Задания на контрольную работу

Таблица 1

Код специальности	№ заданий
CиУН: 270102 ; 270104 ; 270105; 270106 ; 270115	1-20; 41-60; 61-80; 81-100; 121-140; 141-160
161-180; 181-200; 221-240; 241-260; 281-300
КТАС: 220201	1-20; 41-60; 61-80; 121-140; 141-160; 181-200; 201-220; 241-260; 281-300
МА и ТБ: 220301	1-20; 41-60; 61-80; 121-140; 141-160; 161-180; 181-200; 201-220; 281-300
МА и ТБ: 151001; 151002; 190601;190603 140401;140504	1-20; 41-60; 61-80; 101-120; 121-140; 141-160; 181-200; 201-220; 241-260; 281-300
МА и ТБ: 260601	1-20; 41-60; 61-80; 121-140; 101-120; 141-160; 181-200; 201-220; 241-260; 281-300
Э и УБ:	1-20; 21-40; 41-60; 61-80; 81-100; 101-120; 121-140; 141-160; 181-200; 221-240; 241-260; 281-300
ХНСК:	1-20; 21-40; 41-60; 61-80; 81-100; 121-140; 141-160; 181-260
Выполняется по му[10]. Весь комплект заданий включает: зад.1 (в.1.1-1.9), зад. 2 (в. 2.1-2.5), зад. 3 (в. 3.1-3.4) Варианты заданий выдаются преподавателем!
НГ и Э:	1-20; 20-41; 41-60; 61-80; 181-200; 221-240; 241-260; 261-280; 281-300
НГ и Э: 140101; 140104	1-20, 21-40, 41-60, 61-80, 81-100, 101-120, 121-140, 141-160; 161(а)-180(б), 181-200, 201-220, 221-240, 241-260, 261-280, 281-300
НГ и Э: 130503; 130501; 130504; 130602   (студенты ЗиДО и 2 высшее образование)	Выполняется по настоящему му (ч. I): 1-20; 21-40; 41-60; 61-80; 81-100; 101-120; 161-180
Выполняется по настоящему МУ, ч. I: 121-140; 141-160; 181-200; 221-240; 241-260 и по МУ, ч. II [9]: 1-6 Варианты заданий выдаются преподавателем!
НГ и Э: 130503; 130501; 130504;130602 (студенты МИППС)	Выполняется по настоящему му, ч. I: 1-20; 21-40; 41-60; 61-80;81-100; 101-120; 121-140; 141-160; 161-180;181-200; 201-220; 221-240; 241-260; 280-300

Задания 1-20 (таблица 2)

Тема 1. Периодические закон и система элементов Д.И. Менделеева

Пример.

Составьте электронную и электронно-графическую формулу, укажите валентные электроны, определите степени окисления серы и напишите возможные соединения этого элемента с водородом и кислородом.

Решение. Напишем электронно-графические формулы для атома серы в нормальном и возбужденном состояниях: S, порядковый номер 16, третий период, шестая группа, главная подгруппа.

1) Электронная формула: ₁₆S 1s² 2s²2p⁶3s²3p⁴

(…3s²3p⁴ - валентные электроны)

2) Электронно-графическая формула.

S s p d В=II

↑↓

↑↓

↑

↑

Степень окисления +2 и –2.

S* s p d В=IV

↑↓

↑

↑

↑

↑

Степень окисления +4

S* s p d В=VI

↑

↑

↑

↑

↑

↑

Степень окисления + 6

Таким образом сера может проявлять степени окисления 0, (+2), +4, +6, -2.

С кислородом сера образует кислотные оксиды состава: S⁺⁴O₂^-2,
S⁺⁶O₃^-2. С водородом: H₂⁺¹S^-2.

Контрольные задания.

Для указанных в таблице 2 элементов составьте электронные и электронно-графические формулы. Укажите валентные электроны и степени окисления. Напишите формулы возможных соединений этих элементов с кислородом и водородом. Укажите характер оксидов, уравнениями реакций докажите их важнейшие химические свойства и изобразите их графические формулы.

