Задания для самостоятельной работы по курсу химии: Термодинамика. Кинетика. Растворы электролитов и неэлектролитов. Часть 2: Методические указания

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО КУРСУ ХИМИИ

ТЕРМОДИНАМИКА КИНЕТИКА РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по химии для студентов всех специальностей Часть 2.

Составитель Е. Н. Калюкова

Ульяновск 2008

УДК 546(076) ББК 24 я7 З-15

Рецензент Доктор технических наук, профессор В. М. Николаев.

Одобрено редакционно-издательским советом Ульяновского государственного технического университета.

З-15

Задания для самостоятельной работы по курсу химии: Термодинамика. Кинетика. Растворы электролитов и неэлектролитов. Часть 2.: методические указания по химии для студентов всех специальностей. / Сост.: Е. Н. Калюкова. – 2-е изд., перераб. и доп. – Ульяновск: УлГТУ, 2008. – 62 с. Настоящие методические указания составлены в соответствии с программой по химии для нехимических технических вузов. Данные методические указания предназначены для студентов первых курсов нехимических специальностей вузов и призваны развивать самостоятельную работу студентов, помогут студентам глубже усвоить некоторые разделы химии, такие как: термодинамика, кинетика, растворы электролитов и неэлектролитов. Методические указания содержат программный материал и перечень заданий для самостоятельной работы студентов. Все задачи для самостоятельного решения имеют несколько вариантов, что позволяет использовать пособие для организации индивидуальной самостоятельной работы студентов и для проведения текущего контроля знаний.

УДК 546(076) ББК 24 я7 © Е. Н. Калюкова, составление, 1998 © Е. Н. Калюкова, составление, 2008, с изм. © Оформление. УлГТУ, 2008 2

Содержание Введение..................................................................................................... 4 1. Элементы химической термодинамики. Энергетика химических процессов 5 2. Кинетика. Скорость химических реакций и химическое равновесие........ 13 3. Свойства растворов неэлектролитов ...................................................... 25 4. Растворы электролитов ......................................................................... 32 5. Ионное произведение воды. Водородный показатель ............................... 39 6. Свойства растворов электролитов .......................................................... 42 7. Произведение растворимости ............................................................... 46 8. Гидролиз солей .................................................................................... 49 Приложения .............................................................................................. 54 Библиографический список ....................................................................... 67

3

Введение На современном этапе перед высшей школой стоит задача повышения уровня подготовки специалистов по фундаментальным наукам, к числу которых относится и химия. Знание законов химии необходимо инженеру, чтобы более здраво рассуждать о тех современных проблемах, которые касаются науки и промышленности и грамотно их решать. И при этом не наносить вреда окружающей среде. Настоящие методические указания составлены в соответствии с программой курса " Химия" для нехимических специальностей технических вузов и призваны развивать самостоятельную работу студентов, так как в последнее время центр тяжести в процессе обучения переносится именно на самостоятельную работу. Методические указания содержат программный материал и перечень заданий для самостоятельного решения и проведения текущего контроля знаний студентов по темам: 1. Термодинамика. Энергетика химических процессов. 2. Кинетика и химическое равновесие. 3. Растворы электролитов и неэлектролитов. Внутри каждой темы имеется ряд заданий, которые нумеруются путем добавления цифры к номеру темы. Каждое задание имеет шестнадцать вариантов, номера которых определяются двумя цифрами: 01, 02, 03 и т.д. Таким образом, каждый студент в подгруппе будет иметь свое индивидуальное задание. Решение задач - признанное средство развития мышления. Простейшие вычисления имеют большое значение для усвоения основных понятий химии, служат средством закрепления химических законов и теорий. Выполнение заданий и решение задач является одним из способов учета знаний и проверки умений, полученных в процессе изучения данной темы, а также воспитывает самостоятельность в работе. Решение задач расширяет кругозор, позволяет установить связь химии с другими предметами, особенно с физикой и математикой. А также позволит подготовиться к сдаче письменного экзамена по химии.

4

1. Элементы химической термодинамики. Энергетика химических процессов Элементы химической термодинамики. Внутренняя энергия и энтальпия. Экзо - и эндотермические реакции. Термохимические уравнения реакций. Закон Гесса и следствия из него. Применение закона Гесса для вычисления изменения энтальпия в различных процессах (образование, растворение, сгорание веществ и др.). Энтальпия образования химических соединений. Стандартные энтальпии образования и сгорания веществ. Понятие об энтропии. Стандартные энтропии веществ. Зависимость энтропии от агрегатного состояния веществ. Изменение энтропии при химических процессах. Понятие об энергии Гиббса. Энтальпийный и энтропийный факторы процессов. Изменение энергии Гиббса при химических процессах. Стандартные энергии Гиббса. Направление протекания химических реакций.

1.1. Чем отличаются друг от друга химическое и термохимическое уравнения реакции? Составьте химическое и термохимическое уравнения реакции образования сложного вещества Х из простых веществ. Определите стандартную энтальпию образования вещества Х [∆Η˚об (Х)] в кДж/моль, если известно, что при образовании вещества Х, массой m грамм, выделилось энергия, равная Q кДж.

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

Хлорид серебра(I) Оксид мышьяка(III) Карбонат кальция Оксид алюминия Хлорид кальция Оксид хрома(III) Фторид кальция Сульфат меди(II) Фторид кремния Нитрид кальция Гидроксид меди(II) Бромид серебра(I)

Масса вещества Х (m), г 28,7 39,6 10 20,4 11,1 45,6 7,8 31,9 2,1 14,8 9,75 56,4

13

Хлорид железа (III)

32,5

81,0

14

Гидроксид магния

3,05

46,23

Вариант

Вещество Х

Количество энергии ( Q), кДж 25,36 131,36 120,6 335,0 78,6 342,3 121,4 154,22 3,09 43,18 44,39 29,75

5

15

Хлорид фосфора (III)

27,5

55,4

16

Гидрид кремния

9,6

25,08

1.2. Что называется стандартной энтальпией образования вещества? При взаимодействии m грамм металла Х с серой выделилось теплота, равная Q кДж. Запишите термохимическое уравнение реакции. Вычислите стандартную энтальпию образования сульфида металла (MxSy). Вариант

Металл Х

Масса металла, г 23,1

Количество теплоты (Q), кДж 309,16

Валентность металла 3

01

Алюминий

02

Серебро

21,6

3,17

1

03

Железо

21,0

36,54

2

04

Ртуть

54,6

14,80

2

05

Медь

47,8

30,87

1

06

Медь

17,4

13,29

2

07

Свинец

10,6

4,82

2

08

Цинк

33,5

102,96

2

09

Кальций

2,8

19,2

2

10

Кадмий

5,8

4,82

2

11

Кобальт

12

27,42

2

12

Алюминий

5,4

72,27

3

13

Серебро

43,2

6,35

1

14

Медь

12,7

9,7

2

15

Цинк

19,62

60,3

2

16

Свинец

41,44

18,86

2

1.3. Что называется тепловым эффектом реакции? Вычислите тепловой эффект приведенной ниже химической реакции – ∆Η˚298 (кДж). Экзо - или эндотермической является данная реакция? Вариант 01 02 03

Реакция Fe3 O4 (к) + CO (г) = 3 FeO (к) + CO2 (г) C2 H4 (г) + 3 O2 (г) = 2 CO2 (г) + 2 H2 O (ж) CO (г) + 3 H2 (г) = CH4 (г) + H2 O (г) 6

04 05 06 07

Fe2 O3 (к) + 3 H2 (г) = 2 Fe (к) + 3 H2 O (г) 3 Fe3 O4 (к) + 8 Al (к) = 9 Fe (к) + 4 Al2 O3 (к) 3 CuO (к) + 2 NH3 (г) = N2 (г) + 3 Cu (к) + 3 H2 O (г) 4 NH3 (г) + 3 O2 (г) = 2 N2 (г) + 6 H2 O (ж) Реакция

Вариант 08 09

Na2 CO3 (к) + SiO2 (к) = Na2 SiO3 (к) + CO2 (г) 4 HCl (г) + O2 (г) = 2 Cl2 (г) + 2 H2 O (г)

10

2 C6 H6 (ж) + 15 O2 (г) = 12 CO2 (г) + 6 H2 O (г)

11

C12 H22 O11 (к)

12

2 CH3 OH(ж) + 3 O2 (г)

13

Fe2 O3 (к) + 3 CO (г)

14

4 NH3 (г) + 5 O2 (г) = 4 NO (г) + 6 H2 O (ж)

15

Al2 O3 (к)

16

CS2 (ж)

+ 12 O2 (г) = 12 CO2 (г) + 11 H2 O (ж) = 2 CO2 (г) + 4 H2 O (ж) = 2 Fe (к) + 3 CO2 (г)

+ 3 SO3 (г) = Al2 (SO4 )3 (к) + 3 O2 (г)

= CO2 (г)

+ 2 SO2 (г)

1.4. Сколько тепла выделится или поглотится при восстановлении оксида металла (Ме хОу) массой, равной m грамм, указанным в таблице восстановителем? Экзотермическим или эндотермическим будет этот процесс? Вариант

Оксид металла ( МХОУ)

Масса оксида металла, г

Восстановитель

01

Оксид меди (II)

36,8

Водород

02

Оксид железа (III)

112,4

Алюминий

03

Оксид цинка

56,2

Оксид углерода(II)

04

Оксид кальция

268

Алюминий

05

Оксид серебра(I)

154,6

Водород

06

Оксид хрома(III)

86,8

Алюминий

07

Оксид железа(III)

125,4

Оксид углерода(II)

08

Оксид железа(II)

76,6

Углерод

09

Оксид титана(IY)

264,8

Кальций

10

Оксид вольфрама(YI)

437,5

Оксид углерода(II)

11

Оксид меди(II)

297,4

Оксид углерода(II) 7

12

Оксид серебра(I)

63,8

Водород

13

Оксид железа(III)

268,2

Водород

14

Оксид серебра(I)

164,3

Оксид углерода(II)

15

Оксид свинца(II)

248,4

Оксид углерода(II)

16

Оксид железа(II)

216,0

Оксид углерода(II)

1.5. Сколько тепла выделится при сжигании в кислороде газа Х объемом, равным V л? Газ измерен при температуре t˚C и давлении, равном Р кПа.

Вариант

Газ Х

01

Этилен

02

Ацетилен

03

Объем газа Х, л 100

ТемпераДавление, -тура, кПа 0 С 23

98,6

1500

27

95,8

Метан

10

18

100,6

04

Аммиак

35

25

101,3

05

Этан

200

16

97,9

06

Сероводород

20

17

100,9

07

Пропан

1000

16

99,7

08

Метан

500

20

101,3

09

Оксид серы(IV)

25

18

101,8

10

Этилен

400

27

97,6

11

Силан

60

23

100,2

12

Оксид азота(II)

500

19

99,9

13

Фосфин

30

21

100,4

14

Оксид углерода(II)

150

20

98,9

15

Водород

1000

17

102,4

16

Ацетилен

200

26

101,6

1.6. Какое количество теплоты выделится или поглотится при превращении вещества Х массой, равной m кг, в вещество Y (Х → Y), если известна стандартная энтальпия образования (∆Η˚обр.) этих веществ?

8

Процесс превращения

Вариант 01 02 03 04 05 06 07

Р( красный ) → С ( графит ) → Br2 ( ж ) → Р ( белый ) → CS2 ( ж ) → С6 Н6 (ж) → С7 Н8 (г) →

Процесс превращения

Вариант 08 09 10 11 12 13 14 15 16

Р( черный ) С ( алмаз ) Br 2 ( г ) Р ( красный ) CS2 ( г ) С6 Н6 (г) С7 Н8 (ж)

S (моноклинная ) → S ( ромбическая I2 ( к ) → I2 ( г ) Hg ( ж ) → Hg ( г ) н-С7 Н16 (г) → н-С7 Н16 (ж) н-С6 Н14 (ж) → н-С6 Н14 (г) Р ( черный ) → Р ( красный) Н2 О (ж) → Н2 О (г) Н2 S (г) → Н2 S (ж) С2 Н5 ОН (г) → С2 Н5 ОН (ж)

Масса Энтальпия вещества образования, Х, кДж/моль кг ∆Η˚обр (Х) ∆Η˚обр (У) 1,55 - 18,41 - 43,20 0,48 0,0 1,897 3,2 0,0 30,92 3,1 0,0 - 18,41 0,6 87,8 115,3 7,8 49,04 82,93 9,2 50,00 8,08 Масса Энтальпия вещества образования, Х, кДж/моль кг ∆Η˚обр (Х) ∆Η˚обр (У) 0,64 0,30 0,00 5,08 0,00 62,24 0,4 0,00 60,83 1,0 - 187,82 - 224,4 1,72 - 198,8 - 167,19 1,24 - 43,20 - 18,41 5,4 - 285,84 - 241,84 0,68 -20,15 - 39,33 2,3 - 235,3 - 277,6

1.7. Что называется стандартной энтальпией образования вещества? Исходя из приведенного ниже термохимического уравнения реакции, вычислите стандартную энтальпию образования вещества Х [∆Η˚обр. (Х)]. Вариант

Реакция

Тепловой Вещестэффект во реакции Х ∆Η˚, кДж

01

2 CH3 OH(ж) + 3 O2 (г) = 2 CO2 (г) + 4 H2 O (ж)

- 1453

CH3 OH

02

CS2 (ж) + 3 O2 (г) = CO2 (г) + 2 SO2 (г)

- 1075

CS2

03

NH3 (г)

-176,9

NH4 Cl

+ HCl (г) = NH4 Cl (к)

9

04

SO2 (г) + 2 H2 S

= 3 S (к) + 2 H2 O (ж)

- 234,5

H2 S

05

4 NH3 (г) + 3 O2 (г) = 2 N2 (г) + 6 H2 O (ж)

- 1528

NH3

06

C12 H22 O11 (к) + 12 O2 (г) = 12 CO2 (г) + 11 H2 O (ж

- 5694

C12 H22 O11

07

2 ZnS (к) + 3 O2 (г) = 2 ZnO (к) + 2 SO2

- 890

ZnS

08

PbO2 (к) + H2 (г) = PbO (к) + H2 O (г)

- 182,8

PbO2

09 10 11 12 13 14 15 16

2 PbS (к) + 3 O2 (г) = 2 PbO (к) + 2 SO2 (г) CH4 (г) + 2 O2 (г) = CO2 (г) + 2 H2 O (ж) 2CH3 Cl (г) +3 O2 (г) =2 CO2 (г) +2 H2 O(ж) +2 HCl CH4 (г) + Cl2 (г) = CH3 Cl (г) + HCl (г) Cr2 O3 (к) + 2 Al (к) = Al2 O3 (к) + 2 Cr (к) 4 HCl (г) + O2 (г) = 2 H2 O (г) + 2 Cl2 (г) CaO (к) + 3 C (к) = CaC2 (к) + CO (г) 4 FeS2 (к) + 11 O2 (г) = 2 Fe2 O3 (к) + 8 SO2 (г)

- 840,96 - 892 - 137,4 - 104,15 - 534,0 - 114,5 460,0 - 1652

PbS CH4 CH3 Cl CH3 Cl Cr2 O3 HCl CaC2 FeS2

(г)

(г)

1.8. Что называется стандартной энтальпией сгорания вещества? Энтальпия сгорания органического вещества Х в стандартных условиях равна ∆Η˚сг(Х) кДж/моль. Вычислите стандартную энтальпию образования вещества Х, если продуктами сгорания являются СО2 (г) и Н2 О (ж). Соединение Вариант

название

формула

∆Η˚сг. (Х), кДж/моль

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

Сахароза Глюкоза Бензойная кислота Уксусная кислота Диэтиловый эфир Этилацетат Глицерин Этиленгликоль Этиловый спирт Метиловый спирт Толуол Бензол

С12 Н22 О11 (К) С6 Н12 О6 (К) С7 Н6 О2 (К) СН3 СООН (Ж) С4 Н10 О (Ж) С4 Н8 О2 (Ж) С3 Н5 (ОН)3 (Ж) С2 Н4 (ОН)2 (Ж) С2 Н5 ОН (Ж) СН3 ОН (Ж) С7 Н8 (Ж) С6 Н6 (Ж)

- 5648,0 - 2815,8 - 3227,54 - 873,79 - 2730,9 - 2254,21 - 1664,4 - 1192,86 - 1366,91 - 726,64 - 3910,28 - 3267,7

13

Этан

С2 Н6 (Г)

- 1559,88 10

14

Этилен

С2 Н4 (Г)

- 1410,97

15

Ацетилен

С2 Н2 (Г)

- 1299,63

16

Метан

СН4 (Г)

- 890,31

1.9. Что такое энтропия? Как изменяется энтропия веществ с изменением агрегатного состояния вещества? Предскажите характер изменения энтропии в реакции. Проверьте правильность предсказания расчетом. Вариант

Реакция

01

4 NH3 (г) + 5 O2 (г)

02

O3 (г) + H2 O2 (ж)

03

SO2 (г) + 2 H2 S (г) = 3 S

04

CH4 (г) + 4 Cl2 (г)

05

C2 H4 (г) + 3 O2 (г) = 2 CO2 (г) + 2 H2 O (г)

06

CO2 (г) + 4 H2 (г) = CH4 (г)

07 Вариант

= =

4 NO (г) + 6 H2 O (ж) H2 O (ж) + 2 O2 (г) (к)

+ 2 H2 O (г)

= CCl4 (ж) + 4 HCl (г) + 2 H2 O (г)

4 NH3 (г) + 3 O2 (г) = 2 N2 (г) + 6 H2 O (ж) Реакция

08

CO (г) + 3 H2 (г)

= CH4 (г) + H2 O (г)

09

C6 H6 (ж) + 7,5 O2 (г) = 6 CO2 (г) + 3 H2 O (г)

10

CaO (к) + 3 C (к)

11

Na2 CO3 (к) + 3 C (к) = 2 Na (к) + 3 CO(г)

12

2 Cl2(г) + 2 H2 O (г) = 4 HCl (г) + O2 (г)

13

3 CuO (к) + 2 NH3 (г) = N2 (г) + Cu (к) + 3 H2 O (г)

14

CH4 (г) + CO2 (г) = 2 CO (г) + 2 H2 (г)

15

BeO (к) + CO2 (г) = BeCO3 (к)

16

CO (г) + 2 H2 (г) = CH3 OH (ж)

= CaC2 (к) + CO (г)

1.10. Что называется стандартной энергией Гиббса? Каким соотношением связана энергия Гиббса с энтальпией и энтропией? Определите, возможен ли процесс при стандартных условиях, используя: а) значения стандартной энергии Гиббса образования веществ; б) энтальпийный и энтропийный фактор реакции.

