и nfподуровней. Принцип минимума энергии правила Клечковского Хунда и Паули
Работа добавлена на сайт samzan.net:
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
ВОПРОС 1
Электронное строение атома, квантовые числа, типы орбиталей. Порядок заполнения энергетических уровней и подуровней (принцип минимума энергии, принцип Паули, правило Хунда.
Электронное строение атомов. Квантовые числа. Принцип Паули. Определите последовательность заполнения электронами подуровней в атомах, характеризующихся суммой n + l = 6.
Особенности формирования nd- и nf-подуровней. Принцип минимума энергии, правила Клечковского, Хунда и Паули. Электронные формулы и формулы в энергетических ячейках 63Eu, 42Mo, 29Cu..
Химическая связь. Метод валентных связей. Основные виды ( ковалентная, ионная, донорно-акцепторная, водородная и металлическая) химической связи. Взаимосвязь вида, характеристик химической связи и электроотрицательности элементов.
Ковалентная связь и её характеристики (энергия, длина, направленность, полярность). Cтруктурные формулы ВаО2, K2U2O7, K2Cr2O7, K2C2O4, Na2SO4. Укажите степени окисления и характер химических связей в этих соединениях.
Химическая связь. Основные виды и характеристики химической связи (энергия, длина, направленность, полярность, поляризуемость). Как меняется энергия, длина и полярность химической связи в ряду следующих молекул: НС1, HBr, HI.
Электроотрицательность. Зависимость вида химической связи от относительной электроотрицательности взаимодействующих атомов на примерах соединений N2, H2О2, NaF, PH3, Na2HPO4.Cтруктурные формулы, степени окисления и валентности атомов в этих соединениях.
Межмолекулярные взаимодействия. Водородная связь и ее влияние на физико-химические свойства веществ (Н2О, НF, CH3COOH).
Периодический закон и Периодическая система элементов (ПСЭ). Изменение радиуса атома, энергии ионизации, электроотрицательности с ростом порядкового номера элемента в группах и периодах ПСЭ. Изменение металлических и неметаллических свойств элементов.
Химическое равновесие. Закон действия масс для химического равновесия. Выражение константы равновесия на примере процесса PbС12(тв) + 2KI(р-р) PbI2(тв) + 2KCl(р-р).
Принцип ЛеШателье. Смещение равновесия диссоциации воды в растворах электролитов. Гидролиз по катиону и аниону (изменение рН среды). Константа и степень гидролиза.
Гидролиз в водных растворах солей. Гидролиз по катиону и аниону на примере NaNO2 и NH4Cl, NH4NO2. Принцип Ле-Шателье. Смещение равновесия гидролиза.
Электролитическая диссоциация,. Константа и степень диссоциации слабых электролитов. Закон разбавления Оствальда (на примере раствораNH4OH)
Растворы. Концентрация (массовая и мольная доли, молярная и моляльная).Расчет
Химическое равновесие в гетерогенных системах. Насыщенные растворы. Связь произведения растворимости и растворимости на примере Ag3РО4 и
Вода Структурная формула димера воды. Диссоциация воды. Ионное произведение (Кв) и водородный показатель (рН).. Определите рН раствора с концентрацией гидроксид-ионов в растворе 1 10 3 моль/л.
Химическое равновесие в растворах слабых электролитов. Константа и степень диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Расчет концентрации ионов Н+ в растворе слабой кислоты по константе диссоциации на примере СН3СООН (С(СН3СООН)=0,1моль/л, Кд(СН3СООН)=1,710-5).
Комплексные соединения и виды связей в них. Типичные комплексообразователи и лиганды. Дентатность и координационное число. Диссоциация в водном растворе [Cu(NH3)4]SO4; Na4[Th(C2O4)4]; Na4[UO2(CO3)3]. Выражения констант нестойкости для этих комплексов.
Комплексные соединения, их классификация и строение. Комплексообразователи и лиганды. на примерах Na[Ag(CN)2]; [Cu(NH3)4]Cl2.
