Ю.М. Коренев и др. - Задачи и вопросы по общей и неорганической химии с ответами и решениями (1114426), страница 45
Текст из файла (страница 45)
9.3.9. Константы устойчивости комплексных ионов соответственно равны: а) [Х!(ХН ) ]г+ и [Х!(ОН)]+ 6. 10»о и 4 10в б) [Ге(ОН)]+ и [ГеС1»]г 6 ° 10»з и 2,7 в) [Мп(ХНз)г]г+ и [Мп(ОН)]+ 2 10 и 2 10 г) [Со(ХНз)в]г+ и [Со(ОН)]+ 1,3 10 и 3 ° 10 Напишите для каждого комплекса по два типа реакций, позволяющих разрушить этот комплекс. Глава 10 ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА. НАЧАЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ 10.1. 1) Объясните возникновение энергетических зон в кристаллах. 2) Определите понятия «валентная зона», «запрещенная зона» и «зона проводимости». 3) Можно ли считать валентную зону дискретной? 10.2. 1) Какие свойства отличают металл от диэлектрика? 2) Какие свойства отличают полупроводник от металла? 3) Как влияет свет на злектропроводность металла и полупроводника? 4) Какие свойства отличают диэлектрик от полупроводника? 5) Почему электропроводность полупроводника с ростом температуры увеличивается, а металла изменяется мало? 10.3.
Какими способами можно определить стехиометрический со- став твердого неорганического соединения? 10.4. Какую информацию о кристалле можно получить с помощью нейтроно-, электроно- и рентгенографических методов? 10.5. Какими методами можно определить степень окисления эле- мента в соединении? Ответ проиллюстрируйте примерами. 10.6. Какие из следующих соединений могут иметь достаточно широкую область гомогенности: оксиды вольфрама, оксид магния, оксид кремния, сульфид циркония, нитрид циркония, оксцд меди(1), оксид сурьмы(111)? 10.7.
Структура шпинели МцМ~~~~О«может рассматриваться как кубическая плотнейшая упаковка анионов Оз, при этом 1/8 тетраэдрических пустот занята катионами М~+, а 1/2 октэздрических пустот — катионами М +. Какие требования предъявляются к размещению катионов Ме» и Мз+ в кристаллической решетке в со- 300 Глава 10. Химия твердого тела ответствии с ТКП? Какие конкретные катионы могут выполнять роль М~+ и М +? Приведите примеры. 10.8. Используя концепцию плотнейшей шаровой упаковки и представления ТКП, определите, к какому типу шпинели (нормальная или обращенная) относятся следующие кислородные соединения: Еез04 и МпеОа. Определите магнитные моменты этих шпинелей (как разность числа неспаренных электронов ионов, находящихся в октаэдрическом и тетраэдрическом окружениях).
10.9. Как распределены катионы по октаэдрическим и тетраэдрическим пустотам в шпинелях следующего состава: а) СиСгз04,. б) РеСга04, .в) ЕпРезОа, .г) СоЕез04, д) СоСг204? Определите магнитные моменты этих шпинелей (как разность числа неспаренных электронов у ионов, находящихся в октаэдрическом и тетраэдрическом окружениях). 10.10.
Различается ли распределение катионов по октаэдрическим и тетраэдрическим пустотам в шпинелях М8РезОа и М8СгзОа? 10.11. Напишите уравнения квазихимической реакции образования дефектов в кристалле АВ при поглощении им избытка компонента А из газовой фазы. 10.12. Напишите уравнения квазихимической реакции образования дефектов в кристалле АВ при сохранении однофазной структуры, но при частичной потере: а) компонента А; б) компонента В. 10.13. Что произойдет с кристаллом НаС1 при нагревании: а) в атмосфере хлора; б) с парами натрия? Напишите уравнения соответствующих квазихимических реакций.
10.14. Какой тип проводимости приобретает кристалл Х10 при нагревании в атмосфере с высоким давлением кислорода? Напишите уравнение квазихимической реакции. 10.15. Для кристалла флюорита СаЕз характерно структурное саморазупорядочение (самопроизвольное образование дефектов) по Френкелю в узлах (потеря фтора). Напишите уравнение квазихимической реакции образования дефектов в кристалле флюорита. 10.16. Для кристалла Сг1Б характерно структурное саморазупорядочение (самопроизвольное образование дефектов) по Шоттки.
Напишите уравнение квазихимической реакции образования дефектов в кристалле сульфида кадмия. Глава 10. Химия твердого тела 301 10.17. Почему ХпО желтеет при выдерживании в условиях достаточно высокой температуры и низкого парциального давления кислорода? Напишите уравнения соответствующих квазихимических реакций. 10.18. Как изменяются состав, окраска и электропроводность образцов %0 и ХпО при нагревании в условиях различных парциальных давлений кислорода, но при одинаковой температуре? 10.19. Напишите уравнения квазихимических реакций, которыми можно описать растворение: а) СаО в Х707, б) Б в СЖ; в) СаС17 в АяС1, если в результате плотность нового материала уменьп5ается.