11

Вариант

Реакция

01

CH4 (г) + 3 CO2 (г) Ù 4 CO (г) + 2 H2 O (г)

02

Fe3 O4 (к) + 4 CO (г) Ù 3 Fe (к) + 4 CO2 (г)

03

6 HCl (г) + O3 (г) Ù 3 Cl 2 (г) + 3 H2 O (ж)

04

Fe2 O3 (к) + 3 H2 (г) Ù 2 Fe (к) + 3 H2 O (г)

05

Na2 CO3 (к) + SiO2 (к) Ù Na2 SiO3 (к) + CO2 (г)

06

Na2 SiO3 (к) + CO2 (г) Ù Na2 CO3 (к) + SiO2 (к)

07

3 CaO (к) + 2 NH3 (г) Ù 2 Ca (к) + N2 (г) + 3 H2 O (ж)

08

SiH4 (г) + O2 (г) Ù SiO2 (к) + 2 H2 O (г)

09

2 H2 S (г) + O2 (г) Ù 2 S (к) + 2 H2 O (ж)

10

4 NH3 (г) + 5 O2 (г) Ù 4 NO2 (г) + 6 H2 O (ж)

11

4 HF (г) + O2 (г) Ù 2 F2 (г) + 2 H2 O (ж)

12

CH4 (г) + 4 Cl2 (г) Ù CCl4 (ж) + 4 HCl (г)

13

SO2 (г) + 2 H2 S (г) Ù 3 S (к) + 2 H2 O (ж)

14

H2 S (г) + Cl2 (г) Ù 2 HCl (г) + S (к)

15

Al2 O3 (к) + 3 H2 (г) Ù 2 Al (к) + 3 H2 O (г)

16

CaO (к) + 3 C(к)

CaC2 (к) + CO (г)

Ù

1.11. Определите, может ли протекать данная реакция в стандартных условиях? Какова термодинамическая характеристика состояния равновесия системы? При какой температуре в системе наступит равновесие? Вариант

Реакция

01

PCl 5 (г) Ù PCl 3 (г) + Cl2 (г)

02

2 SO2 (г) + O2 (г)

03

Fe2 O3 (к) + 3 H2 (г) Ù 2 Fe (к) + 3 H2 O (г)

04

CaCO3 (к) Ù CaO (к) + CO2 (г)

05

Fe2 O3 (к) + 3 CO (г)

06

2 NO (г)

+

07

Fe3 O4 (к)

+ 4 CO (г) Ù 3 Fe (к) + 4 CO2 (г)

08

2 KNO3 (к) Ù 2 KNO2 (к) + O2 (г)

O2 (г)

Ù

Ù Ù

2 SO3 (г)

2 Fe (к) + 3 CO2 (г) 2 NO2 (г)

12

09

NH4 Cl (к) Ù NH3 (г)

+

10

PbO (к) + SO3 (г)

11

MgCO3 (к) Ù MgO (к)

12

2 AgNO3 (к) Ù 2 Ag (к) + 2 NO2 (г) + O2 (г)

13

2 Cu(NO3 )2 (к) Ù 2 Cu (к) + 4 NO2 (г) + O2 (г)

14

Cu(OH)2 (к) Ù CuO (к)

15

FeO (к)

16

MgO (к)

Ù

HCl (г) PbSO4 (к) + CO2 (г)

+ H2 O (г)

+ H2 (г) Ù Fe (к) + + CO (г)

Ù

H2 O (г)

Mg (к) +

CO2 (г)

2. Кинетика. Скорость химических реакций и химическое равновесие Химические реакции в гомогенных и гетерогенных системах. Скорость реакции в гомогенных и гетерогенных системах. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Закон действия масс. Константа скорости реакции. Энергия активации. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Гомогенный и гетерогенный катализ. Понятие о механизме каталитических процессов. Обратимые и необратимые процессы. Химическое равновесие в гомогенных и гетерогенных системах. Константа равновесия. Связь константы равновесия с изменением энергии Гиббса в процессе. Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье и его значение в химии. Влияние температуры, давления и концентрации реагентов на равновесие.

2.1. От каких факторов зависит скорость химической реакции? Что называется законом действия масс? В гомогенной системе протекает реакция: aA + bB Ù dD. Запишите выражение скорости прямой и обратной реакции. Как изменится скорость: а) прямой реакции, если концентрацию каждого из реагирующих веществ увеличить в два раза; б) обратной реакции, если концентрацию реагирующих веществ уменьшить в два раза; в) как изменится скорость прямой и обратной реакции, если давление в системе увеличить в три раза? Вариант

Реакция

Вари-ант

Реакция

01

2 NO + O2 Ù 2 NO2

09

3 H2 + N2 Ù 2 NH3

02

PCl 3 + Cl 2 Ù PCl 5

10

2 SO2 + O2 Ù 2 SO3 13

03

CO + Cl 2 Ù COCl 2

11

2 NO + Cl 2 Ù 2 NOCl

04

H2 + Br

12

2 H2 + O2 Ù 2 H2 O

05

C2 H4 + Cl 2 Ù C2 H4 Cl2

13

N2 + O2 Ù 2 NO

06

2 NO + Br 2 Ù 2 NOBr

14

H2 + I 2 Ù 2 HI

07

C2 H4 + H2 Ù C2 H6

15

CO + Br2 Ù COBr2

08

2 CO + O2 Ù 2 CO2

16

H2 + Cl 2 Ù 2 HCl

2

Ù 2 HBr

2.2. Какой физический смысл имеет константа скорости реакции? От каких факторов зависит эта величина? При смешивании газообразных веществ А и В в системе протекает химическая реакция. При некоторой температуре константа скорости этой реакции равна k. Исходные концентрации реагирующих веществ равны: С1 (А) = х моль/л; С1 (В) = у моль/л. Вычислите: а) начальную скорость реакции, б) скорость реакции в момент, когда концентрация вещества А стала равна С2 (А) = z. Какой стала концентрация вещества D к этому моменту времени?

Вариант 01 02 Вариант 03 04 05 06 07 08 09 10 11

Реакция 2А + В =2D А + 2В = D

Реакция А + В = 2D 3 А + В= 2 D А + 3В =2D А + 2В = 2D А + В = D 2А + В = D 2А + В =2D А + 2В = D А + В = 3D

Концентрация, Константа моль/л скорости Исходная реакции . -1 . -1 л моль с С1 (А) = х С1 (В) = у С2 (А) = z 0,15 0,02

0,6 4,0

0,4 3,0

0,2 3,5

Концентрация, Константа моль/л скорости Исходная реакции . -1 . -1 л моль с С (А) = х С (В) = у С2 (А) = z 1 1 0,22 1,2 10-3 0,16 8,15 10 - 3 2,2 10 -2 3,1 10 -3 0,115 0,4 0,06

0,07 0,3 0,04 0,5 0,06 0,4 2,5 0,5 0,36

0,06 0,15 0,06 0,8 0,07 0,5 3,0 0,3 0,42

0,03 0,15 0,03 0,35 0,04 0,25 1,5 0,45 0,25 14

2 А + 3 В= 2 D 3А + 2В = D А + В = 2D 3А + 2В = 2D 2А + В = 2D

12 13 14 15 16

0,5 0,08 9,2 10-3 0,25 0,05

2,0 0,6 0,08 0,9 0,4

4,0 0,8 0,05 0,7 0,3

1,6 0,45 0,065 0,55 0,15

2.3. От каких факторов зависит скорость химической реакции? Во сколько раз изменится (станет больше или меньше) скорость прямой реакции по сравнению со скоростью обратной реакции: а) при увеличении давления в n раз; б) при разбавлении реагирующей смеси инертным газом в m раз? Все приведенные системы гомогенны. Вариант 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 Вариант 12 13 14 15 16

Реакция 2 O3 Ù 3 O2 2 NO + O2 Ù 2 NO2 C2 H4 + Cl 2 Ù C2 H4 Cl2 2 SO2 + O2 Ù 2 SO3 PCl3 + Cl 2 Ù PCl 5 H2 + Cl2 Ù 2 HCl 2 NO + Cl2 Ù 2 NOCl N2 + 3 H2 Ù 2 NH3 2 H2 + O2 Ù 2 H2 O CO + Cl 2 Ù COCl 2 C2 H4 + Н2 Ù C2 H6 Реакция N2 + O2 Ù 2 NO C2 H2 + 2 H2 Ù C2 H6 2 NO + Br 2 Ù 2 NOBr H2 + I2 Ù 2 HI 2 CO + O2 Ù 2 CO2

n

m

3 2 3 4 2 5 2 3 4 5 3

2 3 2 2 4 2 2 2 2 3 4

n

m

4 3 2 5 3

2 2 3 3 2

2.4. Каким образом температура влияет на скорость реакции? Что называется температурным коэффициентом скорости реакции? Температурный коэффициент скорости некоторой химической реакции равен γ. Как изменится скорость этой реакции при изменении температуры от t1 до t2 0 С? 15

Температура , 0 С

Вари-

Температура , 0 С

Вари-

ант

γ

t1

t2

ант

γ

t1

t2

01 02 03 04 05 06 07 08

3 4 2 2,5 3,5 1,8 2,8 3

80 90 45 110 15 30 95 18

130 40 95 70 45 70 65 58

09 10 11 12 13 14 15 16

2 3 4 3,5 2,2 2,5 3 4

120 35 50 20 85 10 100 30

70 75 90 60 45 50 50 80

2.5. На сколько градусов надо повысить (или понизить) температуру, чтобы скорость реакции повысилась (или понизилась) в n раз (или m раз), если температурный коэффициент скорости реакции равен γ? Вариант

V2 /V1 = =n

V1 /V2 = = m

γ

Вариант

V2 /V1 = =n

V1 /V2 = =m

γ

27 3 27 3 01 09 81 3 81 3 02 10 32 2 64 2 03 11 32 2 64 2 04 12 16 2 64 4 05 13 16 2 64 4 06 14 256 4 125 5 07 15 256 4 125 5 08 16 0 2.6. Две реакции при температуре равной t1 C протекают с одинаковой скоростью (V1 = V2 ). Температурный коэффициент скорости первой реакции равен γ 1 , а второй - γ 2 . Каково будет соотношение скоростей прямой и обратной реакций (V2 / V1 ), если реакции проводить при температуре равной t2 0 C? Темпера-

Темпера-

Вари-

-тура

-тура

ант

(t1 ),

(t2 ),

0

C

γ1

γ2

0

C

Темпера-

Темпера-

Вари-

-тура

-тура

ант

(t1 ), 0

C

γ1

γ2

(t2 ), 0

C 16

01

30

3

2

70

09

45

5

3

85

02

20

2

3

60

10

50

4

3

10

03

15

4

3

45

11

30

2

4

70

04

20

3

4

50

12

10

4

2

50

05

25

2

4

65

13

20

2,5

3

50

06

70

3

2,5

30

14

15

3

2,5

55

07

0

2,5

3

40

15

75

3

4

25

08

80

4

3

30

16

55

3,5

4

15

2.7. В гомогенной системе протекает реакция: а А + в В Ù d D. Во сколько раз изменится скорость прямой реакции: а) при увеличении давления в системе в N1 раз и одновременном повышении температуры на ∆t 0 С; б) при уменьшении давления в N2 раз и одновременном понижении температуры на ∆t 0 С? Температурный коэффициент скорости реакции равен γ. Вариант

Реакция

N1 = P2 / Р1 N2 = P1 / Р2

∆t0 С

γ

01

3 H2 + N2 Ù 2 NH3

3

2

30

2

02

2 SO2 + O2 Ù 2 SO3

4

3

40

3

03

2 NO + Cl 2 Ù 2 NOCl

2

3

50

3

04

2 H2 + O2 Ù 2 H2 O

3

2

60

2

05

N2 + O2 Ù 2 NO

2

4

30

4

06

H2 + I 2 Ù 2 HI

4

2

50

3

07

CO + Br2 Ù COBr2

5

3

40

4

08

H2 + Cl 2 Ù 2 HCl

3

4

60

2

09

2 NO + O2 Ù 2 NO2

6

2

30

4

∆t0 С

γ

Вариант

Реакция

N1 = P2 / Р1 N2 = P1 / Р2

10

PCl 3 + Cl 2 Ù PCl 5

10

4

40

2

11

CO + Cl 2 Ù COCl 2

4

3

50

3

12

H2 + Br

5

3

30

3

13

C2 H4 + Cl 2 Ù C2 H4 Cl2

3

4

60

2

14

2 NO + Br 2 Ù 2 NOBr

4

2

40

3

15

C2 H4 + H2 Ù C2 H6

6

3

50

2

2

Ù 2 HBr

17

16

2 CO + O2 Ù 2 CO2

3

2

40

4

2.8. Средняя скорость реакции, протекающей в системе, определена по веществу А и равна Vср моль/ ( л . с). Какова будет концентрация веществ А, В и D через время τ, если известны исходные концентрации веществ А и В? Средняя скорость VСР , моль/( л . с)

Время τ, с

Вариант

Реакция

01

А + 2В = D

0,02

02

2А + В =2D

03

Исходная концентрация, моль/ л С (А)

С (В)

5

0,6

1,2

0,004

20

2,0

3,0

2 А + 3 В= 2 D

0,03

8

2,5

2,0

04

А + В = 3D

0,006

10

0,4

0,7

05

3А + 2В = D

0,005

15

1,4

2,6

06

А + В = 2D

0,04

3

4,0

3,2

07

2А + В = 2D

0,008

10

0,6

0,4

08

2А + В =2D

0,06

5

5,0

2,0

09

А + 2В = D

0,005

20

4,5

6,0

10

А + В = 2D

0,01

6

0,8

0,5

11

3 А + В= 2 D

0,025

8

1,5

1,2

12

А + 3В =2D

0,006

30

3,0

5,0

13

А + 2В = 2D

0,005

50

4,0

6,0

14

А + В = 3D

0,02

25

5,0

4,5

15

2А + В = D

0,009

40

2,6

2,2

16

3А + 2В = 2D

0,05

4

0,8

0,6

2.9. Что называется константой равновесия реакции? От каких факторов она зависит? В системе протекает реакция: а А + в В Ù d D. Напишите выражение константы равновесия этой реакции. Какое из указанных ниже условий вызовет изменение константы равновесия: а) добавление катализатора; б) повышение температуры; в) увеличение концентрации исходных веществ; г) уменьшение концентрации продуктов реакции; д) увеличение давления? 18

Вариант

Реакция

Вариант

01

H2 (г) + Cl 2 (г) Ù 2 HCl (г)

09

FeO(к) + CO(г) Ù Fe(к) + CO

02

CO (г) + Cl 2 (г) Ù COCl 2 (г)

10

2 SO2 (г) + O2 (г) Ù 2 SO3 (г)

03

3 Fe(к)+4 H2O(г)ÙFe3O4 (к)+4 H2 (г)

11

C (к) + H2O (г) Ù CO (г)+ H2 (г)

04

N2 (г) + O2 (г) Ù 2 NO (г)

12

Fe3O4 (к)+ CO(г)Ù3 FeO (к)+ CO2 (г)

05

2 NO (г) + Br 2 (г) Ù 2 NOBr (г)

13

CO2 (г) + С (к) Ù2 CO (г)

06

S ( к ) + O2 ( г ) Ù SO2 ( г )

14

H2 (г) + S(к) Ù H2S (г)

07

PCl 3 (г) + Cl 2 (г) Ù PCl 5 (г)

15

N2 (г) + 3 H2 (г) Ù 2 NH3 (г)

08

2 NO(г) + Cl 2 (г) Ù 2 NOCl (г)

16

2 NO (г) + O2 (г) Ù 2 NO2 (г)

Реакция

2.10. В гомогенной системе протекает реакция: а А + b B Ù d D. Исходная концентрация вещества А равна 1 моль/л, а вещества В - 2 моль/л. К моменту наступления равновесия прореагировало 50 % вещества А. Вычислите константу химического равновесия данной реакции.