Таблица 2

№	Элементы	Поясните,
	Ca, Sc	почему эти элементы расположены в одном периоде, в разных группах и подгруппах?
	Si, Ti	почему эти элементы стоят в разных периодах, в одной группе, но в разных подгруппах?
	P, Al	почему эти элементы стоят в одном периоде, в разных группах, но в одних подгруппах?
	Р, V	почему эти элементы стоят в разных периодах, в одной группе, но в разных подгруппах?
	Fe, Сr	у оксида железа (II) или у оксида хрома(II) сильнее выражен основной характер?
	Fe, Cr	у какого оксида и почему сильнее выражены кислотные свойства: FeO3 и CrO3?
	S, Se	почему эти элементы стоят в разных периодах, в одной группе и подгруппе?
	C, Si	У какого элемента и почему энергия ионизации больше?
	Ge, Zr	у какого оксида и почему сильнее выражены основные свойства: GeO2 и ZrO2?
	Mg, P, Al	как и почему изменяются кислотно-основные свойства высших оксидов в ряду магний, алюминий, фосфор?
	S, Al	y какого оксида и почему сильнее выражены кислотные свойства: SO2 и Al2O3?
	Al, S	у какого оксида и почему сильнее выражены кислотные свойства Al2O3 и SO3?
	Mn, Cl	почему эти элементы стоят в разных периодах, в одной группе, но в разных подгруппах?
	Ga, As	у какого оксида и почему сильнее выражены основные свойства: Ga2O3 и As2O3?
	Ti, Ge	у какого оксида и почему сильнее выражены основные свойства: TiO и GeO?
	Ti, Hf	укажите, у какого оксида и почему сильнее выражены основные свойства: Ti2O3 и Hf2O3?
	№15 и №28	объясните, почему фосфор проявляет отрицательную степень окисления, а никель нет?
	№21 и №31	укажите, к какому семейству они относятся, и объясните, почему они стоят в одном периоде, в одной группе, но в разных подгруппах?
	№33 и №23	объясните, почему мышьяк образует газообразное водородное соединение, а ванадий не образует?
	№34 и №74	почему эти элементы стоят в разных периодах, в одной группе, но в разных подгруппах?

Тема 2. Химическая связь и строение молекул
Задания 21-40 (таблица 3)

Пример:

Определите тип химических связей в молекулах Br₂, HBr, KBr. Приведите схемы перекрывания электронных орбиталей при образовании ковалентных связей в указанных молекулах.

Решение:

Br₂: молекула брома образована из атомов одного элемента. Электроотрицательность брома равна 2,8 (таблица 18), поэтому Δ электроотрицательности = 2,8 – 2,8 = 0, следовательно, связь в молекуле брома Br₂ –ковалентная неполярная, (Br- Br).

HBr: Δ электроотрицательности = 2,8 - 2,1 = 0,7, т.е. <0,7 => ковалентная полярная связь, связующая электронная пара смещена в сторону атома брома (H^δ+→Br^δ-). Поэтому атом водорода приобретает эффективный положительный заряд, а брома – эффективный отрицательный.

KBr : Δ электроотрицательности = 2,8 - 0,91 = 1,89, т.е.>1,7 => связь преимущественно ионная, (K-Br).

У атома брома валентными являются электроны четвертого энергетического уровня: …4s²4p⁵,

s p

↑↓

↑↓

↑↓

↑

В=I

неспаренный электрон находится на р-орбитали, электронная орбиталь имеет форму гантели.

Образование химической связи в молекуле Br₂ можно отобразить схемой:

+ →

Br Br Br — Br

У атома водорода валентными является 1s-электрон, его электронная орбиталь имеет сферическую форму.

Схема образования химической связи в молекуле HBr.

+ →

H Br H — Br

Контрольные задания

Определите тип химических связей в молекулах, указанных в таблице 3. Изобразите схемы перекрывания валентных орбиталей при образовании ковалентных связей в выделенных молекулах. (При необходимости используйте таблицы 15 – 19).