Оценка реакционной способности и устойчивости веществ. Стандартная энтальпия образования вещества. Являются ли энтальпии нижеприведенных реакций стандартными энтальпиями образования веществ (укажите каких)?
Тепловой эффект и энтальпия реакции. Законы термохимии. Закон Гесса и следствие из него. Определение теплового эффекта реакции на примере
KOH(р-р) + Н2SO4(р-р) K2SO4(р-р) + H2O(ж).
Энергия Гиббса, ее связь с направлением химических процессов. Расчет термодинамических функций химических реакций (, и ) по справочным данным для реакции в водном растворе: UCl4 + O2 + H2O =UO2Cl2 + HCl.
Зависимость скорости химической реакции от температуры. Температурный коэффициент Вант-Гоффа.
Уравнение Аррениуса. Энергия активации . Приблизительно оцените величину энергии активации реакций:
а) СН4(г) + 2О2(г) СО2(г) + 2Н2О(г);
б) Ag+((p-p) + Cl-(p-p) AgCl(тв);
в) КОН(р-р) + HCl(p-p) KCl(p-p) + H2O(ж);
г) Н (г) + Н (г) Н2(г);
Скорость химической реакции, факторы влияющие на неё. Уравнение скорости для простых и сложных реакций (закон действия масс для кинетики). Порядок и молекулярность реакций.
Уравнение скорости для реакций первого порядка. Мономолекулярные реакции. Период полупревращения (полураспада). Примеры мономолекулярных превращений
Зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Методы ускорения реакций.
Энергетика химических процессов. Законы термохимии. Энтальпия образования химических соединений. Тепловой эффект и энтальпия реакции на примере взаимодействия КОН(р-р) + HCl(p-p) KCl(p-p) + H2O(ж).
Направление химических процессов. Энергия Гиббса. Методы расчета энергии Гиббса. Влияние температуры на направление реакции на примере: С(тв) + Н2О(г) СО(г) + Н2(г); Т1=298 К; Т2=1000 К.
Энтропия. Взаимосвязь энтропии с составом вещества, энергией связи, агрегатным состоянием. Объясните закономерности в изменении величины энтропии (Дж/(моль К) веществ в приведенных рядах:
Электрохимические процессы. Типы электродов. Гальванический элемент и электродвижущая сила на примере гальванического элемента, составленного из стандартных электродов:
Zn ZnCl2и Ni NiCl2
Электродный потенциал. Уравнение Нернста для электродов I рода: металлического (ZnZn2+) и неметаллического (I2I).
Гальванический элемент на примере CuCu(NO3)2AgNO3Ag. Токобразующая реакция, электродвижущая сила. Примеры обратимых, необратимых и концентрационных гальванических элементов.
Коррозия металлов. Виды коррозии. Особенности электрохимической коррозии. Примеры коррозии в системах цинк-медь, железо-цинк. Методы защиты от коррозии.
ВОПРОС 2
Общие закономерности изменения свойств элементов в периодах, в главных и побочных подгруппах Периодической системы. Примеры проявления основных, амфотерных, кислотных и окислительно-восстановительных свойств.
Общие закономерности изменения свойств металлов и неметаллов в главных и побочных подгруппах Периодической системы. Примеры соединений химических элементов с наиболее выраженными основными, амфотерными, кислотными, окислительными и восстановительными свойствами.
Свойства соединений церия со степенью окисления +4. Использование особенностей химии церия для его отделения от редкоземельных элементов (РЗЭ).
Реакции окисления и восстановления, обмена, гидролиза, комплексообразования в процессах разделения и очистки соединений лантаноидов и актиноидов.
Электронное строение актиноидов. Переменная степень окисления в ряду актиноидов. Свойства соединений урана.
Общая характеристика элементов III группы Периодической системы. Редкоземельные элементы.
Химические транспортные реакции как метод разделения и очистки металлов.
Актиноиды. Актиноидное сжатие. Свойства тория и его соединений.