Вариант

Вариант

Реакция

01

CO + Br 2 Ù COBr

02

Реакция

09

H2 + Cl 2 Ù 2 HCl

2 SO2 + O2 Ù 2 SO3

10

CO + Cl 2 Ù COCl 2

03

N2 + 3 H2 Ù 2 NH3

11

C2 H4 + H2 Ù C2 H6

04

2 NO + O2 Ù 2 NO2

12

N2 + O2 Ù 2 NO

05

2 CO + O2 Ù 2 CO2

13

2 NO + Br 2 Ù 2 NOBr

06

H2 + I

14

C2 H4 + Cl 2 Ù C2 H4 Cl2

07

2 H2 + O2 Ù 2 H2 O

15

PCl 3 + Cl 2 Ù PCl 5

08

H2 + Br

16

2 NO + С1 2 Ù 2 NOCl

2

2

Ù 2 HI Ù 2 HBr

2

2.11. В гомогенной системе при некоторой температуре протекает реакция: А + В Ù D Концентрации веществ в момент равновесия соответственно равны: С (А) = 0,05 моль/л, С (В) = 0,04 моль/л, С (D) = 0,2 моль/л. Вычислите исход19

ные концентрации веществ, вступающих в реакцию (А и В), и константу химического равновесия системы (Кс и КР).

Вариант 09

3 H2 + N2 Ù 2 NH3

Температура, К 670

01

Н2 + Br 2 Ù 2 HBr

Температура, К 540

02

O2 + 2 H2 Ù 2 H2O

373

10

2 NO + O2 Ù 2 NO2

550

03

PBr 3 + Br 2 Ù PBr 5

600

11

CO + Br 2 Ù COBr2

700

04

N2 + O2 Ù 2 NO

1170

12

2 NO + Cl2 Ù2 NOCl

323

05

2 SO2 + O2 Ù 2 SO3

950

13

2 CO + O2 Ù 2 CO2

2270

06

2 NO + Br 2Ù2 NOBr

450

14

C2H4 + Br 2ÙC2H4Br2

1020

07

H2 + Cl2 Ù 2 HCl

430

15

2NO + I 2 Ù2 NOI

800

08

H2 + I 2 Ù 2 HI

650

16

PCl 3 + Cl 2 Ù PCl 5

500

Вариант

Реакция

Реакция

2.12. Константа равновесия гомогенной системы: А + В Ù D + (С) при некоторой температуре равна K. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации веществ соответственно равны: С(А) = х моль/л, С(В или D) = у моль/л. Вариант

Реакция

K

01

СO(г) + H2 O(г) Ù CO2 (г) + H2 (г)

1

02

FeO(к) + CO(г) Ù Fe(к) + CO2 (г)

03

H2 (г) + Br

04

H2 (г) + I2 (г)

05

2 (г)

Ù 2 HBr (г) Ù 2 HI

Исходная концентрация, моль/л C(CO) =0,1

0,5 C(CO) = 0,05 1

C(H2 ) = 3,0

C(H2 O) = 0,4 C(CO2 )=0,01 C(Br2 ) = 2,0

50 C(H2 ) =1,0

C(I2 ) = 2,0

CO(г) + Cl 2 (г) Ù COCl2 (г)

1

C(CO)= 2,0

C(Cl2 ) = 2,0

06

FeO(к) + H2 (г) Ù Fe (к) + H2 O(г)

2

C(H2 ) = 0,2

C(H2 O)=0,02

07

C ( к) + O2 ( г) Ù CO2 ( г)

0,25 C(O2 ) = 1,0

C(CO2 ) = 0,1

08

A (г) + B (г) Ù C (г) + D (г)

1

C(A) = 3,0

C(B) = 5,0

09

СО (г) + I2 (г) Ù COI2 (г)

1

C(CO) =4,0

C(I2 ) = 2,0

10

H2 ( г ) + I2 ( г ) Ù 2 HI ( г )

4

C(H2 )=0,03

C(I2 )=0,02

(г)

20

Исходная концентрация, моль/л

Вариант

Реакция

K

11

CO(г) + H2 O(г) Ù CO2 (г) + H2 (г)

1

C(CO) = 4

C(H2 O) = 3

12

CO (г) + Cl2 (г) Ù COCl2 (г)

1

C(CO) = 3

C(Cl2 ) = 2

13

Fe3 O4 (К) +CO(г) Ù3FeO (к)+ CO2 (г)

5

C(CO) = 0,5

C(CO2 ) = 0,1

14

H2 (г) + CO2 (г) Ù H2 O(г) + CO (г)

1

C(H2 ) = 0,5

C(CO2 ) = 0,4

15

CO(г) + Br

1

C(CO) = 0,6

C(Br2 ) = 0,8

16

Fe3 O4(к)+ H2 (г)Ù H2 O (г) + 3FeO(к)

2 (г)

Ù COBr2 (г)

10 C(H2 ) = 0,5

C(Н2 O)=0,05

2.13. В гомогенной системе протекает некоторая реакция. Константа равновесия этой реакции при некоторой температуре равна К. Равновесная концентрация второго вещества, равна 2 моль/л, а продукта реакции - 4 моль/л. Определите равновесную и исходную концентрации первого вещества в приведенной гомогенной системе. Вариант

Реакция

К

Вариант

Реакция

К

01

CO + Cl2 Ù COCl2

4

09

H2 + Br2 Ù 2 HBr

10

02

2NO + Br2 Ù 2NOBr

2

10

2 SO2 + O2 Ù 2 SO3

3

03

N2 + O2 Ù 2 NO

0,5

11

PCl3 + Cl2 Ù PCl5

8

04

2 H2 + O2 Ù 2 H2 O

6

12

2 CO + O2 Ù 2 CO2

4

05

H2 + I 2 Ù 2 HI

16

13

N2 + 3 H2 Ù 2 NH3

5

06

PBr3 + Br2 Ù PBr 5

8

14

2 NO + Cl2 Ù 2 NOCl

0,5

07

2 NO + O2 Ù 2 NO2

4

15

C2 H4 + Cl2 Ù C2 H4 Cl2

20

08

CO + Br2 Ù COBr2

10

16

2 NO + I2 Ù 2 NOI

40

2.14. Каким образом константа равновесия реакции связана с энергией Гиббса реакции? Рассчитайте константу равновесия химической реакции при температуре, равной Т К. Стандартная энергия Гиббса этой реакции при данной температуре равна ∆G˚ . Вариант 01 02

ТемпераЭнергия тура, Гиббса К ∆G˚, кДж/моль 500 1200

- 95,5 - 137,6

ТемпераВаритура, ант К 09 10

1000 800

Энергия Гиббса ∆G˚, кДж/моль - 191,0 - 76,5 21

03 04 Вариант 05 06 07 08

1500 900

- 344,0 - 172,0

ТемпераЭнергия тура, Гиббса К ∆G˚, кДж/моль 1000 - 229,36 700 - 120,41 850 - 129,97 1400 - 240,82

11 12

1100 600

ТемпераВаритура, ант К 1500 13 950 14 1300 15 1050 16

- 168,2 - 80,27 Энергия Гиббса ∆G˚, кДж/моль - 143,35 - 181,57 - 149,08 - 140,48

2.15. Что называется энергией активации? Каким образом она влияет на скорость реакции? Определите энергию активации реакции, если при увеличении температуры от Т1 К до Т2 К константа скорости реакции возросла в N раз? Вари- Температура, К N = k 2 Вариант /k 1 ант Т1 Т2 300 500 1000 01 08 1000 1500 10 000 02 09 450 500 100 03 10 300 350 1000 04 11 400 700 100 000 05 12 600 1000 1000 06 14 250 500 10 000 07 15 300 600 100 08 16

Температура, К Т1 500 300 600 273 450 400 500 330

Т2 550 450 800 473 750 450 1000 400

N = k 2/ k1 100 1 000 000 10 000 1000 10 000 100 100 100 000

2.16. Зависит ли скорость реакции от температуры? Каким образом температура влияет на скорость реакции? Во сколько раз изменится константа скорости реакции при увеличении температуры от Т1 К до Т2 К, если энергия активации реакции равна Е А кДж/моль?

Вариант 01 02 03 04

Температура, К Т1

Т2

500 330 400 650

1000 400 500 800

Энергия активации Вари( ЕА ), ант кДж/моль 95,5 09 191,1 10 229,4 11 265,0 12

Температура, К Т1

Т2

500 300 600 450

1000 350 800 500

Энергия активации ( ЕА ), кДж/моль 38,2 120,4 183,5 172,0 22

05 06 07 08

400 350 400 273

900 550 800 473

82,6 91,98 114,7 49,4

13 14 15 16

300 1000 500 300

450 1500 550 500

103,2 229,4 210,24 43,0

2.17. Что такое температурный коэффициент скорости реакции? Во сколько раз изменится скорость химической реакции при увеличении температуры от Т1 К до Т2 К, если температурный коэффициент скорости реакции равен γ? Чему равна энергия активации этой реакции? Вариант

Температура, К

γ

Вариант

Т1

Т2

01

300

400

2

02

450

500

03

500

04

Температура, К

γ

Т1

Т2

09

250

350

3

3

10

500

600

2

560

3

11

450

520

2

600

700

2

12

300

360

3

05

550

600

4

13

400

450

4

06

400

480

2

14

360

420

3

07

520

560

4

15

500

550

4

08

700

800

2

16

600

660

2

2.18. Запишите выражение константы равновесия гомогенной системы а А + в В Ù d D ± ∆Н. В какую сторону сместится равновесие реакции, если: а) увеличить давление в системе в два раза; б) повысить температуру на 30 0 С, причем температурный коэффициент скорости прямой и обратной реакции равен соответственно 2 и 3; Изменится ли значение константы равновесия при производимых действиях в случае: а), б)? Вариант 01 02 03 04 05

Реакция А + 2В Ù D А + В Ù 2D 3 А + ВÙ 2 D А + 3В Ù2D А + 2В Ù 2D

Вариант 09 10 11 12 13

Реакция А + В Ù 3D 2А + 3В Ù2D 3А + 2В Ù D А + В Ù 2D 3А + 2В Ù 2D 23

06 07 08

2А + В Ù2D А + В Ù 3D А + 2В Ù D

14 15 16

2 А + ВÙ 2 D 2А + В Ù D 2 А + В Ù2 D

2.19. Напишите выражение константы химического равновесия для приведенных систем. В чем заключается принцип Ле-Шателье? Как следует изменить: а) концентрации реагирующих веществ, б) температуру, в) давление, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции? Вариант

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

Система Fe3 O4 (К) + CO(г) Ù 3 FeO (К) + CO2 (Г)

Тепловой эффект реакции ∆Η˚298 , кДж + 34,55

2 NO (г) + O2 (г) Ù 2 NO2 (г)

- 113,0

CH4 (г) + CO2 (г) Ù 2 CO (г) + 2 H2 (г)

+ 247,4

CO (г) + 2 H2 (г) Ù CH3 OH (ж)

- 128,05

Fe2 O3 (К) + 3 H2 (г) Ù 2 Fe (К) + 3 H2 O (г)

+ 96,61

4 NH3 (г) + 5 O2 (г) Ù 4 NO (г) + 6 H2 O (Г)

- 904,64

H2 (г) + CO2 (г) Ù CO (г) + H2 O (ж)

- 2,85

N2 O4 (г) Ù 2 NO2 (г)

+ 58,4

N2 (г) + 3 H2 (г) Ù 2 NH3 (г)

- 92,4

CaCO3 (к) Ù CaO (к) + CO 2 (г)

+ 177,65

4 HCl (г) + O2 (г) Ù 2 H2 O (г) + Cl2 (г)

-114,5

FeO (к) + CO (г) Ù Fe (к) + CO2 (г)

-13,18

NH3 (г) + HCl (г) Ù NH4 Cl (к)

- 175,8

2 SO3 (г) Ù 2 SO2 (г) + O2 (г)

+ 192,0

COCl2 (г) Ù CO (г) + Cl2 (г)

+ 113,0

Fe2 O3 (к) + 3 CO (г) Ù 2 Fe (к) + 3 CO2 (г)

- 1673,7

2 SO2 (г) + O2 (г) Ù 2 SO3 (г)

-196,2

MgCO3 (к) Ù MgO (к) + CO2 (г)

+ 101,5

Ù 2 CO2 (г)

- 566,0

2 CO (г)

+ O2 (г)

24

H2 S 11 12 13

(г)

Ù H2 (г) + S2 (к)

N2 (г) + O2 (г) Ù 2 NO (г)

+ 179,0

2 CO (г) Ù CO2 (г) + C (к)

- 171,0

C (к) + H2 O (г) Ù CO (г) + H2 (г)

+ 131

2 NO (г) + Cl2 (г) Ù 2 NOCl (г)

- 73,6

ZnSO4 (к) Ù ZnO (к) + SO3 (г)

+ 235,2

2 H2 (г) + O2 (г) Ù 2 H2 O (г)

- 483,6

Вариант 14 15 16

+ 169,4

Тепловой эффект реакции ∆Η˚298 , кДж

Система Fe3 O4 (к) + 4 H2 (г) Ù 3 Fe (к) + 4 H2 O (г)

+ 149,9

2 O3 (г) Ù 3 O2 (г)

- 184,6

2 H2 O(г) + Cl2 (г) Ù 4 HCl (г) + O2 (г)

+ 114,5

2 NO (г) Ù N2 (г) + O2 (г)

- 180,7

H2 (г) + Br2 (г) Ù 2 HBr

- 72,5

(г)

Fe3 O4 (к) + H2 (г) Ù 3 FeO (к) + H2 O

+ 80,9

(г)

3. Свойства растворов неэлектролитов Осмос. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Давление насыщенного пара над раствором. Повышение температуры кипения растворов и понижение температуры кристаллизации растворов. Законы Рауля.

3.1. Осмос. Осмотическое давление разбавленных растворов неэлектролитов. Закон Вант-Гоффа 3.1.1. Что называют осмотическим давлением? При каких условиях в системе из двух растворов возникает осмос? От каких факторов зависит осмотическое давление? Как называют растворы, имеющие одинаковое осмотическое давление? Определите осмотическое давление раствора, содержащего m грамм вещества Х в объеме, равном V л, при температуре t о С. Вариант

Вещество Х

m(Х), г

V(раствора), л

Температура, о С

01

С6 Н12 О6

45,02

2

17

25

02

С3 Н8 О3

18,4

1,5

20

03

С12 Н22 О11

53,5

1

25

04

С2 Н5 ОН

2,76

0,5

20

05

С6 Н5 NH2

18,6

3

30

06

С6 Н14 О6

71

1

0

07

СН3 ОН

2,6

0,5

17

08

С6 Н12 О6

9

1

20

09

С6 Н5 NH2

18,6

2

18

10

С2 Н5 ОН

23

3

10

Вариант

Вещество Х

m(Х), г

V(раствора), л

Температура, о С

11

С3 Н8 О3

27,6

1,5

15

12

С12 Н22 О11

91

1

27

13

С6 Н12 О6

25

2

17

14

С6 Н5 NH2

10,8

2

25

15

С2 Н5 ОН

4,6

0,2

20

16

С12 Н22 О11

34,2

0,5

27

3.1.2. В объеме, равном V л, содержится неэлектролит Х массой, равной m грамм, при температуре t о С. Осмотическое давление этого раствора равно Р Па. Какова молярная масса неэлектролита? Вариант

m(Х), г

V(раствора), л

Температура, о С

Росм., Па

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

2 23,04 72 10,8 18,6 3,2 53,5 90,8 107 18,4

0,5 1 1 3 3 1 1 4 1 1

0 20 0 10 30 20 0 27 0 0

0,51. 105 4,56. 105 9,00. 105 1,2. 105 2,84. 105 2,42. 105 3,55. 105 3,12. 105 7,10. 105 4,54. 105 26

11 12 13 14 15

0,66 45 10,42 11,3 46,5

0,25 1 0,25 0,2 5

33 19,5 7 37 0

1,11. 105 6,06. 105 2,83. 105 8,08. 105 2,269. 105

16

11,5

0,25

17

12,04. 105

3.1.3. Вычислите осмотическое давление раствора глюкозы С6 Н12 О6 с массовой долей 10% (ρ = 1,0377 г/мл) при 17 о С. 3.1.4. Вычислите осмотическое давление раствора сахара С12 Н22 О11 с массовой долей 25% (ρ = 1,105 г/мл) при 17 о С. 3.1.5. Осмотическое давление в организме млекопитающих колеблется от 669 до 810 кПа. Чему равна молярная концентрация раствора, чтобы при 20 о С осмотическое давление было равно 810 кПа? 3.1.6. Анилин С6 Н5 NH2 массой 46,5 г растворили в 5 литрах воды. Какое осмотическое давление имеет этот раствор при 0 о С, и до какой температуры его надо нагреть, чтобы повысить осмотическое давление раствора 0,50. 105 Па? 3.1.7. Масса анилина С6 Н5 NH2 в растворе объемом 1 л равна 9,30 г. Если этот раствор при 18 о С изотоничен с раствором этилового спирта С2 Н5 ОН, то чему равна масса спирта в 1 л раствора? 3.1.8. Сколько молекул растворенного вещества содержится в 1 мл раствора, осмотическое давление которого при 54 о С составляет 6066 Па? 3.1.9. Осмотическое давление некоторого раствора при -3 о С составляет 27,28. 105 Па. При какой температуре осмотическое давление достигнет 60,51. 105 Па? 3.1.10. 1 см3 раствора содержит 1015 молекул растворенного вещества. Вычислите осмотическое давление раствора при 10 о С. В каком объеме раствора содержится 1 моль растворенного вещества? 3.1.11. Осмотическое давление некоторого раствора неэлектролита при 2 о С составляет 2,735 кПа. При какой температуре осмотическое давление достигнет 3,04 кПа? 3.1.12. Раствор, в 1 мл которого содержится 0,0405 г некоторого растворенного вещества неэлектролита, изотоничен с 0,0225 молярным раствором сахара вычислите молярную массу растворенного вещества.

