Задание 7

Выразите в молях: а) 6,02 ∙ 10²²молекул С₂Н₂; б) 1,80 ∙ 10²⁴атомов азота; в) 3,01 ∙ 10²³молекулNН₃. Какова мольная масса указанных веществ?

Решение

Постоянная Авогадро – физическая величина, численно равная молекул в 1 моле любого вещества.

Находим количество вещества по формуле:

Получаем:

учитываем, что азот – двухатомный газ.

Молярная масса вещества – это масса одного моль вещества.

Ответ:

Количество вещества: а) 0,1 моль; б) 3 моль; в) 0,5 моль

Молярная масса: а) 26 г; б) 28 г; в) 16 г.

Задание 28

Что такое изотопы? Чем можно объяснить, что у большинства элементов пери­одической системы атомные массы выражаются дробным числом? Могут ли атомы разных элементов иметь одинаковую массу? Как называются подобные атомы?

Решение

Изотопы – разновидности атомов какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа. Большинство химических элементов имеет несколько изотопов. Поэтому их атомные массы выражаются дробным числом. Для водорода известно три изотопа: протий ¹₁Н (легкий или обычный водород), дейтерий²₁Н илиD(тяжелый водород) и тритий³₁Н или Т (свертяжелый водород).

Атомы разных элементов могут иметь одинаковую массы. Подобный атомы называются изобарами. Например, изобарами являются ⁴⁰Ar,⁴⁰K,⁴⁰Ca. Хотя массовое число (т. е. число нуклонов) A = N + Z в ядрах-изобарах одинаково, числа протонов Z и нейтронов N различаются.

Задание 49

У какого элемента четвертого периода - хрома или селена - сильнее выражены металлические свойства? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте строением атомов хрома и селена.

Решение

Чем меньше электронов на внешнем слое, тем сильнее выражены металлические свойства, у селена 6 электронов на внешнем слое (4s²4p⁴), у хрома только один (3d⁵4s¹), поэтому у хрома сильнее выражены металлические свойства.

Это объясняет почему селен (неметалл) способен образовывать газообразное соединение с водородом, а хром (металл) – нет.

Задание 70

Как метод валентных связей (ВС) объясняет угловое строение молекул H₂Sи линейное молекулы СО₂?

Решение

Здесь необходимо использовать понятие о гибридизации.

В молекуле H2S атом серы образует с атомами водорода 2 сигма-связи, и у него еще есть 2 неподеленные электронные пары, т.е. 4 гибридные орбитали, тип гибридизации - sp³. Для этого типа гибридизации характерен валентный угол 109 градусов. Но неподеленные электронные пары являются более диффузными, чем сигма-связывающие орбитали, и занимают большой объем в пространстве, этим объясняется их сильное отталкивающее действие. Поэтому углы между связями S-H и между неподеленной парой атома серы и связью S-H неодинаковы; валентный угол по сравнению с теоретическим уменьшается до 92 градусов.

В молекуле СО₂атом углерода связан с каждым атомом кислорода одной сигма- и одной пи-связью, т.е. находится в состоянии sp-гибридизации. Для этого типа гибридизации характерен валентный угол 180 градусов, поэтому молекула СО₂- линейная.

Задание 91

Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена С₂Н₂ , если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды?

Решение

Уравнение химической реакции:

С₂Н₂ + 2,5 О₂ = 2 СО₂ + Н₂О + Q

Следствие из закона Гесса: тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования продуктов реакции и исходных веществ, умноженных на стехиометрические коэффициенты

∆Н⁰ = (2 ∆Н⁰ СО₂ + ∆Н⁰ Н₂О) – (∆Н⁰ С₂Н₂ + 2,5∆Н⁰ О₂) =

= 2 моль ∙ (– 393,51кДж/моль) + 1 моль ∙ (– 241,83 кДж/моль)

– 1 моль ∙ 226,75 кДж/моль – 2,5 моль ∙ 0 кДж/моль =

– 1255,6 кДж/моль

∆Н⁰ = – Q; отсюда: Q = + 1255,6 кДж/моль

2. При сжигании 22,4 л С₂Н₂ выделяется 1255,6кДж тепла,

а при сжигании 165 л С₂Н₂ выделяется Х кДж тепла

Решая пропорцию, получаем

Х = 9248,8 кДж тепла

Ответ: выделяется 9248,8 кДж тепла