Задача 2. Какие орбитали атома заполняют электронами раньше: 5s или 4d; 6s или 5p? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43.

Задача 1. Сколько молей содержится в 100 г следующих веществ при нормальных условиях: а) кислорода; б) брома; в) хлора; г) метана; д) аммиака.

Количество молей любого вещества при нормальных условиях есть отношение массы этого вещества к его молярной массе:

где n – количество вещества, моль;

m – масса вещества, г

M – молярная масса вещества, г.

а) кислород (О₂)

Молярная масса:

M = 2*16=32г/моль

Количество вещества:

б) бром (Br₂)

Молярная масса:

M = 2*80=160г/моль

Количество вещества:

в) хлор (Cl₂)

Молярная масса:

M = 2*35,5=71г/моль

Количество вещества:

г) метан (CH₄)

Молярная масса:

M = 12+4*1=16г/моль

Количество вещества:

д) аммиак (NH₃)

Молярная масса:

M = 14+3*1=17г/моль

Количество вещества:

Задача 2. Какие орбитали атома заполняют электронами раньше: 5s или 4d; 6s или 5p? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43.

Заполнение электронами орбиталей в атоме происходит по правилу Клечковского: орбитали в атоме заполняются в порядке возрастания суммы (n+l), а при одинаковом значении этой суммы в порядке возрастния n (n –главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число).
Для орбитали 4d: n = 4, l = 2; n + l = 6
Для орбитали 5s: n = 5, l = 0; n + l = 5
Значит 5s заполнится раньше, чем 4d.

Для орбитали 6s: n = 6, l = 0; n + l = 6
Для орбитали 5p: n = 5, l = 1; n + l = 6
Значит 5p заполнится раньше, чем 6s.

Элемент № 43 – технеций. Электронная формула: ₄₃Tc 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d⁵5s².

Задача 3. При взаимодействии газообразных сероводорода и метана образуются сероуглерод СS2(Г) и водород. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект

Термохимическое уравнение реакции имеет вид:

CH_4(г) + 2H₂S_(г) → CS_2(г) + 4H_2(г), ∆H⁰ = 230,5 кДж

По закону Гесса тепловой эффект реакции равен сумме энтальпий (теплот) образования продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий (теплот) образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

∆H⁰ (CH₄) = -74,9кДж/моль

∆H⁰ (H₂S) = -20,15кДж/моль

∆H⁰ (CS₂) = 115,3кДж/моль

∆H⁰ (H₂) = 0 кДж/моль

∆H⁰ _{реакции} = 115,3 + 74,9 + 2*20,15 = 230,5 кДж/моль

Ответ: ∆H⁰ _{реакции}= 230,5 кДж/моль

Задача 4. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе 2NO(г)+O2(г)2NO2(г) Ответ мотивируйте, вычислив прямой реакции.

По закону Гиббса для протекания реакции: ΔG⁰= ΔH⁰ – T⋅ΔS⁰<0

Используя стандартные значения ΔH и ΔS найдем энергию Гиббса для прямой реакции: 2NO(г)+O₂(г)→2NO₂(г)

Вещество	NO	O2	NO2
ΔH^0, кДж/моль	90,37		33,89
ΔS^0, Дж/моль∙К	210,62	205,03	240,45

Тогда:

ΔH⁰(298) = 2ΔH⁰(NO₂) – (2ΔH⁰(NO) +ΔH⁰(O₂)) = 2*33,89 – (2*90,37+0) = -112,96 кДж/моль

Изменение энтропии реакции:

ΔS⁰ (298)=2ΔS⁰ (NO₂)–(2ΔS⁰(NO)+ΔS⁰(O₂))=2*240,45–(2*210,62+205,03)=-145,37Дж/моль∙К

Тогда энергия Гиббса равна:

ΔG⁰= ΔH⁰ – T⋅ΔS⁰ = -112,96-298*(-145,37/1000)=-156,28 кДж/моль < 0

ΔG⁰ < 0, значит при стандартных условиях будет протекать прямая реакция.

Ответ: при стандартных условиях будет протекать прямая реакция

Задача 5. Реакция идет по уравнению H2+I2= 2HI. Константа скорости этой реакции при 508⁰С равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ [Н2]=0,04 моль/л, [I2]=0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость ее, когда [Н2]=0,03 моль/л.

Скорость реакцииH₂+I₂→ 2HI будет определятся по формуле:

где υ – скорость реакции

k – константа скорости.

Скорость реакции в начальный момент: υ₁ = 0,16*0,04*0,05=0,00032моль/(л*с)

Для определения концентрации йода в тот момент, когда концентрация водорода станет 0,03 моль/л составим таблицу (изменение концентрации происходит пропорционально количеству молей вещества в уравнении реакции):

Вещества	H2	I2	HI
Исх. концентрация	0,04	0,05
Изменение концентрации	0,01	0,01	0,01
Конечная концентрация	0,03	0,04	0,01

Тогда искомая скорость: υ₂ = 0,16*0,03*0,04=0,000192моль/(л*с)

Ответ: υ₁ = 0,00032моль/(л*с)

υ₂ = 0,000192моль/(л*с)

Дата добавления: 2015-11-16