27

3.2. Давление пара разбавленных растворов неэлектролитов. Первый закон Рауля 3.2.1. В каких случаях пар называют насыщенным? В какую сторону смещается равновесие, существующее между водой и ее насыщенным паром: а) при повышении температуры; б) при растворении нелетучего вещества? Какова формулировка и математическое выражение первого закона Рауля? Давление водяного пара при температуре t о С равно Ро . Определите давление пара над раствором, содержащим вещество Х массой, равной m грамм, и в воде объемом V л при этой же температуре. V(воды), ТемпераРо , m(Х), г Вариант Вещество Х л тура, о С Па С12 Н22 О11 25003 34,2 0,09 65 01 СО(NН2 )2 101325 10 0,09 100 02 С6 Н5 NH2 2644,0 18,6 0,72 22 03 С6 Н14 О6 101325 27 0,108 100 04 Вариант

Вещество Х

Ро , Па

m(Х), г

V(воды), л

Температура, о С

05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

СН3 ОН С6 Н12 О6 С6 Н5 NH2 С2 Н5 ОН С2 Н4 (ОН)2 С12 Н22 О11 С6 Н12 О6 СО(NН2 )2 С2 Н5 ОН С12 Н22 О11 С6 Н12 О6 С3 Н8 О3

1227,8 1704,9 3164,2 2335,42 12334 4245,2 3164,2 7375,9 2984,0 2337,8 12334 1227,8

16 27 20 63 50 100 90 30 72 109 36 23

0,39 0,36 0,36 0,043 0,9 0,8 0,45 0,4 0,5 0,72 0,25 0,2

10 15 25 20 50 30 25 40 24 20 50 10

3.2.2. Каково давление пара при 100 о С раствора мочевины СО(NН2 )2 , в котором ее массовая доля составляет 10 %. Давление пара воды при 100 о С равно 1,013. 105 Па. 3.2.3. Давление пара воды при 20 о С равно 2337,8 Па. Сколько граммов сахара следует растворить в 760 г воды, для того чтобы давление пара воды над раствором снизилось на 19 Па. Какова массовая доля сахара в растворе?

28

3.2.4. Давление пара раствора, содержащего 155 г анилина С6 Н5 NH2 в 201 г эфира, при некоторой температуре равно 42900 Па. Давление пара эфира при этой же температуре равно 86380 Па. Рассчитайте молярную массу эфира. 3.2.5. Давление пара воды при 100 о С равно 1,013. 105 Па. Вычислите давление водяного пара, если массовая доля мочевины СО(NН2 )2 в растворе 10 %. 3.2.6. Давление пара воды при 20 о С составляет 2338,43 Па. Сколько граммов глюкозы следует растворить в 760 г воды для получения раствора, давление пара которого на 20 Па меньше давления пара воды? Вычислите массовую долю глюкозы в растворе. 3.2.7. Определите давление пара растворителя над раствором, содержащим . 1,21 1023 молекул неэлектролита в 100 г воды при 100 о С. Давление пара воды при 100 о С равно 1,013. 105 Па. 3.2.8. В ацетоне (СН3 )2 СО массой 50 г растворен неэлектролит массой 5,25 г. Давление пара полученного раствора равно 21854 Па, а для ацетона при той же температуре - 23939 Па. Вычислите молярную массу растворенного вещества. 3.2.9. Осмотическое давление водного раствора глицерина С3 Н8 О3 составляет при 0 о С 5,66. 105 Па. Приняв плотность раствора равной единице, вычислите давление пара раствора при 0 о С, если давление пара воды при той же температуре составляет 610,6 Па. 3.2.10. Давление пара воды при 20 о С составляет 2338 Па. Какую массу сахара следует растворить в 720 г воды для получения раствора, давление пара которого нВ 18,7 Па меньше давления пара воды воды? Какова массовая доля сахара в растворе? 3.2.11. При 30 о С давление пара водного раствора некоторого неэлектролита составляет 4372,86 Па, а давление пара воды при той же температуре 4245,2 Па. Вычислите осмотическое давление раствора при той же температуре, приняв плотность раствора равной единице. 3.3. Температура замерзания и кипения растворов неэлектролитов. Второй закон Рауля 3.3.1. Дайте формулировку и математическое выражение второго закона Рауля. Чем определяются температуры кипения и замерзания каждой жидкости? Что называют криоскопической и эбуллиоскопической константами? Зависят ли они от природы растворенного вещества и природы растворителя? Вычислите понижение температуры замерзания раствора, содержащего вещество Х массой, равной m1 грамм, в растворителе Y, массой m2 грамм.

29

Вариант

Вещество Х

Растворитель Y

m1 (Х), г

m2(р-ля), г

Кк

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

С12 Н22 О11 СО(NН2 )2 С6 Н5 NО2 С6 Н12 О6 S8 С3 Н8 О3 С4 Н10 S2 С2 Н4 (ОН)2 С2 Н4 (ОН)2 С12 Н22 О11 С10 Н8 Р4 С2 Н5 ОН С3 Н8 О3 С10 Н16 О С2 Н4 (ОН)2

Н2 О Н2 О С6 Н6 Н2 О С6 Н6 Н2 О С6 Н6 (СН 3 )2 СО Н2 О Н2 О С6 Н6 С6 Н6 Н2 О (СН 3 )2 СО С6 Н6 Н2 О

20 3 6,15 14,4 0,162 13,8 0,2 9,2 500 34,2 24,5 0,1155 25 2,3 0,052 40

400 200 400 200 20 1000 26 400 4000 500 500 19,03 75 100 26 60

1,86 1,86 5,12 1,86 5,12 1,86 5,12 1,52 1,86 1,86 5,12 5,12 1,86 1,52 5,12 1,86

3.3.2. Определите температуру кипения раствора, содержащего, содержащего вещество Х массой, равной m1 грамм, в растворителе Y, массой m2 грамм. ВариВещество Х ант

Растворитель Y

m1 (Х), г

m2(р-ля), г

tК(р-ля)

КЭ

01

С3 Н8 О3

(СН 3 )2 СО

9,2

400

56,5

1,48

02

I2

CH3 OH

9,2

100

0,84

64,7

03

С10 Н16 О

С6 Н6

0,05

20

80,1

2,57

04

С12 Н22 О11

Н2 О

100

750

100

0,52

05

С3 Н8 О3

(СН 3 )2 СО

2,3

100

56,3

1,48

06

С6 Н5 ОН

С2 Н5 ОН

0,94

50

78,3

1,16

07

С6 Н12 О6

Н2 О

10

250

100

0,52

08

S8

С6 Н6

1

20

80,1

2,57

09

С3 Н8 О3

Н2 О

5

150

100

0,52

10

СНС13

(С2 Н5 )2 О

15

400

35,6

2,16 30

11

С3 Н8 О3

(СН 3 )2 СО

8

92

56,5

1,48

12

I2

С2 Н5 ОН

12,7

200

78,3

1,16

13

С12 Н22 О11

Н2 О

20

400

100

0,52

14

С10 Н8

эфир

1

20

35,60

2,16

15

Р4

С6 Н6

0,115

19,03

80,1

2,57

16

С2 Н5 ОН

Н2 О

100

400

100

0,52

3.3.3. Определите молярную массу неэлектролита Х, если при растворении данного вещества массой m1 граммов в растворителе Y, массой m2 г, температура кипения или замерзания изменилась на ∆t градусов. Вариант

Растворитель Y

m1 (Х), г

m2 (р-ля), г

01

(С2 Н5 )2 О

15

400

02

С6 Н6

0,4

20

03

Н2 О

55,40

2500

0,16

0,52

04

(СН 3 )2 СО

9,2

400

0,38

1,48

05

С6 Н6

392

8000

06

С6 Н6

0,81

100

Вариант

Растворитель Y

m1 (Х), г

m2 (р-ля), г

∆tЗ(р-ра)

07

Н2 О

0,4

10

1,24

08

(С2 Н5 )2 О

1

20

0,16

2,16

09

С2 Н5 ОН

0,94

50

0,232

1,2

10

Н2 О

248,7

1800

2,79

1,86

11 12 13 14 15

С6 Н6 Н2 О С6 Н6 Н2 О С2 Н5 ОН Н2 О

6,15 1,05 0,052 502,8 12,7

400 30 26 1000 200

0,64 0,7 0,067 15,0

5,1 1,86 5,1 1,86 1,2

500

4000

3,73

16

∆tЗ(р-ра)

∆tк (р-ра)

КЭ или КК

0,635

2,16

0,067

5,1

1,95

5,1 0,081

2,57

∆tк (р-ра)

КЭ или КК

1,86

0,29

1,86

31

3.3.4. Какую массу глюкозы С6 Н12 О6 следует растворить в 200 г воды для получения раствора, температура кипения которого превышает температуру кипения чистого растворителя на на 0,05 о ? 3.3.5. Вычислите массовую долю сахара С12 Н22 О11 в растворе, температура кипения которого 100,15о С. 3.3.6. В каком объеме воды следует растворить 23 г глицерина С3 Н8 О3 , чтобы получить раствор с температурой кипения 100,104о С? 3.3.7. Температура кипения эфира 34,6о С 34,6 о С, а его эбулиоскопическая константа равна 2,16 о . Вычислите молярную массу бензойной кислоты, если известно, что раствор кислоты с массовой долей 5% в эфире кипит при при 35,53 о С. 3.3.8. Антифризами называют растворы с пониженной температурой замерзания. Широкое применение находят растворы этиленгликоля С2 Н4 (ОН)2 . При какой температуре будет замерзать раствор, содержащий в 2 л воды 500 г этиленгликоля? 3.3.9. Температура кипения разбавленного раствора сахара С12 Н22 О11 100,065о С. Вычислите осмотическое давление раствора пр и 0о С. Плотность раствора принять равной единице. 3.3.10. Раствор сахара С12 Н22 О11 оказывает при 27о С осмотическое давление, равное 1,56. 105 Па. Принимая плотность раствора равной единице, вычислите температуру его кристаллизации. 4. Растворы электролитов Особенности воды как растворителя. Электролитическая диссоциация: два вида электролитов. Характеристика поведения электролитов. Свойства растворов электролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации. Константа диссоциации. Кажущаяся степень диссоциации сильных электролитов. Понятие об активности и ионной силе растворов. Электролитическая диссоциация комплексных соединений. Свойства растворов электролитов. Изотонический коэффициент, его связь со степенью диссоциации. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель. Ионные реакции и равновесия. Произведение растворимости. Гидролиз солей.

4.1. Электролитическая диссоциация. Ионные уравнения реакций 4.1.1. Какой процесс называется электролитической диссоциацией? Какие электролиты называются сильными и слабыми? Напишите уравнения электролитической диссоциации приведенных ниже веществ. Что называется константой

32

диссоциации? Запишите выражение константы диссоциации для слабых электролитов. Приложим ли закон действия масс к сильным электролитам? Вариант

Электролиты

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15

H3 AsO4 , Ba(OH)2 , NH4 OH, CrCl3 , Na3 PO4 , Sr(OH)2 , HNO3 , Al2 (SO4 )3 , Cr(NO3 )3 , Ca(OH)2 , BaCl2 , CH3 COOH, Fe(NO3 )3 , HF, HClO3 , H2 Se, Rb2 CO3 , HAsO2 , K3 AsO4 , CdSO4 , H2 SeO4 , Cr2 (SO4 )3 , KOH, CoSO4 , Al2 (Cr2 O7 )3 , HNO2 , Na2 HPO4 , HCN, Pb(CH3 COO)2 , H2 SeO4 ,

16

HIO,

Na2 SeO4 ,

HNO2 , H2 CO3 , HClO4 , HClO, H2 TeO3 , H2 SO3 , H3 PO4 , Na3 PO4 , H2 Te, NH4 OH, HClO2 , HIO, NaHCO3 , H2 SeO3 , RbOH, Ca(OH)2 ,

Fe2 (SO4 )3 , H2 Cr2 O7 , HCN , CsOH, HCOOH, NaOH, RbOH, Sr(OH)2 , NiCl2 , H3 SbO4 , NaOH, H2 SO3 , H2 CO3 , Sr(OH)2 , HF, H2 S,

HI KOH H2 SeO3 H2 S HCl HMnO4 H2 CrO4 HBrO Ba(OH)2 HBr H3 PO3 Mg(NO3 )2 КOH Pb(NO3 )2 H3 PO4 K2 HPO4

4.1.2. Чем определяется возможность протекания обменной реакции между двумя электролитами? Напишите в молекулярной и ионно-молекулярной форме уравнения реакций взаимодействия следующих веществ и укажите соединение, образование которого вызывает смешение равновесия: Вариант 01 02 03 04 05

Взаимодействующие Вещества NaCN + HNO3 = Zn(OH)2 + KOH = AgNO3 + K2 CrO4 = BaCO3 + HNO3 = CH3 COOH + Ba(OH)2 = MnCl2 + Na2 S = Na2 SiO3 + HCl = Al(OH)3 + NaOH = FeS + HCl =

Вариант 09 10 11 12 13

Взаимодействующие вещества MgCO3 + HCl = Pb(CH3 COO)2 + NaOH = Fe(OH)3 + H2 SO4 = K2 S + HCl = NH4 Cl + KOH = NiS + H2 SO4 = CH3 COONa + HNO3 = Cu(NO3 )2 + KOH = HNO2 + NaOH = 33

06 07 08

BaCl2 + Na2 SO4 = Mg(OH)2 + CH3 COOH = CaCl2 + Na3 PO4 = Fe(OH)2 + H2 SO4 = CaCO3 + HCl = Pb(NO3 )2 + NaI = Mg(OH)2 + HBr =

14 15 16

Ca(NO3 )2 + K2 CO3 = Cr2 (SO4 )3 + BaCl2 = Sn(OH)2 + KOH = K2 SO3 + HCl = Cr(OH)3 + H2 SO4 = Sr(OH)2 + H3 PO4 = NH4 Cl + AgNO3 =

4.1.3. Составьте по два различных уравнения в молекулярной форме, которые соответствовали бы следующим ионным уравнениям: ВариИонные уравнения ант 01 02 03 04 05 06

Вариант 07 08

H+ + OH- = H2O Pb 2+ + SO42- = PbSO4 CO32- + 2 H+ = CO2 + H2O Cu 2+ + S 2- = CuS Co 2+ + 2 OH- = Co(OH)2 CH3COOH +OH- = CH3COO- +H2O Fe(OH)3 + 3 H+ = Fe3+ + 3 H2O 2 Ag + + S2- = Ag 2S HCOO- + H+ = HCOOH Ca2+ + SiO32- = CaSiO3 CO2 + 2 OH- = CO32- + H2O 3 Fe2+ + 2 PO43- = Fe3(PO4)2

Ионные уравнения SO32- + 2 H+ = SO2 + H2O Cr3+ + 3 OH- = Cr(OH)3 HS- + H+ = H2S 3 Mg 2+ + 2 PO43- = Mg 3 (PO4)2

