Ю.М. Коренев и др. - Задачи и вопросы по общей и неорганической химии с ответами и решениями (1114426), страница 2
Текст из файла (страница 2)
1) Запишите электронные конфигурации атомов, образующих зти молекулы и ионы. 2) Напишите электронные формулы (резонансные формы) этих молекул и ионов. 1.2. Строение молекул и ионов 9 3) Укажите тип гибридизации центрального атома и геометрию этих молекул и ионов. 1.2.10. Приведите примеры (по одному) пятиатомных молекул или ионов АХе, обладающих следующими пространственными конфигурациями: а) тетраэдр (угол ХАХ 109'); б) квадрат (угол ХАХ 90'); в) искаженная четырехугольная пирамида (углы ХАХ не равны). Объясните строение этих частиц, используя теорию отталкивания валентных электронных пар. 1.2.11.
Приведите примеры (по одному) четырехатомных молекул или ионов, обладающих следующими пространственными конфигурациями: а) треугольник (угол 120'); 6) треугольная пирамида (угол < 109'); в) Т-образная. Объясните строение этих частиц, используя модель отталкивания валентных электронных пар. 1.2.12. Основываясь на методе валентных связей, опишите геометрию следующих молекул и ионов и сравните эти частицы попарно: а) СО2 2и ЯО~~; б) С!Г~ и С!02; в) ВГ2 и С1Р2,.
г) Херт и ВеР2, д) СО2 и 802. Запишите электронные конфигурации атомов, образующих эти молекулы и ионы. 1.2.13. Длина связей (нм) в следующих молекулах и ионах состо- вляет: а) 5!О+ 5!О гэ'О 0,106 0,115 0,118 б) В2 С2 Х2 0,159 0,124 0,110 в) С2 Ср! Сй! 0,124 0,117 0,114 1) Постройте для этих молекул и ионов схемы молекулярных орбиталей (МО). 2) Вычислите кратность связи в этих частицах. 3) Объясните с позиций метода МО изменения межатомных расстояний в рядах а) и в). 4) Какие из указанных частиц парамагнитны? 5) Расположите частицы в каждом ряду (а — в) в порядке уменьшения прочности связи. 10 Глава 1. Строение атомов, молекул и ионов 1.2.14.
Энергия диссоциации (кДж моль ') следующих молекул и ионов составляет: а) Сг СХ С 51 605 761 1003 б) )~2 )~2 ~12 945 745 843 в) Хг Хг Сг Сг 945 745 605 527 1) Постройте для этих молекул и ионов схемы МО. 2) Вычислите кратность связи в этих частицах. 3) Объясните с позиций метода МО изменении энергии диссоциации молекул и ионов в приведенных ридах. 4) Какие из указанных частиц парамагнитны? 5) Расположите частицы в рядах а) и б) в порядке уменьшения межатомного расстояния.
1.2.15. Первые потенциалы ионизации 12 для молекулы Ог и атома О равны 12,06 и 13„60 эВ соответственно. 1) Постройте для молекулы Ог схему МО. 2) Используя эту схему, объясните различия в энергиях ионизации этих частиц. 3) Может ли существовать ион О~~? Ответ мотивируйте. 1.2.16. Энергии диссоциации Е (кДж ° моль ') и межатомные расстояния 0 (нм) для следующих молекул и ионов равны: а) 02 Ог Ог б) Рг Рг+ Рг Е 494 642 394 Е 155 320 117 И 0,121 0,112 0,132 И 0,142 0,133 0,150 1) Постройте для этих молекул и ионов схемы МО.
2) Объясните с позиций метода МО изменения энергии диссоциации и межатомных расстояний. 1.2.17. Энергии присоединения электрона к частицам Мг и СХ равны -2,8 и 3,82 эВ соответственно. 1) Постройте для этих молекул схемы МО. 2) С помощью этих схем объясните экспериментальные данные по энергиям сродства к электрону. 3) Используя схемы МО, объясните, для какой из молекул, Хг или СХ, энергия диссоциации больше. 4) Может ли существовать ион Хг~? Ответ мотивируйте.
Глава 2 СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ Во всех задачах данного раздела рассматриваются только замкнутые системы, в которых отсутствует материальный обмен с окружающей средой при постоянстве объема реакционного пространства. 2.1. Закон действующих масс. Кинетические уравнения 2.1.1. Используя приведенные данные по периодам полураспада радионуклидов, определите отношение констант скоростей реакций радиоактивного распада для следующих пар радионуклидов: а) юоР5 и оээ11; б) тот'У~ и тэвП; в) юхРо и ю4В~; г) ю4В) и ю4ра. юоР5 тзог1 юхть ютРо аыВ; ю4На Период 233 45 10о 14 101о 3 10 т 19'7 3'65 полураспада, Тцт года лет лет мин сут 310 с 2.1.2. Период полураспада изотопа нн1 равен 8 сут. Через сколько времени активность препарата иода составит 10% от начальной? 2.1.3. В образце древесных остатков '4 С обнаруживает радиоактивность 10 раси.
мин 1 г ' (распадов в минуту 1 г вещества) по сравнению с 15 раси. мин г ° г ' в образце современного дерева. Определите возраст этих остатков, если период полураспада '~С равен 5600 годам. 2.1.4. Какова размерность констант скорости для реакций а) нулевого, б) первого и в) второго порядков? 2.1.5. Как влияет катализатор на скорость прямой и обратной реакций: Нг(г.) + 1т(г.) ф 2НЦг.) 12 Глава 2.
