Решение задач по химии

1.Рассчитать теплоту сгорания этилена в кДж/м3. Вода образуется в газообразном состоянии

С2Н4 + 3О2 > 2СО2 + 2Н2О(г)

ДН0 = 2(-393,5кДж/моль) + 2(-241,8кДж/моль) - 52,3кДж/моль = - 787 кДж - 483,6 кДж - 52,3 кДж = - 1322,9 кДж

Тепловой эффект в пересчете на м3 равен: 44,64*1322,9 = 59054,3 кДж.

2.Вычислить ДG реакции

2HF(г) + 1/2O2(г) > F2(г) + Н2О(ж).

Определить принципиальную ее возможность протекания при стандартных условиях и при 5000С.

ДG0 = ДG0(Н2О(ж)) - 2ДG0(HF(г)) =-237,2 - 2(-272,8) =-237,2кДж + 545,6кДж = + 308,4 кДж

ДG 0, следовательно реакция не протекает самопроизвольно при стандартных условиях.

3. Сколько граммов 30% раствора соли потребуется для приготовления 1 л 5% раствора, с = 1,03 г/мл?

Ответ: для приготовления 1 л 5% р-ра необходимо 171,6 г 30% раствора.

4. При какой температуре будет замерзать раствор, содержащий 20 г сахара С12Н22О11 в 200г воды?

Ответ: раствор замерзнет при - 0,5430С.

5. Закончить уравнение реакции: Zn(OH)2 + HCl >. Написать ионное уравнение.

Zn(OH)2 + 2HCl > ZnCl2 + 2H2О

Zn2+ + 2OH- + 2H+ + 2Cl- > Zn2+ + 2Cl- + 2H2О

6. Вычислить электродный потенциал магния в 0,5 М растворе соли MgCl2

Е = Е0 - lnC

Е0(Mg2+/Mg) = -2,363 В

Е=-2,363В-ln0,5=-2,363В-(0,0128*(-0,69))=-2,363В+0,0089В=-2,354В

Ответ: - 2,354 В.

7. Рассчитать ЭДС элемента: (-)Са/СаСl2//CrCl3/Cr(+). Концентрация ионов: [Са2+] = 0,001 моль/л, [Cr3+] = 1 моль/л. Вычислить ДG процесса и указать возможность работы этого элемента

Са/СаСl2 [Са2+] = 0,001 моль/л

Е = Е0 - lnC

Е0(Са2+/Са) = -2,866 В

R = 8,3 Дж/мольК

Т = 250С = 298К, n = 2,

F = 96485,34 Кл/моль.

Е = - 2,866 В - ln0,001 =-2,866-(0,0128*(-6,9))=-2,866+0,088=-2,778В

CrCl3/Cr [Cr3+] = 1 моль/л

Е = Е0 - lnClnC = ln(1моль/л) = 0, значит:

Е = Е0 = - 0,744 В

ЭДС = Е(Cr3+/Cr) - Е(Са2+/Са) = - 0,744 В - (- 2,778 В) = - 0,744 В + 2,778 В = + 2,034 В

ДG = - nFДЕ

ДG = - 2*96485,34*2,034 = - 392502 Дж = - 392,5 кДж, ДG 0, возможно самопроизвольное протекание процесса.

8. Какие вещества выделяются на электродах при электролизе раствора сульфата меди (II) с медным анодом?

СuSО4 Сu2+ + SО42-

Катод (-): Сu2+ + 2е- > Сu0 на катоде осаждается медь.

Анод (+): SО42- + Сu > СuSО4 + 2е- на аноде ион SО42- отдает аноду 2е- и вступает во вторичную реакцию с медным анодом. Образовавшаяся молекула СuSО4 переходит в раствор. Таким образом, происходит растворение медного анода и отложение меди на катоде.

химический реакция концентрация

9. Какие процессы пойдут на электродах гальванического элемента при коррозии двух листов железа, склепанных алюминиевыми заклепками, с кислородным деполяризатором?

4Fe + 2Н2О + 3О2 > 2(Fe23+O32-H2O)

При наличии контакта двух разных металлов создается гальваническая пара: Al - 3е- > Al3+ - алюминий окисляется,

Fe3+ + 3е- > Fe0 - железо восстанавливается.

10. Написать электронную формулу кальция и калия. Определить валентности и степени окисления. Согласно валентности составить формулы гидроксидов Са (II) и К (I). Каков их характер? Ответ подтвердить уравнениями реакций

20Са 1s22s22p63s23p64s2

19K 1s22s22p63s23p64s1

Са: валентность - 2, степени окисления +2.

Са(ОН)2 - гидроксид кальция, сильное основание.

1) Реагирует с кислотами:

Са(ОН)2 + Н2SО4 > СаSО4 + 2Н2О

2) С кислотными оксидами:

Са(ОН)2 + СО2 > СаСО3v + Н2О

3) С солями, но только если в результате реакции выпадает осадок:

Са(ОН)2 + Na2SО3 > СаSО3v + 2NaОН

К - щелочной металл, валентность - 1, степень окисления +1.

КОН - гидроксид калия, сильное основание.

1) Реагирует с кислотами:

КОН + HCl > КCl + Н2О

2) С кислотными оксидами:

2КОН + СО2 > К2СО3 + Н2О

3) С переходными металлами в растворе с образованием комплексной соли и водорода:

2Al + 2КОН + 6Н2О > 2K[Al(OH)4] + 3H2^

11. Дать характеристику химического элемента № 28

28Ni 3d84s2 - никель - элемент 10 группы, 4 периода с атомным номером 28. Никель - простое вещество, он пластичный, ковкий, переходный металл серебристо - белого цвета. При обычных температурах покрывается тонкой пленкой оксида. Химически малоактивен. Атомная масса - 58,69 г/моль.

Атомы никеля имеют внешнюю электронную конфигурацию 3d84s2. Наиболее устойчивым для никеля является состояние окисления Ni(II).

Никель образует соединения со степенью окисления +2 и +3. При этом никель со степенью окисления +3 только в виде комплексных солей. Для соединений никеля +2 известно большое количество обычных и комплексных соединений. Оксид никеля Ni2O3 является сильным окислителем.

Никель характеризуется высокой коррозионной стойкостью -- устойчив на воздухе, в воде, в щелочах, в ряде кислот. Химическая стойкость обусловлена его склонностью к образованию на его поверхности плотной оксидной плёнки, обладающей защитным действием. Никель активно растворяется в азотной кислоте.

С оксидом углерода CO никель легко образует летучий и очень ядовитый карбонил Ni(CO)4.

Тонкодисперсный порошок никеля пирофорный (самовоспламеняется на воздухе).

Никель горит только в виде порошка. Образует два оксида NiO и Ni2O3 и соответственно два гидроксида Ni(OH)2 и Ni(OH)3. Важнейшие растворимые соли никеля -- ацетат, хлорид, нитрат и сульфат. Водные растворы солей окрашены обычно в зелёный цвет, а безводные соли -- жёлтые или коричнево-жёлтые. К нерастворимым солям относятся оксалат и фосфат (зелёные), три сульфида: NiS (черный), Ni3S2 (желтовато-бронзовый) и Ni3S4 (серебристо-белый). Никель также образует многочисленные координационные и комплексные соединения. Например, диметилглиоксимат никеля Ni(C4H6N2O2)2, дающий чёткую красную окраску в кислой среде, широко используется в качественном анализе для обнаружения никеля.