ВариИонные уравнения ант 09 10 11 12 13 14

Вариант 15 16

NH4+ + OH- = NH3 + H2O Ag + + I - = AgI Zn(OH)2 + 2 OH- = [Zn(OH)4]2Ba2+ + SO42- = BaSO4 3Ca2+ + 2 PO43- = Ca3(PO4)2 NH4OH + H+ = NH4+ + H2O Ni 2+ + S 2- = NiS Al(OH)3 + OH- = [Al(OH)4]Pb(OH)2 + 2 H+ = Pb 2+ + 2 H2O 2 Ag + + CrO42- = Ag 2CrO4 CuO + 2H+ = Cu 2+ + H2O 3 Zn2+ + 2 PO43- = Zn3(PO4)2

Ионные уравнения HCO3- + H+ = CO2 + H2O Be(OH)2 + 2 H+ = Be2+ + 2 H2O HClO + OH- = ClO- + H2O FeS + 2 H+ = Fe2+ + H2S

4.1.4. Как протекает процесс диссоциации комплексных соединений в растворах? К сильным или слабым электролитам относятся растворы комплексных соединений? Характеристиками, каких процессов являются константы нестойкости (К н) или константы устойчивости (К у ) комплекса? Как они связаны между собой? 34

Напишите уравнения диссоциации ниже приведенных комплексных соединений и выражение К н комплексных ионов. Вариант

Комплексные соединения

Вариант

Комплексные соединения

01

K2 [Cd I4 ]

09

Na2 [Co(SCN)4 ]

02

[Co(NH3 )6 ]Cl2

10

K3 [Fe(CN)6 ]

03

K2 [Hg(SCN)4 ]

11

[Cd(NH3 )4 ]SO4

04

[Cd(NH3 )4 ]Cl2

12

K2 [Cu(CN)4 ]

05

K2 [Ni(CN)4 ]

13

[Zn(NH3 )4 ]SO4

06

Na3 [Ag(S2 O3 )2 ]

14

K2 [Zn(CN)4 ]

07

[Ag(NH3 )2 ]NO3

15

K[Ag(CN)2 ]

08

K2 [HgBr4 ]

16

[Cu(NH3 )4 ](NO3 )2

4.1.5. Используя значения констант нестойкости комплексных ионов, определите, произойдет ли взаимодействие между растворами приведенных электролитов. Напишите молекулярные и ионные формы уравнения протекающей реакции. Вариант 01

Растворы электролитов [Ag(NH3 )2 ]NO3 + NaNO2 = K2 [HgBr4 ] + KCN =

Вариант 09

Растворы электролитов K2 [HgBr4 ] + KCl = [Cu(NH3 )4 ](NO3 )2 + NaCN =

02

K[Ag(CN)2 ] + NH3 = [Cd(NH3 )4 ]Cl2 + KCN =

10

K2 [HgBr4 ] + KI = K[Ag(CN)2 ] + K2 S2 O3 =

03

Na3 [Ag(S2 O3 )2 ] + NaCN = K2 [Ni(CN)4 ] + NH3 =

11

Na3 [Ag(S2 O3 )2 ] + NH4 OH = [Ni(NH3 )6 ]Cl2 + NaCN =

Вариант

Растворы электролитов

Вариант

Растворы электролитов

04

K2 [HgI4 ] + KBr = [Zn(NH3 )4 ]SO4 + NaCN =

12

K2 [Hg(SCN)4 ] + KCN = K4 [Co(CN)6 ] + NH3 =

05

K2 [Hg(CN)4 ] + KSCN = [Co(NH3 )6 ]Cl2 + NaCN =

13

K2 [CdCl4 ] + KI = [Zn(NH3 )4 ]Cl2 + KCN =

06

K2 [Cd I4 ] + KBr =

14

K2 [Cd I4 ] + KCN = 35

[Ag(NH3 )2 ]NO3 + KI =

K[Ag(CN)2 ] + KSCN =

07

K2 [Hg(CN)4 ] + KI = [Cu(NH3 )4 ]SO4 + KCN =

15

K2 [HgCl4 ] + KI = K2 [Zn(CN)4 ] + NH3 =

08

K2 [Cu(CN)4 ] + NH3 = [Cd(NH3 )4 ]SO4 + KCN =

16

[Ag(NH3 )2 ]Cl + KCN = K2 [HgI4 ] + NaSCN =

4.1.6. К какому типу электролитов относятся приведенные ниже соединения? Запишите уравнения диссоциации этих электролитов. Вариант

Вариант

Электролит

Электролит

01

Zn(OH)2 , [Zn(NH3 )4 ](OH)2

09

HCN,

02

HNO2 ,

10

Cu(OH)2 , [Cu(NH3 )4 ](OH)2

03

Ni(OH)2 , [Ni(NH3 )4 ](OH)2

11

HF,

04

HCN,

12

Cd(OH)2 , [Cd(NH3 )4 ](OH)2

05

Cr(OH)3 , [Cr(NH3 )6 ](OH)3

13

HF,

06

HF,

14

HCN,

07

Al(OH)3 , Na[Al(OH)4 ]

15

Co(OH)2 , [Co(NH3 )6 ](OH)2

08

HCN,

16

H2 SO3 ,

K[Ag(NO2 )2 ] K3 [Cr(CN)6 ] H[BF4 ] H[Ag(CN)2 ]

H2 [Pt(CN)4 ] K4 [FeF6 ] H2 [SiF6 ] H4 [Fe(CN)6 ] H3 [Ag(SO3 )2 ]

4.2. Сильные и слабые электролиты. Концентрация ионов в растворах сильных и слабых электролитов 4.2.1. Как ведут себя в растворах сильные электролиты? Что называется ионной силой раствора и активностью? Каким образом активность иона и концентрация иона связанны между собой? Вычислите ионную силу раствора, и активность ионов в растворе электролита Х с массовой долей, равной ω(Υ) %. Плотность раствора принять равной единице. ( Коэффициент активности ионов можно рассчитать по полной формуле или сокращенной формуле Дебая и Гюккеля lg f (иона) = − ВариЭлектролит Х ант

Массовая доля Х ω(Υ), %

Вариант

Na2 SO4

1,42

09

01

0,5Z 2 (иона) ⋅ I 1+ I

Электролит Х H2 SO4

).

Массовая доля Х ω(Υ), % 0,05 36

02

BaCl2

0,21

10

Cu(NO3 )2

0,94

03

Mg(NO3 )2

0,74

11

ZnCl2

0,068

04

Al2 (SO4 )3

0,34

12

Fe2 (SO4 )3

0,40

05

CrCl3

0,16

13

AlCl3

0,67

06

Sr(OH)2

0,06

14

K2 SO4

0,052

07

Ca(NO3 )2

0,08

15

Ba(OH)2

0,085

08

CuCl2

0,67

16

Cr(NO3 )3

0,24

4.2.2. Вычислить ионную силу и активность ионов в растворе, содержащем х моль/л электролита Х и у моль/л электролита У. (Коэффициент активности ионов можно рассчитать по полной формуле или сокращенной формуле Дебая и Гюккеля lg f (иона) = −

0,5Z 2 (иона) ⋅ I

Электролит

Вариант

Х

1+ I

).

Концентрация электролита, Варимоль/л

У

Х

У

ант

Концентрация электролита, моль/л

Электролит Х

У

Х

У

01

Ca(NO3)2

HNO3

0,05

0,05

09

AlCl3

HCl

0,01

0,04

02

Fe2(SO4)3

H2SO4

0,02

0,01

10

Na2CO3

NaOH

0,05

0,1

03

AlCl3

MgCl2

0,01

0,02

11

AgNO3

HNO3

0,03

0,01

04

Cr2(SO4)3

H2SO4

0,025

0,01

12

MgSO4

MgCl2

0,02

0,04

05

K2CrO4

KOH

0,04

0,02

13

BiCl3

NaCl

0,03

0,05

06

NaCl

HCl

0,005

0,25

14

K2SO4

H2SO4

0,01

0,005

07

Ba(OH)2

NaOH

0,05

0,01

15

FeCl3

HCl

0,05

0,03

08

H2SO4

HCl

0,005

0,05

16

BaCl2

KCl

0,04

0,02

4.2.3. Как протекает в растворах процесс диссоциации слабого электролита? Запишите уравнение диссоциации приведенного ниже электролита. Вычислите концентрацию ионов водорода в растворе с молярной концентрацией электролита, равной С (Х) моль/л. Диссоциацией многоосновной кислоты по второй ступени можно пренебречь. Вариант

Электро- С (Х), лит Х моль/л

К 1 (Х)

Вари- Электро- С (Х), ант лит Х моль/л

К 1 (Х)

01

H3 AsO3

0,1

5,7 10-10

09

HClO2

0,01

5,0 10-3

02

HIO

0,5

2,0 10-11

10

HCNS

0,05

1,0 10-4 37

03

HNO2

0,2

4,0 10-4

11

H3 PO4

0,02

7,5 10-3

04

H2 SeO3

0,05

3,5 10-3

12

H2 Se

0,5

1,9 10-4

05

H2 Te

0,01

2,3 10-3

13

HAsO2

0,1

9,0 10-10

06

HBrO

0,2

2,5 10-9

14

H2 CO3

0,3

4,5 10-7

07

H2 B4 O7

0,05

1,0 10-4

15

H2 S

1,0

9,0 10-8

08

CH3 COOH

0,5

1,8 10-5

16

H2 TeO3

0,25

3,0 10-3

4.2.4. Что называется константой диссоциации? Какая взаимосвязь существует между степенью диссоциации и константой диссоциации? Изменяется ли константа диссоциации с разбавлением раствора? Вычислите константу диссоциации одноосновной кислоты Х ( или однокислотного основания ) в растворе с массовой долей, равной ω(Υ) %, если степень диссоциации электролита в этом растворе равна α. Плотность раствора электролита принять равной единице. Диссоциацией кислоты по второй ступени пренебречь Вариант

01 02

Электролит Уксусная кислота

ω(Υ)

%

α , Вари% ант

3,0 0,6

Хлоруксусная кислота 0,95 1,18

Электролит

ω(Υ),

%

α, %

09

Бромноватистая к-та

2,9

0,0084

10

Гидроксид аммония

1,0

0,55

03

Муравьиная кислота

2,7 1,75

11

Иодоуксусная к-та

9,0

3,75

04

Муравьиная кислота

0,46 4,21

12

Уксусная кислота

0,6

1,35

05

Хлорноватистая к-та

1,05 0,045

13

Синильная кислота

0,54 0,0063

06

Фтороводородная к-та 1,0 3,63

14

Угольная кислота

3,1

0,095

07

Селеноводородная к-та 4,05 1,84

15

Сероводородная к-та

1,7

0,035

16 Циановодородная к-та

3,7

0,028

08

Селенистая кислота

6,45 8,37

4.2.5. Запишите уравнение диссоциации электролита Х и выражение константы диссоциации этого электролита. Чему равна молярная концентрация электролита Х, если степень диссоциации этого электролита в водном растворе равна α %? ( Для двухосновных кислот второй ступенью диссоциации пренебречь). Чему равна концентрация ионов водорода Н+ ( или ионов ОН -) в этом растворе? Вариант

Электролит Х

α, Вари% ант

Электролит Х

α, % 38

01

Хлорноватистая кислота

5,0

09

Циановодородная кислота

1,5

02

Муравьиная кислота

10,0

10

Бромноватистая кислота

3,0

03

Уксусная кислота

2,5

11

Угольная кислота

0,5

04

Гидроксид аммония

1,0

12

Азотистая кислота

3,5

05

Сероводородная кислота

0,5

13

Фтороводородная кислота

06

Хлоруксусная кислота

4,0

14

Селенистая кислота

5,0

07 Селеноводородная кислота

20,0

15

Теллуристая кислота

0,1

Сернистая кислота

1,5

16

Фосфорная кислота

08

10,0

15,0

5. Ионное произведение воды. Водородный показатель 5.1. Что называется ионным произведением воды и водородным показателем? Вычислите рН раствора вещества Х с заданной молярной концентрацией (или молярной концентрацией эквивалента). Коэффициент активности ионов Н+ и ОН- принять равными единице (или степень диссоциации электролита принять равной единице). Запишите уравнение диссоциации электролита. Вариант

Концентрация, моль/л

Вещество Х

молярная

01 02 03 04 05 06 07 08 09

Хлорная кислота Гидроксид бария Гидроксид калия Азотная кислота Хлорноватая кислота Гидроксид стронция Селеновая кислота Иодоводородная кислота Гидроксид цезия

10

Серная кислота

11

Бромоводородная кислота

12

Гидроксид кальция

13

Гидроксид рубидия

молярная эквивалента

0,005 0,005 0,025 0,025 0,05 0,05 0,001 0,001 0,02 0,02 0,06 0,06 0,01

39

Вариант

Концентрация, моль/л Вещество Х

молярная эквивалента

молярная

14

Дихромовая кислота

15

Хлороводородная кислота

16

Марганцовая кислота

0,01 0,04 0,05

5.2. Вычислить рН раствора вещества Х с массовой долей растворенного вещества, равной ω( Υ ) %. Плотность раствора и коэффициент активности ионов Н+ и ОН - (или степень диссоциации электролита) принять равными единице. Запишите уравнение диссоциации электролита. Вариант

Вещество Х

ω( Υ ), Вари% ант

Вещество Х

ω( Υ ), %

01

Азотная кислота

0,063

09

Гидроксид бария

0,085

02

Хлороводородная к-та

0,037

10

Гидроксид кальция

0,037

03

Гидроксид натрия

0,04

11

Хлорная кислота

0,01

04

Иодоводородная к-та

0,013

12

Гидроксид стронция

0,061

05

Гидроксид калия

0,056

13

Бромоводородная к-та

0,081

06

Хлорноватая кислота

0,085

14

Гидроксид рубидия

0,001

07

Селеновая кислота

0,015

15

Марганцовая кислота

0,012

08

Дихромовая кислота

0,022

16

Гидроксид лития

0,024

5.3. Вычислите рН раствора и степень диссоциации вещества Х в растворе с молярной концентрацией (или молярной концентрацией эквивалента), равной С (Х) моль/л. Запишите уравнение диссоциации электролита. ( При расчете рН второй или третьей ступенью диссоциации электролита пренебречь). Вариант 01 02

Концентрация, моль/л Вещество Х молярная Фосфорная кислота Уксусная кислота

молярная эквивалента 0,5

0,01 40

03 Вариант 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16

Сероводородная кислота

0,2 Концентрация, моль/л

Вещество Х молярная Хлорноватистая кислота Угольная кислота Азотистая кислота Селеноводородная кислота Циановодородная кислота Теллуристая кислота Хлористая кислота Селенистая кислота Муравьиная кислота Сернистая кислота Фтороводородная кислота Мышьяковая кислота Гидроксид аммония

молярная эквивалента

0,1 0,1 0,5 0,4 0,5 0,5 0,1 0,1 0,2 0,2 0,5 0,25 0,05

5.4. Вычислить рН раствора и степень диссоциации вещества Х в растворе с массовой долей растворенного вещества, равной ω(Υ) %. Плотность раствора принять равной единице. Запишите уравнение диссоциации электролита. (При расчете рН второй ступенью диссоциации электролита пренебречь). ВариВещество Х ант

ω( Υ ), ВариВещество Х % ант

ω( Υ ), %

01

Азотистая кислота

0,47

09

Гидроксид аммония

0,70

02

Фтороводородная к-та

0,04

10

Хлористая кислота

1,37

03

Селенистая кислота

0,26

11

Уксусная кислота

0,30

04

Муравьиная кислота

0,23

12

Хлорноватистая к-та

0,90

05

Циановодородная к-та

0,54

13

Угольная кислота

1,24

06

Фосфорная кислота

1,96

14

Сернистая кислота

1,68

07

Бромноватистая кислота

4,85

15

Иодноватистая кислота

1,44

08

Теллуроводородная к-та

0,26

16

Теллуристая кислота

0,36

41

5.5. Водородный показатель раствора вещества Х равен рН. Какова молярная концентрация вещества Х в этом растворе? Напишите уравнение диссоциации электролита. Степень диссоциации сильного электролита и коэффициент активности ионов Н+ и ОН - считать равными единице. Изменится ли рН раствора, если раствор вдвое разбавить водой? Как изменится рН? Вариант 01 02 03 04 05 06 07 08

Вещество Х

рН

Уксусная кислота Гидроксид натрия Муравьиная кислота Гидроксид стронция Циановодородная кислота Гидроксид калия Хлорноватистая кислота Гидроксид кальция Хлорная кислота Уксусная кислота Азотная кислота Сероводородная кислота Гидроксид кальция Селенистая кислота Гидрокид натрия Селеноводородная кислота

3,0 10,8 2,0 12,3 6,0 12,6 5,0 9,6 2,5 4,0 2,4 5,0 11,5 3,0 10,4 3,0

Вариант 09 10 11 12 13 14 15 16

Вещество Х

рН

Азотистая кислота Гидроксид бария Фтороводородная кислота Гидроксид лития Гидроксид аммония Соляная кислота Бромноватистая кислота Гидроксид цезия Селеновая кислота Угольная кислота Гидроксид бария Хлористая кислота Гидроксид стронция Хлорноватистая кислота Серная кислота Гидроксид аммония

3,0 11,4 2,0 9,8 11,0 3,4 5,0 11,5 1,5 5,0 12,7 3,0 11,9 6,0 2,5 12,0

6. Свойства растворов электролитов 6.1. Что называют изотоническим коэффициентом ( i )? Каков его физический смысл? От каких факторов зависит величина изотонического коэффициента? Какая связь между изотоническим коэффициентом и кажущейся степенью диссоциации? Осмотическое давление раствора содержащего вещество Х, с молярной концентрацией (или молярной концентрацией эквивалента), равной С, при tо С равно Росм. . Вычислите кажущуюся степень диссоциации вещества в растворе. Вариант

Вещество Х

01 02 03 04 05

MgCl2 KBr NaNO3 K2 SO4 CaCl2

Концентрация, моль/л С(Х)

С(1/z*Х)

0,106 0,125 0,08 0,04 1,01

Температура, о С

Росм., Па

18 25 19 0 17

3,2. 105 5,63. 105 3,495. 105 2,18. 105 30,4. 105 42

06 07 08 09

NaCl Na2 SO4 KNO3 Ca(NO3 )2

Вариант

Вещество Х

10

KIO3

11

MgSO4

12

BaCl2

13

MnSO4

14

ZnCl2

15

KI

16

MgCl2

0 17 21 0

4,13. 105 6,87. 105 7,425. 105 1,474. 105

Температура, о С

Росм., Па

17,5

2,21. 105

18

2,01. 104

17

3,04. 105

15

3,33. 104

0

1,48. 105

27

4,83. 105

18

3,2. 105

0,10 0,212 0,16 0,05 Концентрация, моль/л С(Х)

С(1/z*Х)

0,05 0,01 0,05 0,015 0,025 0,1 0,053

6.2. Определите осмотическое давление раствора соли Х с молярной или молярной концентрацией эквивалента, равной С моль/л, при температуре t оС, если кажущаяся степень диссоциации соли равна α % .