Таблица 3

№	Соединения	Поясните,
	РСl3; HCl	в чем сущность образования ковалентной связи? Какая из следующих связей полярна: а) Р–Cl; б) Н–Сl?
	CsF, CaH2	что называется полярностью химической связи. Ответ поясните, исходя из теории строения атома.
	РН3, Н­2	в чем сущность механизма образования ковалентной неполярной связи?
	KCl, NH3	в чем сущность донорно-акцепторного механизма образования ковалентной связи?
	F2, H2O	в чем сущность образования ковалентной связи? Какая из следующих связей полярна: а) F–F; б) O–H?
	KCl, КI	что называется длиной химической связи? Как изменяется длина связи в указанных молекулах?
	СН4, АlCl3	что такое гибридизация? Определите типы гибридизации в указанных молекулах
	Аl(OH)3, С2Н4	что такое направленность ковалентной связи? Механизм образования π- связи.
	NaCl, H2	что такое направленность ковалентной связи? Механизм образования σ- связи.
	HCOH, CCl4	сколько σ- и π-связей образует атом углерода в выделенной молекуле? Какова его степень окисления?
	CH3COOH, CH4	сколько σ- и π-связей образует атом углерода в выделенной молекуле? Какова его степень окисления?
	C2H5OH, СНСl3	сколько σ- связей образует атом углерода в выделенной молекуле? Каковы его валентность и степень окисления?
	NCl3, MgCl2	что такое SP – гибридизация. Укажите молекулу с этим типом гибридизации.
	H2S , H2Se	в какой из указанных молекул значение дипольного момента больше? Ответ поясните.
	СН3ОН, Н2О	какую химическую связь называют водородной? В каких случаях она осуществляется?
	SiCl4, MgCl2	что такое SP3 – гибридизация. Укажите молекулу с этим типом гибридизации.
	АlCl3 , SiCl4	что такое SP2 – гибридизация. Укажите молекулу с этим типом гибридизации.
	H2O , H2S	в какой молекуле связь более полярна? Укажите направление дипольных моментов в этих молекулах.
	KF, К2S	какую химическую связь называют ионной? Покажите механизм ее образования. По каким свойствам ионная связь отличается от ковалентной?
	NaAlO2, CH3Cl	сколько σ- и π-связей образует атом алюминия в выделенной молекуле? Какова его степень окисления?

Тема 3. Энергетика химических процессов
Задания 41-60 (таблица 4)

Пример.

Реакция горения этана выражена термодинамическим уравнением:

C₂H₆(г) + 3,5 O₂(г) = 2 CO₂(г) + 3 H₂O(ж);

= -1559,87 кДж/моль. Вычислите энтальпию образования этана, если известны стандартные энтальпии образования:

CO₂ (г) = -393,57 кДж/моль

H₂O(ж) = -285,84 кДж/моль

Решение:Используя следствие из закона Гесса, можно записать:

, откуда

Подставим табличные значения термодинамических величин и зная, что энтальпии образования простых веществ равны нулю, получаем:

Реакция горения этана экзотермическая т.к.

Контрольные задания.

На основании стандартных энтальпий образования и абсолютных стандартных энтропий (таблица 20) соответствующих веществ вычислите изменение энергии Гиббса и температуру равновесного состояния указанной в таблице 4 реакции, а так же возможность протекания данной реакции в прямом направлении при стандартных условиях.

Таблица 4

№	Уравнение
	CO2(г) + 4H2(г) = CH4(г) + 2H2O(ж)
	Fe2O3(к) + 3H2(г) = 2Fe(к) + 3H2O(г)
	PCl5(г) = PCl3(г) + Cl2(г)
	CO(г) + 3H2(г) = CH4(г) + H2O(г)
	C2H4(г) + 3O2(г) = 2H2O(ж) + 2CO2(г)
	2CH4(г) = C2H2(г) + 3H2(г)
	C(к) + O2(г) = CO2 (г)
	Аl2O3(к) + H2(г) = Al(к) + H2O(г)
	N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г)
	2CO(г) + O2(г) = 2CO2(г)
	CO(г) + H2O(ж) = CO2(г) + H2(г)
	CO(г) + Cl2(г) = 2COCl2(г)
	2C2H6(г) + 7O2(г) = 6H2O(ж) + 4CO2(г)
	CaO(к) + H2O(ж) = 2Ca(OH)2(к)
	CaCO3(к) = CaO(к) + CO2(г)
	2H2O2(ж) = 2H2O(ж) + O2(г)
	О2(г) +4HCl(г) = 4HCl(г) + 2H2O(ж)
	NH4Cl(к) + NaOH(к) = NaCl(к) + NH3(г) + H2O(г)
	2ZnS(к) + 3O2(г) = 2ZnO(к) + 2SO2(г)
	2C2H2(г) + 5O2(г) = 2H2O(ж) + 4CO2(г)

Тема 4. Химическая кинетика, катализ и химическое равновесие
Задания 61 – 80 (таблица 5)

Пример 1.

Как изменится скорость химической реакции между азотом и водородом N₂(г) + 3H₂(г) 2NH₃(г), если, не изменяя температуру, уменьшить давление системы в 2 раза?

