Классы неорганических соединений

Вариант 2

Задание 1. Классы неорганических соединений

Какие неорганические соединения относятся к классу оксидов? Какой характер могут проявлять оксиды? Составьте эмпирические формулы оксидов:

Оксиды –- это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов один из которых - кислород со степенью окисления -2. В зависимости от свойств оксиды подразделяют на несолеобразующие и солеобразующие. Солеобразующие делят на основные, амфотерные и кислотные.

№2 Оксид молибдена (VI) – MoO3

Определите степень окисления элемента в оксидах, назовите их в соответствии с международной номенклатурой. Напишите эмпирические формулы оснований или кислот, соответствующих данным оксидам

№32  S+6O3-2 – оксид серы (VI). Кислотный оксид. H2SO4 –серная кислота

1.3 Напишите уравнения реакций солеобразования, доказывающие характер оксидов (кислотный, основной, амфотерный), указанных в разделе  SO3+CaO→CaSO4

1.4 Какие неорганические соединения относятся к классу оснований? Чем определяются общие свойства оснований? Напишите формулы и названия оснований следующих элементов:

Основания - сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла и одной или нескольких гидроксидных групп –ОН. С точки зрения теории электролитической диссоциации все общие щелочные свойства растворов (мыльность на ощупь, изменение цвета индикаторов, взаимодействие с кислотами, кислотными оксидами, солями) обусловлены гидроксид-ионами ОН-

№62 Al(OH)3 – гидроксид алюминия (III)

1.5 Какие неорганические соединения относятся к классу кислот? Чем определяются общие свойства кислот? Назовите кислоты в соответствии с международной номенклатурой

Кислоты - сложные вещества, состоящие из атомов водорода, которые способны замещаться на атомы металла, и кислотных остатков.

№92 H2SiO3 – кремниевая кислота

1.6 Какая реакция происходит при взаимодействии кислот с основаниями? Напишите уравнения реакций взаимодействия кислот, указанных в разделе 1.5, с избытком раствора гидроксида калия с образованием средних солей.

H2SiO3+2KOHизб→K2SiO3+2H2O

1.7 Какие неорганические соединения относятся к классу солей? Как они образуются? Назовите средние соли в соответствии с международной номенклатурой

Соли - сложные вещества, которые являются продуктами замещения атомов водорода в молекулах кислот атомами металла или продуктами замещения гидроксидных групп в молекулах оснований кислотными остатками.

№ 000 KF – фторид калия

1.8 Какие типы солей Вы знаете? Как они образуются? Назовите кис-лые и основные соли в соответствии с международной номенклатурой

Нормальные (средние) соли – это продукты полного замещения атомов водорода в молекуле кислоты атомами металла, или продукты полного замещения гидроксидных групп в молекуле основания кислотными остатками.

Кислые соли – это продукты неполного замещения атомов водорода в молекулах многоосновных кислот атомами металла.

Основные соли – это продукты неполного замещения гидроксидных групп в молекулах многокислотных оснований кислотными остатками.

№ 000 Na2HPO4 – гидрофосфат натрия

1.9 Как получаются кислые соли, основные? Как из кислой или основной соли можно получить среднюю соль? Напишите уравнения реакций перевода кислых и основных солей, указанных в разделе 1.8, в средние соли.

Кислые соли образуются в результате неполного замещения атомов водорода в молекулах многоосновных кислот атомами металла. Основные соли образуются в результате неполного замещения гидроксидных групп в молекулах многокислотных оснований кислотными остатками. Получение средней соли из основной: основная соль + соответствующая кислота. Получение средней соли из кислой: кислая соль + соответствующее основание.

Na2HPO4+NaOH→Na3PO4+H2O

1.10 Напишите эмпирические формулы следующих солей

Нитрат калия – KNO3

Задание2. СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ.

2.1. Составьте электронные формулы атомов следующих элементов:

Br 1s22s22p63s23p64s23d104p5

2.2. Определите электронное семейство элементов, указанных в разделе 2.1, распределите валентные электроны по квантовым ячейкам в не возбужденном состоянии атома. Поясните, металлические или неметаллические свойства имеет данный элемент с точки зрения строения атома.

Бром относитя к р-электронному семейству. Проявляет неметаллические св-ва

       

4         

         d

3

       

2   p

1

S

2.3. Сравните свойства указанных элементов (радиусы атомов (r), их энергии ионизации (I), энергии сродства к электрону E), электроот-рицательности (ЭО), а также химические свойства: металл – неметалл, восстановитель – окислитель) на основании строения атома

№ 000  Алюминий и галлий

Al 1s22s 22p 63s 23p1

Ga 1s 22s 22p 63s 23p64s 23d104p1

Так как у атома алюминия 13 электронов, то радиус его атома будет меньше, чем у галлия. Это можно подтвердить и табличными данными -  Радиус атома Al 118 · 10 − 12 (Метр),Ga 136 · 10 − 12 (Метр). Энергия ионизации больше у Al, т к он сильнее проявляет металлические свойства. Сродство к электрону также выше у Al, чем у Ga. Электроотрицательность Al =1,5, у Ga=1,6. Al и Ga проявляют амфотерные свойства.