Вариант

Вещество Х

Концентрация, моль/л С(Х)

01

MgSO4

02

KBr

03

Na2 CO3

04

KNO3

05

BaCl2

06

KOH

07

ZnCl2

08

NaNO3

09

NaCl

10

KCl

11

CaCl2

12

Ba(NO3 )2

13

K2 SO4

С(1/z*) 0,01

0,125 0,05 0,045 0,1 0,2 0,045 0,05 0,12 0,5 0,02 0,2 0,25

t, С

α, %

18

67

25

82

17

65

20

70

25

63

27

79

19

58

20

85

18

91

21

58

25

54

30

90

27

75

о

43

14

Na2 SO4

15

NaNO3

16

Ca(NO3 )2

0,15 0,2 0,1

21

57

20

63

19

74

6.3. Кажущаяся степень диссоциации вещества Х в растворе равна α. Массовая доля вещества Х в растворе равна ω(х). Найдите температуру кипения этого раствора и вычислите давление водяного пара над этим раствором при 20о С. Давление насыщенного водяного пара при 20 о С равно 2337,8 Па. Вари- Вещество ант Х

ω(х), %

α, %

Вариант

Вещество ω(х), % Х

α, %

01

Ca(NO3 )2

3,4

65

09

MgCl2

0,5

76

02

KIO3

2,5

71

10

KBr

4,5

80

03

MgSO4

0,015

80

11

NaNO3

8,5

69

04

BaCl2

11

56

12

K2 SO4

1,2

62

05

MnSO4

5

64

13

CaCl2

2,2

55

06

ZnCl2

1,1

84

14

NaCl

1,5

85

07

KI

3,2

58

15

Na2 SO4

0,5

64

08

MgCl2

0,06

66

16

KNO3

4,2

78

6.4. Раствор, содержащего соль Х массой, равной m1 грамм, в воде массой m2 грамм, кипит при температуре tк о С. Вычислите кажущуюся степень диссоциации соли в этом растворе. Вариант 01

Вещество Х KNO3

m1 (Х), г 9,09

m2 (Н2 О), г 100

tк (р-ра), о С 100,8

02

Mg(NO3 )2

37,0

200

101,82

03

K2 SO4

34,8

200

101,35

04

BaCl2

255

750

100,85

05

NaNO3

84,9

1000

100,98

06

NaOH

4,1

250

100,39

07

KNO3

16,9

200

100,82

08

K2 SO4

17,43

200

100,64

09

Na2 CO3

1,06

100

100,13 44

10

MgSO4

12,0

500

100,18

11

ZnCl2

13,6

250

100,56

12

Ba(NO3 )2

2,61

100

100,15

13

KBr

23,8

200

100,99

14

Na2 SO4

28,4

250

101,15

15

CaCl2

11,04

500

100,105

16

Ca(NO3 )2

3,4

100

100,255

6.5. Раствора, содержащего соль Х массой, равной m1 грамм, в воде массой

m2 грамм, замерзает при температуре tЗ оС. Вычислите кажущуюся степень диссоциации соли в этом растворе.

Вариант

Вещество Х

m1 (Х), г

m2 (Н2 О), г

tЗ (р-ра), о С

01

Na2 CO3

0,53

200

-0,13

02

KOH

2,1

250

-0,519

03

BaCl2

25,5

750

-0,756

04

NaNO3

84,9

1000

-3,16

05

CaCl2

11,04

500

-0,74

06

ZnCl2

55,8

5000

-0,385

07

KCl

4,47

100

-2,0

08

NaCl

14,62

500

-1,67

09

CaCl2

11,04

500

-0,74

10

ZnCl2

55,8

5000

-0,385

11

Na2 CO3

0,53

200

-0,13

12

KOH

2,1

250

-0,519

13

BaCl2

25,5

750

-0,756

14

NaNO3

84,9

1000

-3,16

15

KCl

4,47

100

-2,0

16

NaCl

14,62

500

-1,67

6.6. Вычислить кажущуюся степень диссоциации СаС12 в растворе, содержащем 0,0995 моль хлорида кальция в 500 г воды. Температура кристаллизации такого раствора -0,74 о С. 6.7. Давление пара раствора, содержащего 16,72 г Ca(NO3 )2 в 250 г воды, 45

при 17 о С равно 1903,81 Па. Вычислите кажущуюся степень диссоциации соли, если давление пара воды при той же температуре равно 1937,14 Па. 6.8. Какова температура кристаллизации раствора, содержащего 84,9 г NaNO3 в 1000 г воды? Давление пара раствора составляет 2269,11 Па, а давление пара воды при той же температуре – 2338,43 Па. 6.9. Раствор, содержащий 33,2 г Вa(NO3 )2 в 300 г воды, кипит при 100,466о С. Вычислите кажущуюся степень диссоциации соли в растворе. 6.10. Вычислите кажущуюся степень диссоциации NaCl в растворе с молярной концентрацией 0,25 моль/л, если этот раствор изотоничен с раствором глюкозы С6 Н12 О6 с молярной концентрацией 0,44 моль/л при 18о С. 6.11. Изотонический коэффициент раствора азотной кислоты с молярной концентрацией 1 моль/л равен 1,03. Сколько растворенных частиц содержится в 1 мл этого раствора? 6.12. Раствор, содержащий 14,62 г в 500 г воды, замерзает при -1,67о С. Вычислите кажущуюся степень диссоциации этого электролита в растворе и осмотическое давление раствора при 27о С. Плотность раствора принять равной единице. 6.13. Изотонический коэффициент раствора KBr, содержащего 178,5 г соли в 900 г воды равен 1,7. Определите давление водяного пара над этим раствором при 50о С, если давление паров воды при этой температуре равно 12334 Па. 6.14. в равных количествах воды растворено в одном случае 0,5 моль сахара, а в другом – 0,2 моль СаС12 . Температуры кристаллизации обоих растворов одинаковы. Определите кажущуюся степень диссоциации СаС12 в растворе. 7. Произведение растворимости 7.1. Что называется произведением растворимости? Какая связь существует между растворимостью и произведением растворимости? Можно ли применять понятие " произведение растворимости " к хорошо растворимым электролитам? Изменяется ли величина произведения растворимости с увеличением температуры? Определите растворимость вещества Х при 25 0 С в моль/л и г/ л Вариант

Вещество Х

ПР(Х)

Вариант

Вещество Х

ПР (Х)

01

Сульфид кобальта(II)

3,1 10-23 09

Карбонат серебра

6,15 10-12

02

Арсенат серебра

1,1 10-22 10

Фосфат серебра

1,8 10-18

03

Карбонат кальция

4,8 10-9

Фторид стронция

2,8 10-9

11

46

04

Хромат бария

2,3 10-10 12

Сульфид серебра

5,7 10-51

05

Фосфат бария

3,9 10-29 13

Иодид свинца(II)

8,7 10-9

06

Сульфат серебра

1,2 10-5

Сульфат свинца(II)

1,7 10-8

07

Фторид кальция

3,4 10-11 15

Фосфат кальция

1,0 10-25

08

Бромид серебра

5,0 10-13 16

Сульфид марганца(II)

1,4 10-15

14

7.2. Какое свойство вещества характеризуется величиной произведения растворимости? Запишите уравнение диссоциации ниже приведенного малорастворимого электролита Х. Рассчитайте произведение растворимости вещества Х, если его растворимость равна S моль/л. Вариант

Вещество Х

S, Варимоль/л ант

Вещество Х

S, моль/л

01

Фторид свинца(II)

4,0 10-3

09

Сульфид цинка

1,3 10-12

02

Сульфид олова(II)

1,0 10-13

10

Карбонат кадмия

2,3 10-6

03

Гидроксид магния

1,0 10-4

11

Бромид меди (I)

1,5 10-5

04

Хлорид свинца(II)

1,7 10-2

12

Карбонат никеля(II)

3,5 10-4

05

Фторид стронция

0,9 10-3

13

Сульфид никеля(II)

1,0 10-12

06

Карбонат железа(II)

5,0 10-6

14

Хромат серебра

2,0 10-4

07

Сульфид марганца(II)

1,6 10-5

15

Карбонат цинка

3,0 10-6

08

Карбонат кобальта(II)

4,0 10-7

16

Иодид свинца(II)

2,0 10-3

7.3. В каком объеме насыщенного раствора вещества Х содержится 1 г этого вещества, если произведение растворимости его равно ПР. Изменится ли (увеличится или уменьшится) растворимость этого вещества при добавлении к насыщенному раствору трудно растворимого вещества Х небольшого количества хорошо растворимой соли, содержащей одноименный ион? Вариант

Вещество Х

ПР (Х)

Вариант

Вещество Х

ПР (Х)

01

Фосфат свинца(II)

1,5 10-32

09

Иодид свинца(II)

8,7 10-9

02

Карбонат серебра

6,15 10-12

10

Хромат свинца(II)

1,8 10-14

47

03

Фосфат кальция

1,0 10-25

11

Фосфат алюминия

5,7 10-19

04

Хромат бария

1,2 10-10

12

Карбонат стронция

1,1 10-10

05

Фосфат серебра

1,8 10-18

13

Цианид серебра

7,0 10-15

06

Карбонат стронция

1,6 10-9

14

Сульфид кадмия

6,5 10-28

07

Сульфид серебра

5,7 10-51

15

Сульфат бария

1,1 10-10

08

Гидроксид кальция

5,5 10-6

16

Сульфид сурьмы(III)

1,6 10-93

7.4. Образуется ли осадок малорастворимого вещества AB, если смешать равные объемы растворов вещества АX и вещества YB с молярной концентрацией эквивалента, равной С(1/z* AX или YB)?

Растворы веществ

Вариант

Молярная концентрация эквивалента, моль/л AX

Вещество AB

ПР(АВ)

AX

YB

YB

01

SrCl2

Na2 SO4

0,001

0.001

SrSO4

2,1 10-7

02

AgNO3

BaCl2

0,002

0,0005

AgCl

1,8 10-10

03

Pb(NO3 )2 H2 SO4

0,001

0,002

PbSO4

1,7 10-8

04

CaCl2

Na3 PO4

0,0001

0,0005

Ca3 (PO4 )2

1,0 10-25

05

AgNO3

K2 CrO4

0,0005

0,0002

Ag2 CrO4

1,2 10-12

06

BaCl2

Na2 CO3

0,002

0,0002

BaCO3

4,9 10-9

07

ZnSO4

NaOH

0,0005

0,0001

Zn(OH)2

3,0 10-16

08

K2 CrO4

Pb(NO3 )2

0,0001

0,0005

PbCrO4

1,8 10-14

09

CaCl2

Na2 SO4

0,002

0,005

CaSO4

6,1 10-5

10

Ba(NO3 )2 K2 CrO4

0,0001

0,0002

BaCrO4

1,6 10-7

11

AgNO3

Na2 SO4

0,005

0,0002

Ag2 SO4

7,7 10-5

12

BeCl2

KOH

0,001

0,001

Be(OH)2

2,7 10-10

13

Pb(NO3 )2 NaI

0,005

0,005

PbI2

9,8 10-9

14

CaCl2

KOH

0,002

0,002

Ca(OH)2

5,5 10-6

15

AgNO3

K2 Cr2 O7

0,001

0,005

Ag2 Cr2 O7

2,0 10-7 48

16

MnSO4

Na2 S

0,005

0,001

7,0 10-17

MnS

8. Гидролиз солей 8.1. Какой процесс называется гидролизом? Какие соли могут подвергаться гидролизу? Как протекает процесс гидролиза? Определите характер среды в растворах солей (рН < 7, рH > 7 или рН = 7). Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза солей. Вариант

Соли

Вариант

Соли

01

Be(NO3 )2 , KI, Na2 SO3 , FeCl3

09

BaCl2 , Fe2 (SO4 )3 , KCN, Cs 2 CO3

02

NaNO2 , CaCl2 , FeSO4 , K3 PO4

10

ZnSO4 , NaHCOO, SrCl2 , K3 PO4

11

Na2 SiO3 , NiSO4 , KBr, CrCl3

12

K2 S, Ba(NO3 )2 , FeCl3 , NaCH3 COO

Вариант

Соли

03 LiBr, Al2 (SO4 )3 , KClO, Na3 AsO4 04 Вариант

NaI, Cr2 (SO4 )3 , KNO2 , SnCl2 Соли

05 Ca(NO3 )2 , Na2 S, ZnCl2 , K2 CO3

13

NaClO4 , CoSO4 , NH4 Br, Li3 PO4

06 NaBrO, CuSO4 , LiNO3 , AlCl3

14

BeSO4 , Cs 2 SO3 , NaI, Fe(NO3 )3

07 MgCl2 , Sr(NO3 )2 , Na2 SeO3 , KCN

15

K2 Te, Pb(NO3 )2 , Na2 SeO4 , NiCl2

08 NaBr, NH4 Cl, K2 Se, NiSO4

16

CoBr2 , FeSO4 , Na3 AsO4 , KNO3

8.2. При сливании водных растворов соли Х и соли Y образуется осадок гидроксида металла и выделяется газ (или образуется нерастворимая кислота). Почему? Составьте молекулярное и ионно-молекулярное уравнения происходящих реакций. Вариант 01 02 03

Соль Х и соль Y Хлорид хрома(III) и карбонат калия Сульфат хрома(III) и сульфид натрия Хлорид алюминия и

Вариант 09 10 11

Соль Х и соль Y Сульфат железа(III) и карбонат натрия Хлорид железа(III) и карбонат калия Сульфат алюминия и 49

04 05 06 07 08

карбонат лития Хлорид алюминия и силикат калия Хлорид алюминия и сульфид калия Бромид алюминия и силикат натрия Сульфат хрома(III) и силикат натрия Хлорид железа(III) и силикат натрия

12 13 14 15 16

сульфид натрия Хлорид хрома(III) и сульфид калия Нитрат хрома(III) и силикат натрия Сульфат железа(III) и силикат натрия Хлорид алюминия и сульфид натрия Нитрат алюминия и силикат натрия

8.3. Зависит ли окраска индикатора от характера среды? Какую окраску имеют индикаторы: лакмус, фенолфталеин и др. в растворах кислот и щелочей? Можно ли с помощью индикатора различить растворы солей? Ответ дайте на основании реакций гидролиза. Вариант

Растворы солей а)

б)

в)

