu2O/CuO при температуре 800ºС.17. От каких факторов зависит константа равновесия? Каким образом можноизменить соотношение компонентов реакции, находящихся в равновесии?Напишите выражения для константы равновесия для этих реакций. Непроводя расчетов, предскажите, как изменится количество исходных5веществ в равновесии, если: а) увеличить температуру, б) увеличитьдавление.СО(г) + Cl2(г) = COCl2(г)rH°<0NH4NO3(тв) = N2O(г) + H2O(г)rH°>0Ba2+(р) + SO42-(р) = BaSO4(тв)rH°<0H2(г) + Cl2(г) = 2HCl(г)rH°<018.
Определите, будет ли оксид марганца MnO окисляться до Mn3O4 приТ = 800 К и р(О2) = 10-2 атм? При расчетах используйте следующие данные:fH°298,кДж/мольS°298, Дж/моль·KMnO(тв)Mn3O4(тв)O2(г)-385.1-1387.6061.5154.82056ВОПРОСЫ К ТЕМЕ«ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ, ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ И РАСТВОРЫ»1. Дайте определения терминам «фаза», «независимый компонент», «степеньсвободы»? Может ли число фаз, независимых компонентов, степенейсвободы быть произвольными вравновесной системе, как они связанымежду собой? Определите число фаз, независимых компонентов и степенейсвободы в системах, состоящих из:а) насыщенного раствора КCl, кристаллов КCl и водяного пара надраствором;б) насыщенного раствора K2Cr2O7, льда, кристаллов K2Cr2O7 и водяногопара над раствором;в) смеси твердых кристаллогидратов CaCl2·6H2O и CaCl2·4H2O, растворахлорида кальция и насыщенного водяного пара;г) смеси твердых оксидов CuO и Cu2O и газообразного кислорода;д) карбоната магния и продуктов его разложения;2.
Изобразите схему Р-Т фазовой диаграммы воды. Укажите на диаграмме:а) линии, соответствующие зависимости давления насыщенного пара наджидкостью, над твердым веществом; б) тройную точку; в) областьсуществования твердой фазы. Какое равновесие осуществляется при Т и Р,соответствующих тройной точке? Что такое температура кипения, от какихфакторов она зависит?3. На рис. 1 представлена Т-х диаграмма системы Н2О – NH4HF2.а) Для каждой области диаграммы укажите фазовый состав. Какиезависимости представляют собой линия а-e-c, b-e-d?б) Определите состав эвтектики.в) Нарисуйте кривые охлаждения для расплавов состава 30 мол.% Н2О. Длякаждого излома на кривой укажите, как меняется число степеней свободысистемы при этих температурах.7г) Определите по диаграмме максимальную растворимость (концентрациюнасыщенного раствора) соли при Т =50 оС.д) Можно ли очистить эту соль от примеси незначительного количестваNaCl методом перекристаллизации.
Ответ поясните.мол.% NH4HF2Рис. 1. Т-х фазовая диаграмма системы Н2О – NH4HF2.4. Какие способы выражения концентраций Вы знаете? Какие из нихиспользуютсяприопределениивеличиныосмотическогодавления,понижении давления пара над раствором (закон Рауля), изменениятемператур кипения и замерзания? Не проводя расчетов, определите,температура замерзания какого раствора выше 1) 0.1%-го водного раствораглюкозы или мочевины; 2) 0.01%-го раствора глюкозы или фруктозы;3) 0.1 моляльного раствора глицерина или этиленгликоля?5. Какие свойства растворов называются коллигативными? Для какихрастворов справедливы законы Рауля?6.
Как соотносятся величины (>, <, =) а) давления насыщенного пара воды надрастворами, б) температуры замерзания и в) температуры кипения для:1) 0.01 М раствора глюкозы; 2) 0.01М раствора NaCl; 3) 0.01М раствораBaI2?87. От каких факторов зависит степень диссоциации электролитов? Расставьтев порядке возрастания степени диссоциации следующие растворы: 0.1 Мводный раствор КОН; 0.1 М спиртовой раствор КОН; 0.1 М водный растворNH3; 0.01 М водный раствор NH3.8.