Скорости химических ревкиий 2.1.6. Пусть до начала реакции 2МО(г.) + От(г.) -э 2ХОэ(г.) концентрации исходных веществ равны 0,02 и 0,01 моль л '. Скорость этой реакции можно описать уравнением и = )с [МО]~[От], где lс— константа скорости реакции, ?с = 0,2 лт моль э . с '. Вычислите скорость реакции в начальный момент времени и в момент, когда концентрация кислорода составит 0,005 моль .л 2.1.7. Константа скорости реакции А(г.) + В(г.) — э П(г.) равна 0,3 л моль ' .
с 1. Скорость реакции можно описать уравнением ю = (с [А][В]. Начальные концентрации реагентов равны 0,04 и 0,06 моль. л 1. Вычислите скорость реакции к моменту времени, когда концентрация вещества А уменыпится на 0,01 моль л '. 2.1.8. Реакция между газообразными оксидом азота(П) и водородом 2МО(г.) + Нт(г.) -+ 2ХОН(г.) протекает в две элементарные сталин: 2ХО(г.)~='эХэОэ(г.) (быстрая стадия) ее Нт(г.) +?1эОэ(г) — 'э 2ХОН(г.) (медленная стадия) Напишите для этой реакции кинетическое уравнение. 2.1.9. Во сколько рвз следует увеличить начальное давление, чтобы начальная скорость образования оксида азота(1Ч) по реакции 2ХО(г.) + Оэ(г.) -+ 2ХОэ(г.) возросла в 8 рвз? Скорость реакции можно описать уравнением в =?с [ХО]~[От].
2.2. Молекулярность и порядок химических реакций 2.2.1. Дайте определение молекулярности и порядка химических реакций. Приведите примеры моно-, бн-и тримолекулярных реакций, а также реакций 1, 2 и 3-го порядков. 2.2.2. Каков порядок реакции, если концентрация исходного веще- ства линейно уменьшается со временем? 2.2.3. Каков порядок реакции, если скорость реакции остается по- стоянной во времени? 2.2.4. Для реакции 1 + ОС! -+ С! + 01, происходящей при температуре 25'С в щелочной среде, получены следующие значения начальной скорости ое при разных концентрациях 1 , ОС! ое моль.л '.с г [1 ), моль ° л ' ~ОС! ], моль л 1 1 72 . 10-4 0,002 0,002 8,62 10 0,001 0,002 4,32 ° 10 а 0,001 0,001 1) Определите порядок реакции по каждому реагенту и суммарный порядок реакции. 2) Вычислите константу скорости реакции для данных условий эксперимента.
2.2.5. При изучении разложения щавелевой кислоты под воздей- ствием 99,5%-ной серной кислоты при 50'С получены следующие данные: Время, мин 0 120 240 420 600 900 1440 Концентрация НтСтОа, 2,50 2,10 1,77 1,36 1,05 0,65 0,31 ммоль л ' 1) Постройте график зависимости изменения концентрации НаСа04 от времени. 2) Оцените порядок реакции по щавелевой кислоте и константу скорости реакции. 2.3. Влияние температуры на скорость химических реакций.
Энергия активации 2.3.1. Для какой из реакций (с большей или меньшей энергией ак- тивации) повышение температуры увеличиваег ее скорость в боль- шей степени? 2.3.2. Вычислите энергию активации реакции, скорость которой при повышении температуры от 27 до 37'С возрастает точно в 2 раза. 2.3.3. Вычислите энергию активации реакции, для которой повы- шение температуры от 20 до 30'С приводит точно к трехкратному возрастанию скорости. уй 1 2 3 2.3. Влияние температуры на скорость химических реакций 13 14 Глава 2. Скорости химических реакций 2.3.4. Во сколько раз увеличится константа скорости реакции при повышении температуры на каждые 10'С, если повышение температуры системы на 50'С увеличивает скорость этой реакции в 1024 раза? 2.3.5. В реакции Нэ(г.)+1з(г.) + 2Н1(г.) исходные вещества взяты в стехиометрических количествах.
Как изменится скорость реакции (в предположении, что е = и [Нг] [1э] ) при повышении температуры на 50'С в случае, если 1/3 иода прореагировала? При повышении температуры на каждые 10'С константа скорости этой реакции увеличивается в 2,5 раза. 2.3.6. При кинетическом исследовании газофазной реакции М(г.) + От(г.) -+ ХО(г.) + 0(г.) получены следующие константы скорости: Т,К 683 747 833 910 и 10 'е, мл .моль ~ с ' 4,18 6,91 11,90 17,70 Постройте график зависимости!и и от 1/Т и оцените энергию активации данной реакции. 2.3.7. При кинетическом исследовании термического разложения оксида азота(Ч) ХэОа(г.) -э 2МОэ(г.) + 1/20т(г.) экспериментально определены следующие константы скорости ре- акции: Температура, 'С 67 87 107 117 Константа скорости к, с ' 0,0060 0,0456 0,2820 1,4500 Постройте график зависимости 1и и от 1/Т и оцените энергию активации данной реакции.
2.3.8. Кристаллический перборат натрия разлагается в соответ- ствии с уравнением ХаВОз(кр.) -+ ХаВОг(кр.) + 1/2 Оэ(г.) (реакция 1-го порядка) Константы скорости реакции при Т~ —— 293 К и Тэ — — 308 К равны 0,6. 10 з и 4,1 10 эмин '. Вычислите: а) энергию активации этой реакции; б) время, в течение которого при 303 К разложится 99,99% пербората натрия. 2.3. Влияние температуры ка скорость химических реакций 15 2.3.9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
