Файл: общая и неорганическая химия.pdf

Контрольные задания

1.Определите объем 1 кг водорода (н. у.). Сколько молей содержится в нем?

2.Сколько молей и молекул содержится в 6,4 г сернистого газа? Вычислите, какой объем занимает указанное количество газа при н. у.

3.Какой объем (н. у.) занимают 3,01 · 1021 молекул газа? Найдите молярную массу этого газа, если масса вычисленного объема равна 0,22 г.

4.При н. у. масса 0,5 л газа составляет 0,38 г. Рассчитайте молярную массу и массу молекулы этого газа в граммах.

5.При н. у. масса 0,25 л некоторого газа равна 0,36 г. Вычислите молярную массу и массу молекулы этого газа.

6.Найдите массу 1 л воздуха при температуре 310 К и давлении 83,2 кПа.

7.При каком давлении масса 1 л азота составит 1 г, если температура 273 К?

8.Рассчитайте относительную плотность по воздуху следующих газов: сероводорода, этилена, аммиака.

9.Определите молярную массу серы, если плотность ее паров по водороду равна 32. Сколько атомов серы входит в состав молекулы?

10.Масса 1 л газа равна 1,7 г, а масса 1 л воздуха при тех же условиях составляет 1,29 г. Вычислите плотность газа по воздуху, его молярную массу.

11.При нагревании на воздухе из 25,42 г металла было получено

31,82 г его оксида. Какой металл был взят, если его валентность равна

2?

12.Найдите молярную массу эквивалента хрома, если его оксид содержит 48% кислорода. Какова валентность хрома в этом оксиде?

13.На восстановление 14,18 г оксида двухвалентного металла нужно затратить 4,48 л водорода (н. у.). Рассчитайте молярные массы эквивалента оксида и металла.

14.Металл образует два хлорида с содержанием хлора 37,45

и54,51%. Определите молярные массы эквивалента металла в каждом из хлоридов.

15.На нейтрализацию 2 г кислоты необходимо израсходовать

2,49 г гидроксида калия. Найдите молярную массу эквивалента

8

кислоты.

16.Из 5,4 г оксида некоторого металла образуется 12,6 г его нитрата. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

17.Из 2,6 г гидроксида некоторого металла можно получить 5,7 г его сульфата. Рассчитайте молярную массу эквивалента металла.

18.Определите молярные массы эквивалентов ортофосфорной кислоты в реакциях образования фосфата калия, гидрофосфата калия, дигидрофосфата калия. Составьте уравнения соответствующих реакций.

19.Найдите молярные массы эквивалентов NaHSO4 в реакциях:

NaHSO4 + NaOH = Na2SO4 + H2O

NaHSO4 + BaCl2 = NaCl + BaSO4↓ + HCl

20.На нейтрализацию 4,2 г фосфористой кислоты H3PO3 израсходовано 5,6 г гидроксида калия. Вычислите молярную массу эквивалента фосфористой кислоты и ее основность. Запишите уравнение реакции.

21.При взаимодействии 6,48 г трехвалентного металла с кислотой выделилось 8,06 л водорода (н. у.). Рассчитайте молярную массу эквивалента металла и его атомную массу.

9

2. СТРОЕНИЕ АТОМА. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА

Атомы – мельчайшие частицы вещества, которые можно рассматривать как совокупность положительного и отрицательного зарядов. В центре атома находится ядро, оно является носителем положительного заряда. Ядра атомов состоят из протонов p и нейтронов n. Протоны – положительно заряженные частицы, количество которых равно порядковому номеру элемента в периодической системе. Нейтроны не обладают зарядом, но имеют массу, близкую массе протона, и их число равно разности между атомной массой и числом протонов. Например, в состав атома Pb, имеющего порядковый номер 82 и массовое число 207, входят 82 p и 207 – 82 = 125 n. Атомы, содержащие в ядрах одинаковое число протонов, но различное количество нейтронов, называются

изотопами (168 O , 178 O , 188 O ).

Вокруг ядра движутся отрицательно заряженные электроны. Число электронов равно заряду ядра. Движение электронов вокруг ядра описывается квантовыми числами.

n – главное квантовое число, определяет энергию электрона, характеризует электронное облако, его величину, т. е. расстояние электрона от ядра атома. Оно может принимать целочисленные значения: 1, 2, 3, …, ∞.

l – орбитальное (побочное) квантовое число, определяет форму электронного облака, принимает значения от 0 до n – 1. Электроны могут занимать орбитали четырех различных типов в зависимости от значения l, которые называют s-, p-, d- и f-орбиталями:

ориентацию электронного облака, принимает значения в интервале

– l…0…+ l. Число значений ml соответствует числу орбиталей в подуровне. Например: l = 1, ml принимает три значения: –1, 0, +1, т. е. p-орбиталей в подуровне – три.

s – спиновое квантовое число, характеризует вращение электрона вокруг собственной оси по часовой стрелке и против нее, поэтому принимает два значения: +1/2 и –1/2.

Каждый электрон имеет набор из четырех квантовых чисел.

Для правильного понимания химических свойств элементов

10

необходимо знать и учитывать электронное строение атомов. Распределение электронов в атоме по энергетическим уровням и электронным орбиталям происходит в соответствии с принципом Паули, правилом Хунда, принципом наименьшей энергии (правило Клечковского).

Принцип Паули: в атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех четырех квантовых чисел.

Правило Хунда: электроны в пределах данного подуровня располагаются так, чтобы суммарное спиновое число их было максимальным (по абсолютному значению).

Принцип наименьшей энергии: в невозбужденном атоме электроны располагаются таким образом, чтобы энергия атома была минимальной, т. е. в первую очередь заполняются орбитали с наименьшей энергией.

Правило Клечковского: энергия орбиталей увеличивается в порядке возрастания суммы квантовых чисел n + l, а при одинаковой сумме этих чисел – в порядке возрастания главного квантового числа.

Энергетические уровни и подуровни заполняются в такой последовательности:

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p →

→ 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p

Пример 1. Распределите электроны по энергетическим уровням и подуровням для атома хлора.

Решение. Хлор находится в третьем периоде, порядковый номер 17, значит, его 17 электронов распределены на трех энергетических уровнях.

В соответствии с последовательностью заполнения уровней и подуровней электронная формула хлора имеет вид:

17Cl 1s22s22p63s23p5.

Сокращенная электронная формула:

Электронно-графическая формула отражает распределение электронов по квантовым ячейкам:

11