Что такое «сильные кислоты» и«слабые кислоты». Выберите из этогосписка кислот - сильные: H2SO4; H2S; HCN; HNO2; HClO; HClO4; HF, HI,CH3COOH.9. Допишите приведенные ниже реакции и запишите их в ионной,сокращенно-ионной форме. Какие равновесия сильно смещены в сторонупродуктов реакции («идут практически до конца»)?Na2CO3 + HCl =RbOH + HNO3 =FeS + H2SO4 =KNO3 + BaCl2 =Al(OH)3 + NaOH =Cu(OH)2 + NH3 =FeCl3 + KOH =Na2[Zn(OH)4] + H2S =10.
Определите значение рН среды: а) 0.01 М раствора HCl, б) 0.01 М раствораКОН, в) чистой воды, г) 0.01 М раствора HNO2 (Ка=5.1·10-4).11. Напишите уравнение реакции, константой равновесия которой являетсяПР Са(ОН)2. Какой объем воды потребуется для растворения 1 г Са(ОН) 2?Каково значение рН насыщенного раствора Са(ОН)2 (ПР = 5.5·10-6)?12. Какие процессы называются «гидролизом солей»? Приведите пример соли,гидролизующейся: а) по катиону, б) по аниону, в) подвергающуюсяполному гидролизу. Напишите уравнения реакций в полной, ионной исокращенно-ионной форме.
Определите значение рН 0.01М раствора КNO2.(Ка(HNO2) = 5.1·10-4).13. От каких факторов зависит степень гидролиза? Сравните значения рН(>, <, =) растворов одинаковой молярности: а) FeCl2 и FeCl3; б) KNO2 иKNO3. Напишите уравнение реакции:AlCl3 + Na2CO3 + H2O =CuSO4 + Na2CO3 + H2O =914. Дайте определения понятия кислоты и основания в теории БренстедаЛоури.
Укажите сопряженные пары кислот и оснований в следующихреакциях:HNO2 + H2O =NH3 + H2O =CO32- + H2O =Al(H2O)63+ + H2O =HCO3-+ H2O =15. Какую массу очищенной соли можно получить из 200 г 40%-го раствораKNO3, если раствор охладить до 10°С (растворимость 21.2 г на 100 г воды).Будет ли соль содержать примесь KCl, если исходный раствор содержал 12гхлорида калия, а его растворимость при 10°С равна 31.2 г на 100 г воды. Вкаких случаях методом перекристаллизации можно очистить вещества отрастворимых примесей?10ВОПРОСЫ К ТЕМЕ«СТРОЕНИЕ АТОМА, ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН, ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ»1. Что такое атом? Из чего он состоит? Что такое массовое число? Что такоерадиоактивность и период полураспада? Приведите пример реакциирадиоактивного распада.2.
Что такое квантовые числа, какие значения они принимают и какиесвойства определяют?3. Дайте определение понятию «орбиталь». Какими квантовыми числамиполностью определяется орбиталь и электроны на ней? Как изменяетсяотносительная энергия орбиталей, в чем смысл правила Клечковского?4. Что определяется принципом Паули и правилами Хунда? Приведитеэлектронную конфигурацию S, Cr, Ge, Br, Rb, Ti3+, Fe3+, P3+, начиная отпредшествующего благородного газа.5. Чемопределяетсяпериодичностьсвойствэлементов?Приведитесовременную формулировку Периодического закона.
Укажите местарасположения металлов и неметаллов, s-, p-, d-, и f-элементов вПериодической системе.6. Обсудите следующие основные свойства химических элементов: атомныйрадиус,первыйпотенциалионизации,сродствокэлектрону,электроотрицательность. Каковы основные тенденции изменения этихвеличин в группах и периодах?7. Что такое химическая связь? Какие силы объединяют атомы в молекулы?Каковы основные параметры химической связи? Назовите основные типыхимической связи.8. Что такое ковалентная связь? Каковы основы метода валентных связей(МВС)? Как определяется взаимодействие атомов в схеме Льюиса? Чтотакое донорно-акцепторное взаимодействие? Приведите структуры Льюисадля молекул HF, PF3, CCl4, COCl2.119. Обсудите понятия «кратность связи», «правило октета», «насыщаемостьсвязи», «поляризуемость связи»? Что такое направленность ковалентнойсвязи,гибридизация?Приведитепримерымолекулсsp3иsp2гибридизацией.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