01

Na2 SO4 и Na2 SO3

ZnCl2 и KCl

K2 SiO3 и MgSO4

02

KNO3

AlCl3 и LiCl

Na2 SO3 и ZnSO4

03

K2 S

и K2 SO4

BaCl2 и BeCl2

ZnCl2 и Na3 PO4

04

K3 PO4 и KNO3

BeCl2 и CaCl2

05

Na2 SiO3 и NaBr

ZnSO4 и Li2 SO4

Pb(NO3 )2 и Na2 S

06

KCN

Al2 (SO4 )3 и Cs 2 SO4

Zn(NO3 )2 и Na3 PO4

07

NaCH3 COO и NaCl

Pb(NO3 )3 и LiNO3

NH4 Cl и NaCH3 COO

08

KClO и KClO4

BaCl2

AlCl3 и Cs 2 CO3

09

NaBr и NaBrO

BeSO4 и K2 SO4

10

KHCOO и KCl

Ca(NO3 )2 и MgCl2

FeCl2 и K2 CO3

11

Na2 CO3 и NaI

FeCl2

NH4 NO3 и NaNO2

12

K2 SO3 и K2 SO4

CsNO3 и Zn(NO3 )2 MnCl2 и Na2 S

13

LiNO3 и KNO2

SrCl2 и (NH4 )2 SO4

ZnBr2 и NaBrO

14

CaBr2 и KCH3 COO

CdSO4 и Ba(NO3 )2

Be(NO3 )2 и K2 Te

и KNO2

и KI

и MgSO4

и LiCl

Al2 (SO4 )3 и K2 S

KCN и Pb(CH3 COO)2

50

15

Cs 2 CO3 и KClO4

SnCl2 и BaBr2

K2 SeO3 и CdCl2

16

NaCN и Cs 2 SO4

Cd(NO3 )2 и CaCl2

Li3 PO4 и ZnSO4

8.4. Какое из приведенных веществ, следует прибавить к раствору соли Х, чтобы уменьшить степень гидролиза соли? Почему? Вариант 01 02 03 04 05 Вариант 06 07 08

Добавляемые ВариСоль Х вещества ант Na3 PO4 NaOH , NaCl , ZnSO4 09 HCl , NH4 Cl SnCl2 K2 CO3 KOH , HCl , 10 KCl , Na2 CO3 KClO ZnCl2 , KOH , Cr2 (SO4 )3 11 HCl , KNO3 Fe2 (SO4 )3 KCl , H2 SO4 , Na2 S 12 NaOH , Na2 CO3 Na2 SO3 K2 SO4 , H2 SO4 , Al2 (SO4 )3 13 NaOH , CrCl3 Добавляемые ВариСоль Х Соль Х вещества ант Pb(NO3 )2 HNO3 , NaNO3 , NaCH3 COO 14 KOH , Na2 CO3 KCN HCl , KOH , BeCl2 15 KCl , NH4 Cl NiSO4 K2 SiO3 H2 SO4 , K2 SO4 , 16 K2 CO3 , KOH

Соль Х

Добавляемые вещества KOH , H2 SO4 , Na2 CO3 , KCl HCl , K2 SO4 , KOH , Fe2 (SO4 )3 H2 SO4 , K2 SO4 , K2 CO3 , KOH Al2 (SO4 )3 , NaOH HCl , K2 SO4 H2 SO4 , KOH , K2 S , Na2 SO4 Добавляемые вещества NaCl , NH4 Cl , HCl , NaOH KCl , HCl , NaOH , Na2 CO3 KOH , KNO3 , HNO3 , NH4 NO3

8.5. Какая из двух приведенных солей (соль Х или соль Y) будет подвергаться гидролизу в большей степени? Почему? Напишите уравнение гидролиза этой соли в молекулярной и ионно-молекулярной форме. Укажите реакцию среды в растворе соли. Вариант 01

Соль Х и соль Y Карбонат натрия или силикат натрия

Вариант 09

Соль Х и соль Y Хлорид железа(III) или хлорид железа(II) 51

02 03 04 05 06 07 08

Сульфат цинка или сульфат кадмия Сульфит натрия или сульфид натрия Нитрат олова(II) или нитрат свинца(II) Ацетат калия или формиат калия Сульфат галлия или сульфат индия Нитрит натрия или карбонат натрия Хлорид меди(II) или хлорид цинка

10 11 12 13 14 15 16

Цианид калия или нитрат калия Нитрат магния или нитрат бериллия Фосфат натрия или карбонат натрия Хлорид хрома(II) или хлорид хрома(III) Сульфид натрия или селенид натрия Сульфат олова(II) или сульфат олова(IY) Арсенал натрия или фосфат натрия

8.6. Что называется константой гидролиза и степенью гидролиза? Вычислите константу гидролиза соли Х, степень гидролиза этой соли и рН раствора с молярной концентрацией соли, равной С (Х) моль/л (учитывая только первую ступень гидролиза соли). Чему рано значение энергии Гиббса реакции гидролиза? В каком направлении смешено равновесие процесса гидролиза? Вариант

С(Х), Соль Х

моль/ л

Вариант

Соль Х

С(Х), моль/л

01

Ацетат натрия

0,1

09

Гипохорит калия

0,01

02

Нитрит калия

0,05

10

Гипохлорит натрия

0,5

03

Формиат калия

0,01

11

Гипобромит натрия

0,05

04

Карбонат натрия

0,1

12

Цианид калия

0,01

05

Селенид цезия

0,2

13

Сульфит натрия

0,2

06

Фторид натрия

0,05

14

Фосфат калия

0,05

07

Силикат натрия

0,01

15

Цианид калия

0,5

08

Селенит натрия

0,5

16

Гипобромит натрия

0,1 52

8.7. Вычислите константу гидролиза соли Х, степень гидролиза этой соли и рН раствора с молярной концентрацией соли, равной С (Х) моль/л (учитывая только первую ступень гидролиза соли). Чему рано значение энергии Гиббса реакции гидролиза? В каком направлении смешено равновесие процесса гидролиза? Вариант

С(Х), Соль Х

моль/ л

Вариант

Соль Х

С(Х), моль/л

01

Хлорид цинка

0,1

09

Хлорид аммония

0,01

02

Нитрат свинца(II)

0,05

10

Хлорид меди(II)

0,5

03

Хлорид железа(II)

0,01

11

Нитрат аммония

0,05

04

Сульфат железа(III)

0,1

12

Сульфат никеля(II)

0,01

05

Сульфат меди(II)

0,2

13

Нитрат свинца(II)

0,2

06

Хлорид железа(III)

0,05

14

Хлорид алюминия

0,05

07

Хлорид кадмия

0,01

15

Сульфат аммония

0,5

08

Сульфат алюминия

0,5

16

Сульфат железа(III)

0,1

53

Приложения Таблица 1. Термодинамические константы некоторых веществ Вещество

Ag ( K ) AgBr (K) AgCl (K) AgI (K) AgF (K) AgNO3 (K) Ag 2O (K) Ag 2CO3 (K) Ag 2S (К) Al (K) Al2O3 (K) Al(OH)3 (K) AlCl3 (K) Al2(SO4)3 (K) Al2S3 (К) As (K) As 2O3 (K) As 2O5 (K) AsН3 (Г) Au (K) AuF3 (K) Au(OH)3 (K) AuCl3 (K) B (K) B2O3 (K) B2H6 (Г) Ba (K) BaO(К) Ba(OH)2 (K) BaCl2 (K) BaSO4 (K) BaCO3 (K) Be (K) BeO (K) BeCO3 (K) Bi (K)

∆Η˚298 , кДж /моль

0 - 99,16 - 126,8 - 64,2 - 202,9 - 120,7 - 30,56 - 506,1 -31,77 0 - 1675,0 - 1275,7 - 697,4 - 3434,0 -723,4 0 - 656,8 - 918,0 66,4 0 - 348,53 - 418,4 - 118,4 0 - 1264,0 31,4 0 - 557,9 - 946,1 -860,06 - 1465 - 1202,0 0 - 598,7 - 981,57 0

∆G˚298 , кДж /моль

0 - 95,94 - 109,7 - 66,3 - 184,9 - 32,2 - 10,82 - 437,1 0 - 1576,4 - 1139,72 - 636,8 - 3091,9 -492,5 0 - 575,0 - 772,4 68,8 0 - 297,48 - 289,95 - 48,53 0 - 1184,0 82,8 0 - 528,4 -810,9 - 352 - 1138,8 0 - 581,6 - 944,75 0

S ˚298 , Дж /(моль . К)

42,69 107,1 96,07 114,2 83,7 140,9 121,7 167,4 144,2 28,31 50,94 71,1 167,0 239,2 96,1 35,1 107,1 105,4 222,7 47,65 114,2 121,3 146,4 5,87 53,85 232,9 64,9 70,29 103,8 126 131,8 112,1 9,54 14,10 199,4 56,9 54

BiCl3 (Г) BiCl3 (K)

- 270,7 - 379,1

- 260,2 - 318,9

356,9 189,5 Продолжение таблицы

Вещество

Br2 (Г) Br2 (Ж) HBr (Г) C (АЛМАЗ) C (ГРАФИТ) CO (Г) CO2 (Г) COCl2 (Г) CS2 (Г) CS2 (Ж) CH4 (Г) C2H2 (Г) C2H4 (Г) C2H6 (Г) C3H6 (Г) C3H8 (Г) С4Н10 (Г) C6H6 (Г) C6H6 (Ж) НСООН (Ж) CH3OH (Ж) C2H5OH (Ж) CH3COOH (Ж) (СООН)2 или С2Н2О4 (К) С3Н6О(Ж) С12Н22О11 (К) СН3С1(Г) СНС13 (Ж) CCl4 (Ж) Ca (K) CaO (K) CaF2 (K) CaCl2 (K) CaC2 (K) Ca3N2 (K) Ca(NО3)2 (K) Ca(OH)2 (K)

∆Η˚298 , кДж /моль

30,92 0 - 36,23 1,897 0 - 110,5 - 393,51 - 223,0 115,3 87,5 - 74,85 226,75 52,28 - 84,67 - 104 - 103,75 - 124,7 82,93 49,04 -425,0 - 238,7 - 227,6 - 484,9 -826,8 -247,7 -2221 -82,0 -131,8 - 139,3 0 - 635,1 - 1214,0 - 785,8 - 62,7 - 431,8 -936,9 - 986,2

∆G˚298 , кДж /моль

3,14 0 - 53,22 2,866 0 - 137,27 - 394,38 - 210,5 65,1 63,6 - 50,79 209,2 68,12 - 32,89 107,15 - 17,15 129,7 124,50 -357,8 - 166,31 - 174,77 - 392,46

- 68,2 0 - 604,2 - 1161,0 - 750,2 - 67,8 - 368,6 - 896,76

S ˚298 , Дж /(моль .К)

245,35 153,41 198,48 2,38 5,74 197,4 213,6 289,2 237,8 151,0 186,19 200,8 219,4 229,5 269,9 269,61 310,0 269,2 173,2 128,8 126,7 160,7 159,8 120,1 200 360 233,5 116,3 214,4 41,62 39,7 68,87 113,8 70,3 104,6 193,2 83,4 55

CaSO4 (K) CaSiO3 (K) Ca3(PO4)2 (K) CaCO3 (K)

- 1424,0 - 1579,0 - 4125,0 - 1206,0

- 1320,3 - 1495,4 - 3899,5 - 1128,8

106,7 87,45 240,9 92,9 Продолжение таблицы

Вещество

Cd CdO (K) CdS(К) Cd(OH)2 (K) CdCl2 (K) Cl 2 (Г) Cl2O (Г) ClO2 (Г) Cl2O7 (Ж) HCl (Г) HCI (Ж) HClO (Ж) Cr (K) Cr2O3 (K) Cr(OH)3 (K) Cs (K) Cs 2O (K) CsOH (K) Cu (K) Cu 2O (K) CuO (K) Cu(OH)2 (K) CuF2 (K) CuCl2 (K) CuBr (K) CuI2 (K) Cu 2S (K) CuS (K) CuSO4 (K) CuCO3 (K) Cu(NO3)2 (K) F2 (Г) HF (Г) OF2 (Г) Fe (K)

∆Η˚298 , кДж /моль

0 - 256,1 -144,3 - 553,2 - 389,0 0 76,6 105,0 251,0 - 92,30 - 167,5 - 116,4 0 - 1141,0 - 1033,9 0 - 317,6 - 406,5 0 - 167,36 - 165,3 - 443,9 - 530,9 - 205,9 - 141,42 -21,34 - 82,01 - 48,5 - 771,1 - 594,96 - 307,11 0 - 270,7 25,1 0

∆G˚298 , кДж /моль

0 - 225,0

S ˚298 , Дж /(моль . К)

- 470,5 - 342,6 0 94,2 122,3

51,76 54,8 71,0 95,4 115,3 223,0 266,2 257,0

- 95,27 - 131,2 80,0 0 - 1046,84 - 902,5 0 - 274,5 - 355,2 0 - 146,36 - 127,19 - 356,9 - 485,3 - 166,1 - 126,78 - 23,85 - 86,19 - 48,95 - 661,91 - 517,98 - 114,22 0 - 272,8 42,5 0

186,7 55,2 129,7 23,76 81,1 80,3 84,35 123,8 77,8 33,3 93,93 42,64 79,5 84,5 113,0 142,34 159,0 119,24 66,5 133,3 87,9 193,0 202,73 178,7 247,0 27,15 56

FeO (K) Fe2O3 (K) Fe3O4 (K) Fe(OH)2 (K) FeCl2 (K) FeSO4 (K)

- 263,68 - 822,2 - 1117,1 - 568,0 - 341,0 - 922,57

- 244,35 - 740,3 - 1014,2 - 483,5 - 302,08 - 829,69

58,79 87,4 146,2 79,5 119,66 107,51 Продолжение таблицы

Вещество

FeCO3 (K) FeS (K) FeS2 (K) Fe(OH)3 (K) FeCl3 (K) GeO ( K ) GeO2 (K) H2 (Г) H2O (Г) H2O (Ж) H2O (K) H2O2 (Ж) Hg (K) HgCl2 (K) Hg 2Cl2 (K) I2 (K) I2 (Г) HI (Г) HIO (Ж) K (K) K2O (K) KOH (K) KCl (K) KNO3 (K) KNO2 (K) K2SO4 (K) KHSO4 (K) KH (K) Li (K) Li2O (K) LiOH (K) LiCl (K) Mg (K)

∆Η˚298 , кДж /моль

- 744,75 - 95,4 - 177,4 - 824,25 - 405,0 - 305,4 - 539,74 0 - 241,84 - 285,84 - 291,85 - 187,36 0 - 230,12 - 264,85 0 62,24 25,94 - 158,9 0 - 361,5 - 425,93 -435,87 - 492,71 - 370,28 - 1433,44 - 1158,1 - 56,9 0 - 595,8 - 487,8 - 408,8 0

∆G˚298 , кДж /моль

- 637,88

- 694,54 - 336,39 - 276,1 - 531,4 0 - 228,8 - 237,5 - 117,57 0 - 185,77 - 210,66 0 19,4 1,30 - 98,7 0 - 193,3 - 374,47 -408,32 - 393,13 - 281,58 - 1316,37 - 1043,49 - 38,49 0 - 560,2 - 443,1 - 383,6 0

S ˚298 , Дж /(моль . К)

92,9 67,36 53,14 96,23 130,1 50,2 52,3 130,6 188,74 69,96 44,1 105,86 76,1 144,35 185,81 116,73 260,58 206,33 24,32 64,35 87,0 59,41 82,68 123,93 117,17 175,73 187,89 67,95 28,03 37,9 42,81 55,2 32,55 57

MgO (K) Mg(OH)2 (K) MgCl2 (K) MgCO3 (K) MgSO4 (K) MnO2 (K) Mn(OH)2 (K) MnCl2 (K)

- 601,24 - 924,66 - 641,83 - 1096,21 - 1279 - 519,4 - 693,7 - 468,6

- 569,6 - 833,7 - 542,32 - 1029,3 - 1173,7 - 466,1 - 610,4 - 441,4

26,94 63,14 89,5 65,69 91,63 53,14 88,28 117,15 Продолжение таблицы 1.