Химическая двойственность на примере кислотно-основных и окислительно-восстановительных систем.
Окислительно-восстановительные системы. Типичные окислители и восстановители. Типы окислительно-восстановительных реакций. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы и направление реакций.
Химические равновесия приведенных процессов (Кд, ПР, Кг). Расчеты по константам равновесия (рН, растворимость)равновесия в водных растворах веществ. Составьте выражения для констант
Электронное строение актиноидов. Переменная степень окисления в ряду актиноидов. Свойства соединений урана со степенью окисления +6.
Зависимость химической активности s- и d-металлов I группы от положения в Периодической системе на примере их взаимодействия с кислородом и водой.
Использование процессов комплексообразования и осаждения в химических и физико-химических методах разделения. Приведите уравнения химических реакций, которые могут быть использованы для разделения соединений тория (IV) и гадолиния (III), исходно находящихся в водном растворе.
Особености электронного строения актиноидов. Переменная валентность в ряду актиноидов. Структурные формулы: UO2; UO3; U3O8; UO2SO4;
Свойства церия и его соединений в разных степенях окисления. Отделение церия от других редкоземельных элементов.
Электронное строение лантаноидов. Степени окисления элементов в ряду лантаноидов.Лантаноидное сжатие. Свойства лантаноидов с переменной степенью окисления на примере церия и европия. Какие реакции можно использовать для выделения европия (II) из смеси соединений лантаноидов?
Реакции обмена, ОВР, комплексообразования и гидролиза в химических методах разделения и очистки. Какие процессы можно использовать для отделения соединений урана (VI) от примесей соединений железа (III) и редкоземельных элементов?
Лантаноиды и актиноиды. Сравнительная характеристика электронного строения и свойствКакие химические реакции могут быть использованы для разделения соединений тория (IV) и РЗЭ(III), исходно находящихся в водном растворе..
Методы разделения элементов. Транспортные химические реакции как метод получения металлов высокой степени чистоты.
Актиноиды.Актиноидное сжатие. Свойства тория и его соединений.
ВОПРОС 3
Приведены энергии активации прямой реакции разложения иодистого водорода (HI 0,5 H2 + 0,5 I2) при 1000 K в отсутствии (184 кДж/моль) и в присутствии (108 кДж/моль) катализатора. Укажите во сколько раз изменится скорость реакции в присутствии катализатора.
Какая из приведенных ниже реакций протекает при обычных условиях быстрее? Укажите примерную величину энергии активации. Какая из реакций требует инициирования?
Газовая реакция 2NO + 2H2N2 + 2H2O подчиняется кинетическому уравнению . Каковы общий и частные порядки по реагирующим веществам? Почему экспериментальный порядок не согласуется со стехиометрическимикоэфициентами? Как изменится скорость реакции при сжатии системы в 3 раза?
Определите, произойдет ли переосаждение, если к 1мл насышенного раствора с осадком AgCl прилили 0,5 мл 1,0 М раствора KI. ; .
Для некоторых электролитов различного валентного типа (КА, К2А и К3А) произведение растворимости одинаково и равно 10-20. Оцените, в какой последовательности возрастает растворимость этих солей.
Растворимость PbBr2 при 25С равна 1,310-2 моль/л. Рассчитайте значение
Рассчитайте энергию связи О-Н в молекуле Н2О по следующим данным:
1) Н2(г) 2Н(г) ; = 432,2 кДж/моль
2) О2(г) 2О(г) ; = 493,6 кДЖ/моль
3) (Н2О(г)) = 242 кДж/моль
Объясните изменение характера среды (кислый или щелочной) в водных растворах солей NH4Cl; NaBr; KNO2.
Эмпирическая формула соединения СrCl35H2O. Координационное число хрома в этом соединении равно 6. Составьте формулу комплексной соли. Запишите уравнение реакции данной комплексной соли с AgNO3.