Решение:По закону действующих масс

V = k[N₂][H₂]³.

Для уменьшения давления системы в 2 раза, объем ее следует увеличить в 2 раза. При этом во столько же раз уменьшиться концентрация каждого из участвующих в реакции компонентов. Концентрация азота будет равна [N₂]/2 и водорода [H₂]/2. Скорость химической реакции при этих условиях будет:

V’ = k[N₂/2][H₂/2]³ = 1/16k[N₂][H₂]³

и соотношение скоростей

При уменьшении давления в системе в 2 раза скорость химической реакции между азотом и водородом уменьшиться в 16 раз.

Пример 2.

Напишите выражение константы равновесия для гетерогенной системы

SO₂(г) + 2H₂S(г) 3S(т) + 2H₂O(г)

Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции?

Решение:Концентрация твердого вещества в уравнении закона действующих масс не учитывается, следовательно:

V_пр = k₁[SO₂][H₂S]²

V_обр = k₂[H₂O]²

Руководствуясь принципом Ле-Шателье, который гласит: «Если на систему, находящуюся в равновесии, оказать какое-либо воздействие, то в результате протекающих в ней процессов равновесие сместится в направлении, уменьшающем это воздействие», приходим к выводу, что для смещения равновесия в сторону обратной реакции надо увеличить концентрацию водяного пара или уменьшить концентрацию SO₂ и H₂S.

Контрольные задания

Для всех заданий в таблице 5 дайте обоснованный ответ, а для задач с определением направления смещения равновесия, напишите выражение константы равновесия (К_р).

Таблица 5

№	Условие задания
	Как изменится скорость прямой химической реакции Н2(г) + Сl2(г) 2 HCl (г), если, не изменяя температуру, уменьшить давление системы в 3 раза?
	Как изменится скорость химической реакции между кислородом и водородом 2Н2(г) + О2(г) 2H2О (г), если, не изменяя температуру, уменьшить концентрацию исходных веществ в 4 раза?
	Во сколько раз надо увеличить концентрации СО, чтобы скорость прямой химической реакции 2СО(г) С(т)+СО2(г) увеличилась в 4 раза?
	Во сколько раз надо увеличить концентрации SО2, чтобы скорость прямой химической реакции 2SО2(г) + O2(г) 2SО3(г) увеличилась в 2 раза?
	Действием каких факторов можно сместить равновесие в сторону продуктов реакции Н2(г) + 3N2 (г) 2NН3(г)? ∆Н = -92 кДж/моль
	Во сколько раз надо увеличить концентрации О2, чтобы скорость прямой химической реакции 2SО2(г) + O2(г) 2SО3(г) увеличилась в 3 раза?
	Действием каких факторов можно сместить равновесие химической реакции N2(г) +O2 (г) 2NO(г) вправо? ∆Н =180 кДж/моль?
	Как следует изменить концентрацию, температуру и давление в реакции горения углерода, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции?
	Во сколько раз изменится скорость прямой реакции А(г) + 2В(г) АВ2 (г) при увеличении давления в 2 раза?
	Действием каких факторов можно сместить равновесие в реакции N2 (г) + 3Мg(т) Mg3N2(т) в сторону продуктов реакции? ∆Н < 0
	Действием каких факторов можно сместить равновесие в сторону продуктов реакции С2Н4 + 3О2 2СО2 + 2Н2О? ∆Н < 0
	Во сколько раз уменьшится скорость химической реакции при уменьшении температура с 36оС до 28оС, если температурный коэффициент равен 2?
	Действием каких факторов можно сместить равновесие в химической реакции N2(г) + 6Li(т) 2Li3N(т)+ 39 кДж/моль в сторону продуктов реакции?
	Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при изменении температуры от 35 до 75оС, если температурный коэффициент равен 2?
	Действием каких факторов можно сместить равновесие химической реакции Fe3O4(т) +4CO(г) 3Fe(т) + 4CO2(г) вправо? ∆Н < 0.
	Действием каких факторов можно сместить равновесие в сторону прямой химической реакции Fe(т) +2HCl(ж) FeCl2(ж) + Н2(г)? ∆Н > 0
	Скорость химической реакции увеличилась в 81 раз при увеличении температуры на 30оС. Определите величину температурного коэффициента.
	Чему равен температурный коэффициент, если при увеличении температуры на 30оС скорость химической реакции возрастает в 27 раз?
	Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 45оС, если температурный коэффициент равен 2?
	Чему равен температурный коэффициент, если при увеличении температуры на 30оС скорость химической реакции возрастает в 21 раз?

