Контрольные работы по химии


       КЛАСС ХИМИИ

Химия онлайн  - виртуальная школа химии, где можно скачать учебники по органической и неорганической химии за 8, 9 и 10 класс,  контрольные и ответы, почитать интересные работы и рефераты по многим химическим вопросам 

Ответы по химии
Учебники химии

Химия 8 класс

Химия 9 класс  

Химия 10 класс

Химия 11 класс  

Химия Рудзитис

Химия Габриелян

Химия Фельдман

Работы по химии


Химия » Уроки » Контрольные работы по химии
Контрольные работы по химии

Контрольная работа по химии - 2

Тема: Химическая связь и строение молекул.

            Конденсированное состояние вещества.

 

№63.

Какой способ образования ковалентной связи называют донорно-акцепторным?         

Какие химические связи имеются в ионах NH и BF4 ¯? Укажите донор и акцептор.

Решение.

При наличии незавершенных внешних энергетических уровней атома он стремится к их заполнению путем химического взаимодействия и образования химической связи с другими атомами. В образовании химической связи участвуют валентные электроны, т. е. электроны незавершенного внешнего уровня. Химические связи могут быть 3-ех типов:

ковалентная, ионная и металлическая. 

Ковалентная связь. Когда два атома приближаются друг к другу на близкое расстояние, электронные орбитали внешних незавершенных уровней перекрывают друг друга, притягивают ядра атомов и образуют общее электронное облако или ковалентную связь.

Если возникает одно общее электронное облако или ковалентная связь, то связь называется одинарной, если две пары электронов образуют связь – она называется двойной и т.д.

Итак, ковалентная связь это химическая связь, осуществляемая электронными парами. Это двухэлектронная и двухцентровая (удерживает два ядра) связь. Соединения с ковалентной связью называются гомеополярными или  атомными. Связь может быть неполярной (электронное облако равномерно удалено от центров ядер атомов, как в двухатомных молекулах О2 N2  H2) и полярной (смещенной в сторону атома с большей электроотрицательностью как NH3,  HCl).

Разновидностью ковалентной связи является донорно-акцепторная связь. В этом случае химическая связь возникает за счет двухэлектронного облака одного атома и свободной орбитали другого атома как в случае образования иона аммония NH4+.

 

 

 

 

 

 

 

Схема образования связей иона аммония NH4+.

Строение атома N: N7 1s²/2s²2p3

 

 

 

2 уровень2s²2p3

 

 

1 уровень1s²

 

Строение атома Н: 1

 

 

1 уровень1

 

В молекуле аммиака каждый из 3-ех p-электронов азота   N   участвует в образовании ковалентной связи с одним электроном атома водорода, образуется тройная связь. При этом у атома азота  N   осталась неподеленная пара s-электронов. У иона же водорода H+ имеется свободная 1s-орбиталь.

При образовании иона аммония связь образуется за счет неподеленной пары s-электронов молекулы аммиака  NH3 и свободной s-орбитали иона водорода H+.

Атом, предоставляющий неподеленную пару электронов (в данном случае N), называется донором, атом, принимающий ее (в данном случае H) называется акцептором.

 

 

 

 

Схема образования связей в ионе BF4¯.

 

Строение атома B:    B5 1s²/2s²2p¹

 

 

2 уровень2s²2

 

 

1 уровень1s²

 

Строение атома F:     F9 1s²/2s²2p5

 

 

 

 

2 уровень2s²2p5

 

 

1 уровень1s²

 

 

Атом бора имеет на внешнем уровне один неспаренный p-электрон и два спаренных s- электрона

Атом фтора имеет на внешнем уровне  два спаренных s-электрона,  две  пары спаренных p-электронов и один неспаренный p-электрон.

В образовании молекулы BF3  участвуют три электрона внешнего уровня атома бора и остается свободная p-орбиталь (т.к. из возможных 3-ех орбиталей на 2-ом подуровне занята лишь одна), а также по одному неспаренному p-электрону внешнего уровня от 3-ех атомов азота). В этом соединении фтор донор, бор акцептор.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ион фтора F¯  образуется присоединением электрона к атому фтора, при этом на внешнем уровне атома фтора заполняется 3-ий последний подуровень 2 –ого уровня, свободной орбитали нет.

Далее в образовании  иона фтора BF4¯ участвует пара электронов атома фтора и свободная орбиталь атома бора.

Связь ковалентная, донорно-акцепторная, донор – фтор F, акцептор – бор B.

 

 

Тема: Энергетика химических процессов (термохимические расчеты)

 

Задача №99.

При сгорании 1л  ацетилена (н.у.) выделяется 56.053 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксида углерода. Вычислите теплоту образования С2Н2 (г).

 

Решение.

Реакция горения ацетилена (н.у.) выражается термохимическим уравнением6

 

С2Н2 (г) + 2½О2 = 2 СО2(г) + Н2О (г)

 

Теплотой образования (энтальпией) С2Н2 называют тепловой эффект реакции образования 1 моль этого соединения из простых веществ, взятых в их устойчивом состоянии при данных условиях (н.у.).

Обычно теплоту образования относят к стандартному состоянию, т.е. 25ºС (298ºК) и 1.013-10  Па и обозначают через ∆Н . Так как тепловой эффект с температурой изменяется незначительно, то в дальнейшем индексы опускаются, и тепловой эффект обозначается через ∆Н.

Для определения теплоты образования ацетилена нужно вычислить тепловой эффект реакции, термохимическое уравнение которой имеет вид:

 

2 С (графит) + Н2(г) + = С2Н2 (г);           ∆Н = ?

исходя из следующих данных:

 

а).  С2Н2 (г) + 2½О2 = 2 СО2(г) + Н2О (г);  ∆Нх.р.

б).  С (графит) + О2(г)  = СО2 (г);        ∆Н = -393.51 кДж (см. табл.5)      

в).  Н2 +½О2 (г) = Н2О (г);                        ∆Н = - 241.83 кДж (см. табл.5)

 

Из закона Авогадро вытекает, что при одинаковых условиях 1 г/моль любого газа занимает объем 22.4л.

Тепловой эффект реакции сгорания 1 литра ацетилена С2Н2 (г) по условиям задачи составил 56.053 кДж.

Исходя из уравнения а). в реакцию вступил 1 г/моль ацетилена С2Н2 (г), следовательно тепловой эффект реакции по уравнению а). составит:

         - 56.053 кДж

22.4л     - Х  кДж

 

Х = = 1255.587 кДж

Т.е. ∆Нх.р. по уравнению а). = 1255.587 кДж

Термохимические расчеты проводят на основании закона Гесса

«Тепловой эффект реакции зависит только от природы и физического состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути перехода»

и следствия из закона Гесса

«Тепловой эффект реакции ∆Нх.р. равен сумме теплот образования ∆Нобр. Продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ с учетом коэффициентов  перед формулами этих веществ в уравнении реакции»

 

∆Нх.р.= ∑Нобр.прод. - ∑Нобр.исх.

 

На основании следствия из закона Гесса с термохимическими уравнениями можно оперировать так же, как с алгебраическими. Для получения искомого результата оперируем с коэффициентами уравнения, умножая уравнение б) на коэффициент 2, уравнение в) оставляя без изменения, затем сумму этих уравнений вычесть из уравнения а)

С2Н2 (г) + 2½О2 – 2С - 2О2 - Н2 - ½О2 = 2СО2(г) + Н2О (г) +1255.587 кДж - 2СО2-2(-393.51 кДж) - Н2О  –(- 241.83 кДж); 

∆Нх.р. = 1255.587 кДж +2*(-393.51 кДж) +(- 241.83 кДж); 

∆Нх.р  = 226.75 кДж

С2Н2 = 2С+Н2 +226.75 кДж

Стандартная теплота образования ацетилена С2Н2  составляет  226.75 кДж.

 

Тема: Химическое сродство

 

Задача №113

Вычислите ∆Hº, ∆Sº и ∆Gтºреакции, протекающей по уравнению

Fe2O3(к)+3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О (г)

Возможна ли реакция восстановления Fe2O3(к) водородом при 500 и 2000ºК?

 

Решение.

1. В химической реакции, протекающей по уравнению:

Fe2O3(к)+3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О (г)

Тепловой эффект реакции (∆Нх.р.), исходя из следствия закона Гесса, равен сумме теплот образования ∆Нобр. продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ с учетом коэффициентов перед формулами этих веществ в уравнении реакции.

∆Нх.р.= ∑Нобр.прод. - ∑Нобр.исх.