Составьте два гальванических элемента с медным электродом. Какую роль анода или катода играет медный электрод в этих гальванических элементах. Напишите уравнения электродных и токообразующих реакций и рассчитайте значения стандартных ЭДС. Электроды: AgAgNO3; CuCu(NO3)2; ZnZn(NO3)2.
Cоставьте два гальванических элемента с водородным электродом. Напишите уравнения токообразующих реакций и рассчитайте значения стандартных электродвижущих сил (ЭДС) Электроды: Pt,H2HNO3; HgHg(NO3)2; CoCo(NO3)2
Какой металл следует выбрать в качестве защитного покрытия для железа: олово, никель или хром, чтобы в случае возникновения коррозии в кислой среде железо не разрушалось. Запишите уравнения коррозионных процессов.
Вычислите степень диссоциации (в %) комплексного иона [Ag(CN)2] в 0,001 моль/л растворе К[Ag(CN)2], если константа нестойкости первой ступени равна 1,410-20.
Рассчитайте значение рН водных растворов гидроксидов аммония и натрия одинаковой концентрации, равной 0,02 моль/л. Константа диссоциации слабого электролита 1,7 10-5 .
Константа диссоциации гидроксида аммония равна 1,710-5. Вычислите степень диссоциации гидроксида аммония, концентрацию ионов водорода и значение рН в 0,02М растворе.
Рассчитайте концентрацию ионов водорода в водных растворах уксусной и азотной кислот одинаковой концентрации, равной 0,1 моль/л. Константа диссоциации слабого электролита равна 1,7 10-5.
Рассчитайте молярную концентрацию раствора KOH, c массовой долей растворенного вещества 19,35%, плотность раствора =1,18 г/см3
В закрытом сосуде протекает реакция АВ А + В. Константа равновесия реакции равна 0,04, а равновесная концентрация вещества В составляет 0,02 моль/л. Найдите начальную концентрацию вещества АВ.
В равновесной системе N2 + 3H22NH3 концентрации реагентов и продуктов реакции равны (моль/л): H2 - 9; N2 - 3; NH3 4. Рассчитайте константу равновесия и исходные концентрации водорода и азота (в исходной системе продукты реакции отсутствуют).
Вычислите концентрацию ионов Ag+ в 0,1 М растворе [Ag(NH3)2]NO3, содержащем избыток 1 моль/л NH3. Кн([Ag(NH3)2]+)=6,810-8.
Определите, чему равны заряды комплексных ионов, степени окисления и координационные числа комплексообразователей в соединениях K4[Fe(CN)6] и K3[Fe(CN)6]. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.
Напишите выражение для константы равновесия и определите её значение, используя справочные данные, для следующей реакции:
Pb(NO3)2(р-р) + 2NaI(р-р) PbI2 + 2NaNO3(р-р)
Установлено, что разложение некоторого вещества протекает по уравнению первого порядка. Концентрация этого вещества уменьшается в 2 раза за 2,5103с. Определите значение константы скорости реакции и время необходимое для уменьшения концентрации в 4 раза.
При изучении кинетики газовой реакции А + В + 2С D было обнаружено, что скорость реакции при увеличении концентрации А в 2 раза возрастает в 4 раза , не зависит от концентрации В и возрастает в 3 раза при увеличении концентрации С в 3 раза. Напишите кинетическое уравнение данной реакции. Укажите порядок реакции по А, В, С и общий порядок. Почему найденный экспериментально порядок не согласуется со стехиометрией уравнения, описывающего реакцию в целом?
Определите растворимость PbI2 по известному значению произведения растворимости ПР(PbI2) =1,110-9 ..