2.4 Определите валентность в основном состоянии атомов элементов, указанных в разделе 2.1. Распределите валентные электроны по квантовым ячейкам в возбужденном состоянии атомов элементов и определите их валентность. 

Валентность в основном состоянии Br = 1, в возбужденном =3

В возбужденном состоянии Br 1s22s22p63s23p64s23d104p44d1

               

       

4         

         d

3

       

2   p

1

2.5 Рассмотрите образование химических связей в молекулах с точки зрения метода валентных связей (МВС)

В 1s 22s 22p 1

F 1s 22s 22p 5

В* 2s12p2 образует за счет s-и p - орбиталей 3 связи. Валентный угол =120ᵒ. Sp2 гибридизация. Перекрывание sp2 гибридных орбиталей атома В с АО трех атомов  F приводит к образованию треугольной молекулы BF3/

3. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ.

СМЕЩЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ

3.1. Дайте определение понятию «скорость химической реакции». Как выражается скорость химической реакции? От каких факторов она зависит? Сформулируйте закон действующих масс. Какой физический смысл имеет константа скорости реакции? От каких факторов зависит эта величина?

Напишите математическое выражение закона действующих масс для необратимых реакций

Скорость химической реакции – это число элементарных актов взаимодействия в единицу времени. Скорость гомогенной реакции равна изменению концентрации в единицу времени. На скорость химической реакции влияют: концентрация, температура, катализатор, природа реагирующих веществ, поверхность соприкосновения для гетерогенных реакций.

Закон действующих масс: скорость реакции пропорциональна произведению концентрации реагентов в степенях, называемых порядками реакций по реагентам. Константа скорости реакции численно равна скорости реакции, когда концентрации каждого из реагирующих веществ составляют 1моль/л или их произведение равно 1.Константа скорости реакции зависит от температуры, природы реагирующих веществ, но не зависит от концентрации.

№ 000 CaO(тв) + CO2(г) = CaCO3(тв)

V=k*C(CO2)

3.2. Какой процесс называют «сдвигом» или «смещением» химического равновесия? Какими факторами он может быть вызван? Чем определяется направление смещения химического равновесия при изменении внешних условий? Сформулируйте принцип Ле-Шателье. Напишите выражение константы химического равновесия  обратимой реакции.

В соответствии с принципом Ле-Шателье, обоснуйте, в каком направлении сместится равновесие реакции:

Сдвиг равновесия – процесс изменения концентраций, вызванный нарушением равновесия. Факторы, влияющие на химическое равновесие: температура, давление, концентрация исходных веществ и продуктов реакции. При увеличении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической (поглощение) реакции, а при понижении — в сторону экзотермической (выделение) реакции. При повышении давления химическое равновесие смещается в сторону меньшего объёма веществ, а при понижении — в сторону большего объёма. Этот принцип действует только на газы, т. е. если в реакции участвуют твёрдые вещества, то они в расчёт не берутся. При увеличении концентрации одного из исходных веществ химическое равновесие смещается в сторону продуктов реакции, а при понижении концентрации — в сторону исходных веществ.

Принцип Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в истинном химическом равновесии воздействовать из вне путем изменения какого-либо параметра, то равновесие смещается в том направлении, которое способствует восстановлению первоначального состояния системы.

4. РАСТВОРЫ

4.1. Способы выражения концентрации растворов

4.1.1. Массовая доля (процентная концентрация)

№ 000

Дано        Решение

mр-ра(Na2SO3)=100г        W=х100%

W(Na2SO3)=50%        mр. в.= mр-ра(Na2SO3)х W(Na2SO3)/100%=

mр. в.=?        =100х50%/100%=50г

Ответ: mр. в.=50г

4.1.2. Молярная концентрация. Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация). Взаимный переход от одних видов выражения концентрации к другим

а) Определите молярность и нормальность растворов, содержащих:

№ 000

Дано        Решение

Vр-ра=1л        См==

mрв(H3PO4)=9,8г        Cн=

См=?        См==0,1моль/л

Сн=?        Cн==0,3н

4.2. Свойства водных растворов электролитов

а) Напишите уравнения реакций электролитической диссоциации следующих электролитов:

№ 000  RbOH=Rb++OH-

б)  Определите концентрации ионов (моль/л) в водных растворах следующих сильных электролитов

LiOH=Li++OH-

LiOH - сильный электролит, значит его степень диссоциации б⇒1

С(Li+)=C(OH-)=C(LiOH)=0,02M