Химия Глинка 50 решенных задач (стр. 2 из 7)
| Дано: |
H2O2 + HOCl  HCl + O2 + H2O |
| Знайти: |
| В якому напрямку самовільно може відбуватися реакція? |
| Розв’язок: |
| Запишемо стандартні електродні потенціали електрохімічних систем, що беруть участь у реакції:HOCl + H+ + 2e = Cl– + H2O (φ1 = 1,49)H2O2 = O2 + 2H+ + 2e (φ2 = 0,68)Через те, що φ1> φ2, окисником в даній реакції є HOCl, значить реакція відбуватиметься з ліва на право. |
№ 690.
| Дано: |
| Скласти схему електролізу водного розчину хлориду цинку.а) анод цинковий б) анод вугільний |
| Розв’язок: |
Вугільний анод:Вугільний анод є нейтральним – він не братиме участі в електрохімічних реакціях.Реакції, що можуть відбуватися на аноді:2Сl– = Cl2 + 2e (φ1 = 1,36) – окислення хлорид-іонуабо 2H2O = O2 + 4H+ + 4e (φ2 = 1,23) Хоча φ1 > φ2 , але відбуватиметься саме перший процес. Це пов’язано зі значним перенавантаженням другого процесу: матеріал анода гальмує його протікання.На катоді в цей час можуть відбуватися такі реакції:Zn+2 + 2e = Zn(φ3 = – 0,76) *або 2H2O + 2e = H2  + 2OH–Та через те, що стандартний електродний потенціал системи (*) негативніший за потенціал водневого електрода в нейтральному водному середовищі ( – 0,41В), відбуватиметься електрохімічне відновлення води, що супроводжується виділенням гідроґену.Цинковий анод:Завдяки тому, що (φ3 = – 0,76) значно менший за потенціали (φ1 = 1,36) і (φ2 = 1,23), буде відбуватися анодне розчинення цинку. |
№ 716.
| Дано: |
| Із розчину комплексної солі PtCl4*6NH3 нітрат срібла осаджує весь хлор у вигляді хлориду срібла, а з розчину солі PtCl4*3NH3 – тільки ¼ частину хлору. |
| Знайти: |
| Написати координаційні формули цих солей, визначити координаційне число платини у кожній із них. |
| Розв’язок: |
| З умови задачі: з PtCl4*6NH3 нітрат срібла осаджує весь хлор, значить він входить у зовнішню сферу комплексної сполуки, а 6NH3 у внутрішню, тому координаційна формула речовини: [Pt(NH3)6]Cl4 і відповідно координаційне число платини дорівнює 6 – за кількістю лігандів.Аналогічно міркуючи: з PtCl4*3NH3 нітрат срібла осаджує тільки ¼ хлору, значить, тільки один атом хлору входить у зовнішню сферу комплексної сполуки, три інші, разом з 3NH3– у внутрішню, тому координаційна формула речовини: [Pt(NH3)3Cl3]Clі відповідно координаційне число платини в цій сполуці теж дорівнює 6. |
№ 232.
| Дано: |
| CHCl3 |
| Знайти: |
| Скласти валентну схему молекули.а) який зв’язок найбільш полярний?б) в якому напрямку зміщена електронна хмара цього зв’язку? |
| Розв’язок: |
 Молекула хлороформу має вигляд представлений на рис. 1. Чотири неспарених електрони збудженого атома вуглецю беруть участь в утворенні чотирьох ковалентних зв’язків з трьома атомами хлору (1s22s22p63s23p5) і одним атомом водню (1s1), що мають по одному неспареному електрону на зовнішніх орбіталях.Найбільш полярним зв’язком є зв’язок між атомами вуглецю і хлору.В цьому легко переконатися обчисливши різниці відносних електронегативностей атомів для зв’язків: C – ClіC – H.(Cl = 3,0; C = 2,5; H = 2,1)Δχ c – cl =3,0 – 2,5 = 0,5; Δχ c – н = 2,5 – 2,1 = 0,4 => Δχ c – cl > Δχ c – н. Електронна хмара цього зв’язку зміщена в сторону Cl, як більш електронегативного атома. |
№ 314.