При каких условиях (стандартная, высокая, низкая или любая температура) термодинамически возможно протекание следующих реакций
2NO(г) + O2(г) 2NO2(г)
= - 601,9 кДж
СaCO3(тв)СaO(тв) + CO2(г)
= + 177,6 кДж
ТИПОВЫЕ УРАВНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ К ВОПРОСУ 2
Допишите уравнения реакций получения оксидов, гидроксидов, кислот и солей:
взаимодействие щелочей с солями :Fe2(SO4)3 + NaOH;
(NH4)2Fe(SO4)2 + NaOH;
в) кислот
взаимодействие ангидридов с водой: SO3 + H2O;
P2O5 + H2O;
вытеснение сильной кислотой слабой из ее солей:
реакция нейтрализации : КОН + HNO3;
взаимодействие кислот с основаниями или амфотерными
оксидами : K2O + HClO4;
Al2O3 + H2SO4;
г) солей
взаимодействие кислот с солями: CuCl2 + H2S;
взаимодействие двух солей: AgNO3 + NaCl;
FeCl3 + KCN КЧ = 6;
AgBr + Na2S2O3КЧ =2;
взаимодействие щелочей с кислотными или амфотерными
оксидами и гидроксидами: Ba(OH)2 + SO2;
NaOH + WO3;
Al2O3 + NaOH;
KOH + Cr(OH)3КЧ=6;
д) солей
взаимодействие основных оксидов с кислотными или
амфотерными: СаО + SiO2;
Al2O3 + K2O;
Cr(OH)3 + NaOH …;
Cr(OH)3+ HCl…
взаимодействие металлов с неметаллами: La + Cl2;
взаимодействие металлов с кислотами: Сu + H2SO4 (конц) ;
Sc + H2SO4(разб) ;
взаимодействие металлов с солями: Fe + CuSO4 .
Какие соли образуются при следующих взаимодействиях:
а) Ва(ОН)2 + Н3РО4 ; б) CuSO4 + NH4OH КЧ=4;
La(OH)3 + H2SO4 ; AgBr + Na2S2O3КЧ =2;
Th(OH)4 + HCl ; AlOHSO4 + H2SO4 ;
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 ; KOH + H3PO3 ;
Na3[Cr(OH)6] + HCl ; Y(OH)3 + H2SO4 .
3. Напишите уравнения реакций гидролиза следующих cединений в молекулярной и ионно-молекулярной формах:
а.) CeC; CrOHCl2; K2S; Fe2(CO3)3;
б.) EuC2; Cu(NO3)2; Na2HPO4; Al2S3;
в.) CeC2; KCN; ThCl4; Cr2S3;
г.) CaС2; UCl6; Pb(NO3)2; CuCO3;
д.) CoCl2; ZrBr4; Al2(CO3)3; Na2S.
5. Допишите уравнения реакций, расставьте коэффициенты, укажите, какую роль играет в каждом случае Н2О2:
а) I2 + H2O2 HIO3 +…;
K2Cr2O7 + H2O2 + H2SO4O2 + …;
б) KMnO4 + H2O2 + H2SO4O2 + …;
H2S + H2O2 H2SO4 +….
Допишите окислительно-восстановительные реакции, протекающие в растворе, расставьте коэффициенты, рассчитайте Gо реакции с использованием стандартных окислительно-восстановительных потенциалов, определите направление процессов:
а) K2Cr2O7 + SnSO4 + H2SO4Sn(SO4)2 +…;
FeSO4 + KClO3 + H2SO4KCl + …;
PbO2 + HCl PbCl2 + …;
б) KBr + KMnO4 + H2SO4 Br2 + …;
FeSO4 + KClO3 + H2SO4KCl + …;
Ce(OH)4 + HCl CeCl3 + …;
в) K2Cr2O7+ HCl(конц.) Cl2 + …;
Zn + HNO3(разб.) NH4NO3 + …;
MnSO4 + Br2 + NaOH MnO2 + …;
г) KMnO4 + KI + H2SO4 I2 + …;
HNO2 + Na2Cr2O7 + H2SO4 HNO3 + …;
H2O2+ K2Cr2O7 + H2SO4 O2 + …;
д) KMnO4 + HCl Cl2 + …;
KMnO4 + Zn + H2SO4 MnSO4 + …;
UO2SO4 + Zn + H2SO4 U(SO4)2 + ….
уравнения реакций комплексообразования. Напишите в общем виде выражения для константы нестойкости комплексного иона: