Задача № 2
Определите фактор эквивалентности и молярные массы эквивалентов серной кислоты в реакциях:
H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O (1)
H2SO4 (разб.) + Zn = ZnSO4 + H2^ (2)
Решение. Молярная масса вещества и фактор эквивалентности могут иметь различные значения в зависимости от того, в какую реакцию вступает это вещество.
В реакции (1) каждый моль серной кислоты отдает 1 моль ионов водорода и фактор эквивалентности f = 1, а молярная масса эквивалента равна
г/моль
В реакции (2) каждый моль серной кислоты отдает 2 моль ионов водорода, фактор эквивалентности f = ?, тогда молярная масса эквивалента равна
г/моль
Задача № 24
Сколько протонов и нейтронов содержат ядра изотопов Mg и Mg? Составьте электронную формулу данного атома, подчеркните валентные электроны. Распределите электроны этого атома по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится этот элемент?
Решение. Порядковый номер элемента в периодической системе совпадает с величиной заряда ядра, т.е. индекс внизу слева символа элемента указывает на количество протонов в ядре, следовательно, в ядрах изотопов магния имеется 12 протонов. Число нейтронов равняется разности между массовым числом (индекс вверху слева символа) и порядковым номером элемента, следовательно, в ядрах изотопа Mg находится 12 нейтронов (24 – –12 = 12), а Mg – 13 нейтронов (25 – 12 = 13).
Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням и подуровням. При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он будет обладать наименьшей энергией. Так как число электронов в атоме элемента равно заряду ядра, т.е. его порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева, то для элемента № 12 – магния электронная формула, согласно шкале энергии, будет
12Mg 1s22s22p63s2
Электронографические схемы отображают распределение электронов атомов по квантовым (энергетическим) ячейкам. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположными спинами (принцип Паули). Орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами (правило Хунда)
s
n = 1
^v
p
n = 2
^v
^v
^v
^v
d
n = 3
^v
Последний, 12-й электрон атома магния занимает s-орбиталь, следовательно, магний относится к s-электронному семейству.
Задача № 51
Как влияет повышение степени окисления элемента на свойства образуемых ими оксидов и гидроксидов? Исходя из этого, объясните, как меняются химические свойства оксидов MnO, MnO2, Mn2O7 и гидроксидов Mn(OH)2, Mn(OH)4, HMnO4.
Решение. Свойства оксидов и гидроксидов зависят от степени окисления образующих их элементов. Если данный элемент проявляет переменную степень окисления и образует несколько оксидов и гидроксидов, то с увеличением степени окисления свойства последних меняются от основных через амфотерные к кислотным.
Степень окисления марганца в оксидах MnO, MnO2, Mn2O7 равна соответственно +2, +4, +7, следовательно:
* MnO – основной оксид (реагирует с кислотными оксидами и кислотами);
* MnO2 – амфотерный оксид (реагирует и с основаниями и с кислотами, основными и кислотными оксидами);
* Mn2O7 – кислотный оксид (реагирует с основными оксидами и основаниями).
Степень окисления марганца в гидроксидах Mn(OH)2, Mn(OH)4, HMnO4 равна соответственно +2, +4, +7, следовательно:
* Mn(OH)2 – основание (взаимодействует с кислотами);
* Mn(OH)4 – амфотерный гидроксид (взаимодействует и с основаниями и с кислотами);
* HMnO4 – кислота (взаимодействует с основаниями).
Задача № 90
При какой температуре наступит равновесие системы
4HCl (г) + O2 (г) - 2H2O (г) + 2Cl2 (г), ?Н = -114,42 кДж?
Что в этой системе является более сильным окислителем – хлор или кислород – и при каких температурах?
Решение. При состоянии равновесия ?G = 0; ?H = T?S температура начала равновесной реакции равна:
.
?Sх.р. определим из уравнения .
Используя табличные данные, определим стандартные энтропии HCl (г),