Тема 5. Истинные растворы и способы выражения концентраций
растворов
Задания 81 – 100 (таблица 6)

Контрольные задания

Решите задачи, приведенные в таблице 6. Дайте полное объяснение хода решения, используя таблицу 21.

Таблица 6

№	Условие задания
	Определите массовую долю глюкозы (C6H12O6) в растворе, содержащем 280 г воды и 40 г глюкозы.
	1 см3 25% раствора NaCl содержит 0,458 г растворенного вещества. Какова плотность этого раствора?
	Сколько граммов 30% раствора NaCl надо добавить к 300 г воды, чтобы получить 10% раствор соли?
	Определите массу нитрата натрия необходимую для приготовления 300 см3 0,2 М раствора.
	Какой объем 6 М раствора соляной кислоты нужно взять, чтобы получить 25 см3 2,5 М раствора НСl?
	Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента 20% раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г.
	Чему равна молярная концентрация эквивалента 30% раствора NaOH плотностью 1,328 г/см3? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите процентную концентрацию полученного раствора.
	К 3 л 10% HNO3 (1,054 г/см3) прибавили 5 л 2% раствора HNO3 (1,009 г/см3). Вычислите массовую долю и его молярную концентрации.
	Вычислите молярную и моляльную концентрации 20,8% раствора HNO3 плотностью 1,12 г/см3. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора?
	Вычислите молярную и моляльную концентрации 16% раствора хлорида алюминия плотностью 1,149 г/см3.
	Смешали 10 см3 20% раствора HNO3 (1,2 г/см3) и 100 см3 30% раствора HNO3 (1,22 г/см3). Вычислите массовую долю полученного раствора.
	Какой объем 50% раствора КОН (1,5 г/см3) нужно взять для приготовления 1 дм3 6% раствора КОН (1,042 г/см3)
	Какой объем 0,3 М раствора соляной кислоты необходимо взять для нейтрализации 40 см3 раствора гидроксида натрия, содержащего 0,32 г вещества?
	Сколько см3 0,1 М раствора соляной кислоты необходимо взять для нейтрализации 1дм3 25% раствора гидроксида калия (1,2 г/см3)?
	Сколько грамм HNO3, содержалось в растворе, если на нейтрализацию этого раствора потребовалось 35 см3 0,1 М раствора NaOH?
	Какую массу NaNO3 нужно растворить в 300 г воды, чтобы получить 20% раствор соли?
	Смешали 300 г 20% раствора с 500 г 46% раствора хлорида натрия. Определите массовую долю полученного раствора.
	Определите массовую долю раствора, полученного смешиванием 247 граствора с массовой долей 62% и 145 г раствора с массовой долей 18%.
	Из 700 г 62% раствора серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Определите массовую долю полученного раствора.
	Из 10 кг 20% (по массе) раствора при охлаждении выделилось 400 г растворенного вещества. Чему равна массовая доля этого вещества в оставшемся растворе?

Тема 6. Физические свойства растворов
Задания 101 – 120 (таблица 7)

Пример.

Вычислите температуры кристаллизации и кипения 2% водного раствора глюкозы (С₆Н₁₂О₆).

Решение:Согласно 2 закону Рауля понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения раствора (Δt) по сравнению с температурами кристаллизации и кипения растворителя выражаются уравнением:

, (1)

где k-криоскопическая или эбуллиоскопическая постоянная.

Для воды они соответственно равны 1,86 и 0,52^о (таблица 23);

M и m – соответственно масса растворенного вещества и его мольная масса;

m₁ – масса растворителя.

Понижение температуры кристаллизации 2% раствора глюкозы С₂Н₁₂О₆ находим из формулы (1).

.

Вода кристаллизируется при 0^оС, следовательно, температура кристаллизации равна 0 – 0,21= – 0,21^оС.

Из формулы (1) находим и повышение температуры кипения 2% раствора

Вода кипит при 100^оС, следовательно, температура кипения этого раствора 100 + 0,06 ^оС = 100,6^оС.

Контрольные задания.

Решите задачи, приведенные в таблице 7. Дайте полное объяснение хода решения, используя таблицу 22.

Таблица 7