| Дано: |
| CaO, ZnO, SnO2, NiO, Al2O3. |
| Знайти: |
| Які з перелічених оксидів можуть бути відновлені воднем до вільного метала за температури 298 К? |
| Розв’язок: |
Щоб дати відповідь на це питання потрібно обчислити стандартну енергію Ґібса реакцій:1) CaO + H2  Ca + H2O*2) ZnO + H2 Zn + H2O3) SnO2 + 2H2 Sn + 2H2O4) NiO + H2 Ni + H2O5) Al2O3 + 3H2 2Al + 3H2O*По-перше реакції позначені (*) не можуть відбутися (за даних умов), бо в них беруть участь оксиди активних металів, які під час відновлення воднем одразу перетворяться в гідрооксиди.Стандартні енергії Ґібса для сполук, що беруть участь в реакціях:ΔGo298 : CaO(–604,2), ZnO(–320,7), SnO2(–519,3), NiO (–211,6), Al2O3 (–1582,0), H2O (–237,3)1) ΔGo298 = –237,3 – ( – 604,2) = 366,9 кДж > 0 => не може2) ΔGo298 = –237,3 – (–320,7) = 83,4 кДж > 0 => не може3) ΔGo298 = 2∙( –237,3) – (–519,3) = 44,7 кДж > 0 => не може 4) ΔGo298 = –237,3 – ( – 211,6) = – 25,7 кДж > 0 => може5) ΔGo298 = 3∙(–237,3) – ( – 1582,0) = 1344,7 кДж > 0 => не може |
№ 668.
| Дано: |
| Водневий електрод занурений в розчин з рН = 0. |
| Знайти: |
| На скільки зміниться електродний потенціал електрода, якщо розчин нейтралізувати до рН = 7 ? |
| Розв’язок: |
| Для того, щоб дати відповідь на це питання обчислимо значення φ якщо рН розчину дорівнює 7. φ = – 0,059 рН = –0,41 В. Відповідно значення водневого електрода зменшиться на 0,41 В.Відповідь в). |
№ 362.
| Дано: |
C(графіт) + СО2 (г.)  2СО(г.) ΔНо = 172,5 кДж |
| Знайти: |
| а) Як зміниться вміст СО в рівноважній суміші з підвищенням температури але за незмінного тиску? Зі зростанням загального тиску але за незмінної температури?б) Чи зміниться константа рівноваги за умови підвищення загального тиску і незмінній температурі? За умови збільшення температури? За умови введення в систему каталізатора? |
| Розв’язок: |
| а) Через те, що ΔНо = 172,5 кДж > 0 – реакція екзотермічна, тому за умови підвищення температури, та за незмінного тиску, рівновага зміститься вліво, тобто в сторону оберненої, відповідно концентрація СО в суміші зменшиться.За незмінної температури збільшення тиску призведе до зменшення об’єму системи, що в свою чергу викличе збільшення концентрації речовин, що беруть участь в реакції.Якщо до збільшення тиску швидкість прямої реакції була: v1 = k1[CO2], а оберненої: v2 = k2[CO]2 . Вважатимемо, що концентрації речовин збільшились в nразів, тоді швидкості реакцій:v1’ = k1n[CO2] = nv1 – пряма;v2’ = k2(n[CO])2 = n2v2 – обернена; =>Швидкість оберненої реакції після підвищення тиску збільшиться в n2разів, а пряма лише в n, значить концентрація СОв суміші зменшиться.б) На константу рівноваги зміна тиску за незмінної температури не вплине тому, що вона залежить лише від природи речовин, що беруть участь в реакції і від температури.Так. – К.Р. залежить від температури.Ні. Тому що каталізатор однаково змінює енергію активації як прямої, так і оберненої реакції. Через це він не впливає на відношення констант і швидкостей реакцій, тому каталізатор не впливає на розмір константи рівноваги і, відповідно, не може ні збільшити, ні зменшити вихід реакції. Він лише може пришвидшити або сповільнити настання рівноваги. |
№ 2.
| Дано: |
| Маса О2 дорівнює 0,200г; маса ґалоґену – 3,17г. |
| Знайти: |
| Еквівалентна маса галоґену? |
| Розв’язок: |
| Еквівалентна маса кисню – 8 г/моль. Використовуючи закон еквівалентів, складемо дві пропорції для кожної реакції: метал – кисень; метал – ґалоґен: 1) 0,2г кисню еквівалентні Хг метала 8г/моль кисню – Zг/моль метала 2) Хг метала – 3,17г ґалоґена Zг/моль метала – Yг/моль ґалоґенаПрава частина пропорції №1 дорівнює лівій частині пропорції №2, відповідно ліва частина 1-ї дорівнює правій частині 2-ї, тому можна записати: 0,2г кисню еквівалентні 3,17г ґалоґена 8г/моль кисню – Yг/моль ґалоґена Звідки еквівалентна маса галогена:Егалогена = (3,17г ∙ 8г/моль) / 0,2г = 126,8 г/моль. |
№ 84.