Какой тип проводимости имеет каждый из этих новых материалов? 10.20. Напишите уравнения квазихимических реакций, которыми можно описать растворение: а) Багз в СаГт, б) Хп в ХпО, если в результате плотность нового материала увеличивается. Какой тип проводимости имеет каждый из этих новых материалов? 10.21.
Какой тип проводимости характерен для кристалла МяО, легированного: а) ?эатО; б) А!705? Какой тип проводимости приобретает легированный кристалл после дополнительной термообработки в атмосфере с повышенным давлением кислорода? Напишите уравнения соответствующих квазихимических реакций. 10.22. Какой тип проводимости характерен для кристалла Хг07, легированного: а) СаО; б) У705? Какой тип проводимости приобретает легированный кристалл после дополнительной термообработки в атмосфере с повышенным давлением кислорода? Напишите уравнения соответствующих квазнхимических реакций.
10.23. Объясните, почему при растворении От в кристалле оксида нттрия появляется значительная ионная проводимость. Напишите уравнения соответствующих квазихимических реакций. 10.24. При изготовлении изделий из оксида алюминия наблюдается плохая спекаемость оксида из-за низкой подвижности атомов кислорода в решетке А1705. Предложите легируюшую добавку, способную повысить подвижность атомов кислорода в решетке оксида.
Напишите уравнения соответствующих квазихимических реакций. 10.23. Объясните, почему в любой точке области гомогенности (Т10о,557 Т!07Л75 включая область стехиометрического состава) экспериментально определенная плотность оксида титана(П) на 302 Глава 10. Химия твердого тела 15% ниже рассчитанной плотности ПО со структурой типа ХаС1. Какие особенности электронного строения атома титана обусловливают врыхлостьв кристаллической структуры монооксида титана? 10.26. Оксид железа(11) характеризуется широкой областью гомогенности, не включающей мольный состав Ре: О = 1: 1.
В каких условиях можно получить оксид РеО стехнометрического и обычного (нестехнометрического) состава? Напишите уравнения реакций. Учитывая дефектность структуры нестехиометрического оксида РеО, объясните, каким образом в этой структуре достигается компенсация теоретически прогнозируемого нарушения злектронейтральности этого соединения. Глава 11 ПРИМЕРЫ КОНТРОЛЬНЫХ И ЭКЗАМЕНАЦИОННЫХ РАБОТ 1 семестр Контрольная работа Ф1 1. Найдите 73Н~м превращения газообразного НС! в гидратированные ионы Н+ и С1 при растворении в большом количестве воды, если: 7хН'ээ диссоциации НС1(г.) на Н+(г.) и С1 (г.) 1394 кДж моль 1 йНзэв г"дратации Н+(г.) — 1108,8 кДж моль ЬНтээ гидратации !4а~(г.) — 422,6 кДж моль ' ЬНтэа растворения г!аС!(кр.) 33,5 кДж-моль 1 Энергия кристаллической решетки МаС!(кр.) 788,3 кДж моль ' 2. При действии смеси газообразных НС1 и НзО (общее давление равно 1 атм) на СоО(кр.) прн 1000 К реакция СоО(кр.) + 2НС!(г.) — СоС1з(кр.) + НзО(г.) протекает слева направо.
Состояние равновесия достигается при содержании в газовой смеси 23,4 об. % НС1. а) Рассчитайте Кр и 11„0т при 1000 К. б) Определите, увеличивается или уменьшается энтропия реакции. в) В какую сторону смещается равновесие прн понижении температуры? 3. Известны два оксида меди: СпО и Сиз О. На основании термодинамичесхих расчетов определите: а) тепловой эффект реакции разложения СпО до СТО при стандартных условиях и Т = 298 К; 304 Глава 11.
Примеры контрольных и экзаменационных работ б) какой из оксидов преимущественно образуется при окислении меди при 1000'С и давлении кислорода 0,2 атм? Сп(кр.) Ог(г.) СпгО(кр.) СпО(кр.) ?5ГНгдд кДж/моль 0 0 173 0 162 0 Ягдд, Дж/(моль К) 33,2 205,0 92,9 42,6 Примите, что /5? Нт и от не зависят от температуры. Контрольная работа Л~2 1. а) Давление насыщенного пара воды над 1%-ным водным раствором слабого электролита АВ (М„= 100) равно 79,45 мм рт.
ст. при 47'С (давление насыщенного пара воды при этой температуре составляет 79,60 мм рт.ст.). Определите степень диссоциации АВ и осмотическое давление этого раствора (р = 1 г/смз) при 47'С. б) Не проводя расчетов, дайте обоснованный ответ, одинакова ли температура начала кипения водных растворов неэлектролитов С и Р (Мо ф Мп), имеющих одинаковые моляльные концентрации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