                            

∆Нх.р.= (2 ∆Н°Fe(к) +3∆Н°Н2О (г)) – (∆Н° Fe2O3(к) + 3 ∆Н°Н2г)

- теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю;

- теплота образования Н2О (г) равна -241.83 (по табл. №5)

- теплота образования Fe2O3(к) равна -822.10 (см.табл.№5)

           Исходя из указанных данных:

∆Нх.р.= 3(-241.83) – (-822.10) = -725.49 – (-822.10) = 96.61 кДж

Ответ: ∆Нх.р.= 96.61 кДж

Примечание: в условии задачи №113 (стр. 51 методических указаний) в праой части уравнения перед молекулой воды проставлен коэффициент 2, считаю, что коэффициент должен быть 3.

2. Изменение энтропии продуктов химической реакции, протекающей  по уравнению

Fe2O3(к)+3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О (г),

Рассчитывается по формуле:

Sх.р.= ∑Sпрод. - ∑Sисх.

Sх.р.= (2 ∆S°Fe(к) +3∆S°Н2О (г)) – (∆S° Fe2O3(к) + 3 ∆S°Н2г), где:

 

S°Fe(к)= 27.2 Дж/(моль*К)

S°Н2О (г))= 188.72 Дж/(моль*К)

S° Fe2O3(к) = 89.96 Дж/(моль*К)

S° O/H2(г) = 130.59 Дж/(моль*К)

(данные из табл.7)

С учетом этих данных:

Sх.р.= (2*27.2 +3*188.72) – (89.96+3*130.59) = 620.56-481.73 = 138.83 Дж/(моль*К)

Ответ: ∆Sх.р.= 138.83 Дж/(моль*К)

 

3. Мерой химического сродства (∆G°) является убыль энергии Гиббса (изменение изобарно- термического потенциала или энергии Гиббса).

Убыль энергии Гиббса  G°х.р. в химической реакции

Fe2O3(к)+3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О (г)

вычисляем по формуле:

G°х.р = ∆Н° - Т*∆S°

G°х.р = 96.61 – 298*0.13883 = 96.61-41.37 = +55.24кДж

Ответ: ∆G°х.р = +55.24кДж

 

Т.к. ∆G°х.р. > 0, то реакция при стандартных условиях невозможна; при этих условиях пойдет обратная реакция - окисление железа (коррозия).

Определяем температуру, при которой ∆G°х.р.= 0

 

∆Н = Т*∆S, отсюда    Т = ∆Н/∆S = 96.61/0.13883 = 695.9°К,

 отсюда находим убыль энергии при 500°К :

G500 =96.61-500*0.13883 кДж = +27.19 кДж

Таким образом, ∆G при температуре 500°К составляет +27.19 кДж,

т.е. ∆G > 0 и реакция невозможна.

При температуре 2000°К находим ∆G2000  аналогично:

G2000   = 96.61 – 2000*0.13883 = 96.61 -277.66 = - 181.кДж

G2000   = - 181.кДж

G2000   <0, значит при температуре 2000°К реакция возможна.

 

Примечание:

Поскольку изначальная температура, при которой начинается реакция по уравнению

Fe2O3(к)+3Н2(г) = 2Fe(к) + 3Н2О (г),

из вышеприведенных расчетов равна 695.9°К, то путем сравнения температур можно сразу определить, что при температуре 500°К реакция не пойдет, а при температуре выше 695.9, т.е. при 2000°К пойдет с получением продуктов согласно уравнению.

Скачать весь архив Контрольных работ по химии

Новые темы
«Энергетический бромид серебра: основные моменты»
«Периодический белок: основные моменты»
«Почему летуч способ получения?»
«Стерический способ получения: предпосылки и развитие»
«Выпаривание как растворение»
«Почему закономерна бертолетова соль?»
«Полимерный комплекс рения с саленом: предпосылки и развитие»
«Инициированный комплекс рения с саленом: методология и особенности»
«Стерический гидрогенит: притяжение или необратимое ингибирование?»
«Батохромный ионообменник: методология и особенности»
«Симметричный кристаллизатор: предпосылки и развитие»
«Рацемический хлорсульфит натрия: гипотеза и теории»
«Токсичный продукт реакции: предпосылки и развитие»
«Батохромный имидазол в XXI веке»
«Спектроскопический комплексный фторид церия — актуальная национальная задача»