Вещество

МоО3 (К) N2 (Г) N2O (Г) NO (Г) NO2 (Г) N2O4 (Г) N2O5 (K) HNO3 (Ж) NH3 (Г) NH4OH (Ж) NH4Cl (K) (NH4)2SO4 (K) NOCl (Г) Na (K) Na2O (K) NaOH (K) NaF (K) NaCl (K) NaBr (K) NaI (K) Na2CO3 (K) Na2SO4 (K) Na2SiO3 (K) NiO (K) Ni(OH)2 (K) O2 (Г) O3 (Г) P (КРАСНЫЙ) PCl3 (Г) PCl5 (Г) РН3 (Г)

∆Η˚298 , кдж /моль

-745,2 0 81,55 90,37 33,89 9,37 - 42,7 - 173,0 - 46,19 - 366,69 - 315,39 - 1179,0 52,59 0 - 430,6 - 426,6 - 570,3 - 410,9 - 399,8 - 287,9 - 1129,0 - 1384,0 - 1518,0 - 239,7 - 538,0 0 142,54 - 18,41 - 277,0 - 369,45 5,0

∆G˚298 , кДж /моль

-668,1 0 103,6 86,69 51,84 98,29 114,1 - 79,91 - 16,64 - 263,8 - 343,64 - 900,8 0 - 376,6 - 377,0 - 543,5 - 384,9 - 347,7 - 284,5 - 1047,7 - 1266,8 - 1426,7 - 211,6 - 453,1 0 163,2 13,81 - 286,27 - 324,55 12,5

S ˚298 , Дж /(моль . К)

77,5 191,5 220,0 210,62 240,45 304,3 178,0 156,16 192,5 179,9 94,56 220,3 263,5 51,42 71,1 64,18 51,3 72,8 83,7 91,2 136,0 149,4 113,8 38,0 79,5 205,03 238,8 22,8 311,7 362,9 210,2 58

P2O3 (K) P2O5 (K) HPO3 (Ж) H3PO4 (Ж) Pb (K) PbO (K) PbO2 (K) PbCО3 (K) PbCl2 (K) PbBr2 (K)

- 820,0 - 1492,0 - 982,4 - 1271,94 0 -217,86 - 276,86 -700 - 359,2 - 277,0

- 1348,8 - 902,91 - 1147,26 0 - 188,49 - 218,99

173,5 114,5 150,6 200,83 64,9 67,4 76,44 130,96 136,4 161,4

-313,97 - 260,4

Окончание таблицы 1. Вещество

PbI2 (K) PbSO4 (K) PbS (K) Rb (K) Rb 2O (K) RbOH (K) S (РОМБ.) ( K) SO2 (Г) SO3 (Г) H2S (Г) H2S (Ж) H2SO4 (Ж) H2Se (Г) SiO2 (K) SiCl4 (Ж) SiH4 (Г) SnO (K) SnO2 (K) SrO (K) SrCO3 (K) H2Te (Г) Zn (K) ZnO (K) Zn(OH)2 (K) ZnS (K) ZnSO4 (K) Ti (K) TiCl4 (Ж) TiO2 (K)

∆Η˚298 , кДж /моль

- 175,1 - 918,1 - 94,28 0 - 330,12 - 413,8 0 - 296,9 - 395,2 - 20,15 - 39,33 - 811,3 85,77 - 859,3 - 687,8 34,7 - 286,0 - 580,8 - 590,4 - 1221,3 154,39 0 - 349,0 -642,2 - 201,0 - 978,2 0 - 804,2 - 943,9

∆G˚298 , кДж /моль

- 173,8 - 811,24 - 92,68 0 - 290,79 - 364,43 0 - 300,37 - 370,37 - 33,02 - 27,36 - 724,0 71,13 - 803,75 57,2 - 257,32 - 519,65 - 559,8 - 1137,6 138,48 0 - 318,19 - 554,4 - 198,32 - 871,75 0 - 737,4 - 888,6

S ˚298 , Дж /(моль . К)

176,4 147,28 91,20 76,2 109,6 70,7 31,88 248,1 256,23 205,64 122,2 156,9 221,3 42,09 239,7 204,6 56,74 52,34 54,4 97,1 234,3 41,59 43,5 84,9 57,7 124,6 30,6 252,4 50,3 59

V2O5 (К) WO3 (K)

-1573 - 842,7

-1428 - 763,9

130,96 75,9

60

Таблица 2. Приближенные значения средних коэффициентов активности ионов (f) при различных ионных силах раствора Заряд

Ионная сила раствора (I)

иона± Z 0,001

0,002

0,005

0,01

0,02

0,05

0,1

0,2

0,3

04

0,5

± 1

0,97

0,95

0,93

0,90 0,87 0,84 0,81 0,80 0,81 0,82 0,84

± 2

0,87

0,82

0,74

0,66 0,57 0,50 0,44 0,41 0,42 0,45 0,50

± 3

0,73

0,64

0,55

0,47 0,37 0,21 0,16 0,14 0,14 0,17 0,21

Таблица 3. Константы диссоциации некоторых слабых электролитов в водных растворах при 25 0 С Электролит Название Азотистая кислота Алюминиевая Бензойная кислота Борная кислота Тетраборная кислота

Формула HNO2 HAlO2 С6 Н5 СООН H3 BO3 H2 B4 O7

Бромноватистая кислота Иодноватистая кислота Кремневая кислота

HBrO HIO H2 SiO3

Муравьиная кислота Мышьяковая кислота

HCOOH H3 AsO4

Мышьяковистая кислота Пероксид водорода Селенистая кислота

H3 AsO3 H2 O2 H2 SeO3

Селеноводородная кислота

H2 Se

Сернистая кислота

H2 SO3

Сероводородная кислота

H2 S

Константы диссоциации 5,1. 10-4 6. 10-13 6,3. 10-5 K1 = 5,8. 10-10 K1 = 1,8. 10-4 K2 = 2,0. 10-8 2,1 .10-10 2 10-11 K1 = 2,2 10-10 K2 = 1,6 10-12 1,8 10-4 K1 = 5,7 10-3 K2 = 1,1 10-7 K3 = 3,2 . 10-12 K1 = 5,9 . 10-10 2,0. 10-12 K1 = 1,8 . 10-3 K2 = 3,2 . 10-9 K1 = 1,7 . 10-4 K2 = 1 . 10-11 K1 = 1,4 . 10-2 K1 = 6,2 10-8 K1 = 1,0 . 10-7 61

K2 = 2,5 . 10-13 Окончание таблицы 3.

Электролит Название Синильная кислота Теллуристая кислота

Формула HCN H2 TeO3

Теллуроводородная кислота

H2 Te

Угольная кислота

H2 CO3

Уксусная кислота Хлоруксусная кислота Хлорноватистая кислота Хлористая кислота Фосфорная кислота

CH3 COOH CH2 ClCOOH HСlO HClO2 H3 PO4

Фосфористая кислота

H3 PO3

Фтороводородная кислота Циановодородная кислота Щавелевая кислота

HF HCN H2 C2 O4

Гидроксид аммония Гидроксид алюминия Гидроксид железа(II) Гидроксид железа(III)

Основания NH4 OH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3

Гидроксид кадмия(II) Гидроксид никеля(II) Гидроксид меди(II) Гидроксид цинка

Cd(OH)2 Ni(OH)2 Cu(OH)2 Zn(OH)2

Гидроксид свинца(II)

Pb(OH)2

Константы диссоциации 5,0 . 10-10 K1 = 2,7 . 10-3 K1 = 1,8 . 10-8 K1 =1. 10-3 K2 =1. 10-11 K1 = 4,5 10-7 K1 = 4,8 10-11 1,74 10-5 1,4 10-3 5 10-8 5 10-3 K1 = 7,1 . 10-3 K2 = 6,2 10-8 K3 = 5,0 10-13 K1 = 5 . 10-2 K2 = 2 . 10-5 6,6 . 10-4 7,9 10-10 K1 = 5,6 . 10-2 K2 = 5,4 . 10-5 1,76 . 10-5 K3 = 1,38. 10-9 K2 = 1,3. 10-4 K2 = 1,82. 10-11 K3 = 1,35. 10-12 K2 = 5. 10-3 K2 = 2,5. 10-5 K2 = 3,4. 10-7 K1 = 4,4. 10-5 K2 = 1,5. 10-9 K1 = 9,6. 10-4 62

K2 = 3. 10-8

63

Таблица 4. Константы нестойкости некоторых комплексных ионов

Комплексный ион

Константа нестойкости

Комплексный ион

Константа нестойкости

[Ag(NH3 )2 ]+

5,89 10-8

[Co(SCN)4 ]2-

5,5 10-3

[Ag(CN)2 ]-

1 10-21

[Co(CN)6 ]4-

1 10-19

[Ag(S2 O3 )2 ]3-

2,5 10-14

[FeF6 ]3-

7,9 10-17

[Ag(NO2 )2 ]-

1,3 10-3

[Fe(CN)6 ]4-

1 10-24

[Ag(SCN)2 ]-

2,7 10-8

[Fe(CN)6 ]3-

1 10-31

[Ag(Cl)2 ]-

1,7 10-5

[Fe(SCN)6 ]3-

5,6 10-4

[Ag(Br)2 ]-

7,8 10-8

[CdCl4 ]2-

9,3 10-3

[Au(CN)2 ]-

5 10-39

[Cu(CN)4 ]2-

5 10-31

[Cd(NH3 )4 ]2+

7,6 10-8

[CuCl4 ]2-

6,3 10-6

[Cd(NH3 )6 ]2+

8 10-6

[Cu(еn)3 ]2+

7,9 10-20

[Cd(CN)4 ]2-

1,4 10-19

[HgCl4 ]2-

8,5 10-16

[Cd(еn)2 ]2+

2,4 10-11

[HgBr4 ]2-

2 10-22

[Cd(еn)3 ]2+

6,3 10-13

[HgI4 ]2-

1,5 10-30

[CdI4 ]2-

7,9 10-7

[Hg(SCN)4 ]2-

5,9 10-22

[Zn(еn)3 ]2+

2 10-13

[Hg(CN)4 ]2-

4 10-42

[Ni(NH3 )6 ]2+

1,9 10-9

[Hg(NH3 )4 ]2+

5,2 10-20

[Ni(CN)4 ]2-

1 10-22

[Zn(еn)2 ]2+

1,2. 1011

[Ni(еn)3 ]2+

2,5 10-19

[Zn(еn)3 ]2+

5. 1012

[Со(еn)3 ]2+

1,6 10-14

[Zn(NH3 )4 ]2+

3,5 10-10

[Со(еn)3 ]3+

6,2 10-36

[Zn(CN)4 ]2-

1,3 10-17

[Co(NH3 )6 ]3+

4,1 10-5

[Zn(SCN)4 ]2-

5 10-2

[Co(NH3 )6 ]2+

4,1 10-5

[Zn(OH)4 ]2-

7,1 10-16

64

Таблица 5. Растворимость оснований и солей в воде

Br-

I-

S2-

SO4 2-

NO3 -

PO4 3-

CO3 2-

P

P

P

P↑ P↑

P

P

P

P↑ H

P

NH4 +

P↑ P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

_

P

Na+ , K+

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

Mg 2+

M

H

P

P

P

P

H

P

P

H

H

H

P

Ca 2+

M

H

P

P

P

M

H

M

P

H

H

H

P

Ba 2+

P

M

P

P

P

P

H

H

P

H

H

H

P

Al 3+

H

M

P

P

P

_

_

P

P

H

_

H

P

Cr 3+

H

H

P

P

P

_

_

P

P

H

_

H

P

2+

H

M

P

P

P

H

H

P

P

H

H

H

P

H

M

P

P

P

H

H

P

P

H

H

H

P

P

P

P

P

H

H

P

P

H

H

H

P

H+

Zn Mn

2+

Co2+ , Ni 2+ H

SO3 2-

Cl-

P

OH-

F-

SiO3 2-

Катионы

CH3 COO-

Анионы

Fe

2+

H

H

P

P

P

H

H

P

P

H

H

H

P

Fe

3+

H

H

P

P

P

_

_

P

P

H

H

H

P

Cd 2+

H

P

P

P

P

H

H

P

P

H

H

H

P

Hg 2+

_

_

P

M

H

H

H

P

P

H

H

_

P

2+

H

H

P

P

P

H

H

P

P

H

H

H

P

_

P

H

H

H

H

H

M

P

H

H

H

P

2+

H

P

P

P

P

H

_

P

_

H

_

_

P

Pb 2+

H

H

M

M

H

H

H

H

P

H

H

H

P

Cu

Ag + Sn

65

Таблица 6. Произведение растворимости малорастворимых веществ в воде при 25 0 С Вещество

AgCl AgBr AgI Ag2 CrO4 Ag2 Cr2 O7 Ag2 CO3 Ag3 PO4 Ag2 S Ag2 SO4 AgCN AgSCN Al(OH)3 А1РО4 BaCO3 BaCrO4 BaSO4 BaF2 BaSO3 Be(OH)2 CaCO3 CaC2 O4 Ca3 (PO4 )2 Ca(OH)2 CaSO4 CdCO3 Cd(OH)2 CdS Co(OH)2 CoS Cr(OH)3 CuCl CuBr CuI Cu2 S

ПР

1,8. 10-10 5,3. 10 -13 8,3 10-16 1,1. 10-12 1,0 . 10-10 6,15 . 10-12 1,8 . 10-18 6,3 . 10-50 1,1. 10-5 7,0 . 10-5 1,1. 10-12 3,2 . 10-34 5,8 . 10-19 4,0 . 10-10 1,2. 10-10 1,1. 10-10 1,1 . 10-6 8,0 . 10-7 2,7 . 10-10 3,8 . 10-9 2,3 . 10-9 1 . 10-25 6,5 . 10-6 2,5 . 10-5 1,0 . 10-13 2,2 . 10-14 1,6 . 10-28 1,6 . 10-15 4,0 . 10-21 6,3 . 10-15 1 . 10-6 4,2 . 10-8 1,1. 10-12 3,6 10-50

Вещество

CuS CuCO3 Cu(OH)2 FeCO3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 FeS MgСO3 Mg 3 (PO4 )2 Mg(OH)2 MgNH4 РO4 MgS MnCO3 MnS Ni(OH)2 NiS NiCO3 PbCO3 PbCl2 PbBr2 PbI2 PbS PbSO4 Pb(OH)2 PbCrO4 Sn(OH)2 SnS SrCO3 SrSO4 SrCrO4 SrF2 ZnCO3 ZnS Zn(OH)2

ПР

6,3. 10-36 2,4 10-10 5,6 10-20 2,1 10-11 7,1. 10-16 6,3. 10-38 5,0. 10-18 2,1 . 10-5 1 . 10-13 6,0 . 10-10 2,5 . 10-13 2,0 . 10-15 5,1 . 10-10 2,5 . 10-10 2,0 . 10-15 2 . 10-28 1,3 . 10-7 1,5 . 10-13 1,6 . 10-5 9,2 . 10-6 1,1 . 10-8 2,5 . 10-27 1,6 . 10-8 1 . 10-15 1,8 . 10-14 6,3 . 10-27 2,5 . 10-27 1,1 . 10-10 2,8 . 10-7 3,6. 10-5 2,5. 10-9 6 10-11 2,5. 10-22 4 10-16

66

Библиографический список

1. Глинка Н.Л. Общая химия: учеб. для вузов / Н.Л. Глинка. – Л.: Химия, 2006. – 712с. 2. Коровин Н.В. Общая химия: учебник для студ. Вузов, обучающихся по техн. направлениям и спец. – М.: Высшая школа, 2005. – 559с. 3. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: учеб. пособие для вузов / Н.Л. Глинка. – М.: 2005. – 278 с. 4. Карапетьянц М. Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 1993. - 592 с. 5. Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия. - М.: Высш. шк., 1994. – 608 с. 6. Любимова Н.Б. Вопросы и задачи по общей и неорганической химии. - Л.: Химия, 1990. - 351 с. 7. Романцева Л.М. , Лещинская З.Л. , Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. - М.: Высш. шк. , 1991. - 288 с. 8. Калюкова Е.Н.Основные понятия и некоторые законы химии: учебное пособие / Е.Н. Калюкова. – Ульяновск: УлГТУ, 2001. – 116с. 9. Дисперсные системы. Ч. 1: Учебное метод. пособие. для студентов нехимических спец. техн. вузов / Письменко В.Т. – Ульяновск, 2003. – 96с. 10.Сборник лабораторных работ по химии: Метод. указания к лаб. работам по химии для студентов всех спец. и форм обучения. Ч.3 / Состав.: Письменко В.Т., Калюкова Е.Н., Петрова Л.В. – Ульяновск: УлГТУ. 2005. – 40с. То же 2001, 2002, 2003, 2004. 11.Сборник лабораторных работ по химии: Метод. указания к лаб. работам по химии для студентов всех спец. и форм обучения. Ч.4 / Состав.: Письменко В.Т., Калюкова Е.Н., Петрова Л.В. – Ульяновск: УлГТУ. 2005. – 48с. То же 2001, 2002, 2003, 2004. 12.Письменко В.Т. Элементы химической термодинамики и кинетики. Ульяновск: УлГТУ, 1996. - 132 с. 15. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К.П. Мищенко и др. - Л.: Химия, 1974. - 200 с.

67

Электронное издание Системные требования: PC не ниже класса Pentium I; 32 Mb RAM; свободное место на HDD 16 Mb; Windows 95/98; Adobe Acrobat Reader; мышь.

Учебное издание ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМО СТО ЯТЕЛЬНО Й РАБО ТЫ ПО КУРСУ ХИМИИ Т ермодинамика. Кинетика. Растворы электролитов и неэлектролитов Часть 2 Составитель КАЛЮКОВА Евгения Николаевна

Ульяновский государственный технический университет, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.

68