Химия и экологические проблемы человечества

1. Строение вещества

Пример 1. Дайте характеристику элементу As (мышьяк) на основании его положения в периодической системе, строения атома. Какую степень окисления он может проявлять и как это сказывается на характере его соединений?

Решение. As - химический знак, порядковый номер - 33. Мышьяк находится в четвертом периоде (большом), в V группе (главной), относится к p-элементам. Строение атома следующее: Z= 33 (заряд ядра, число протонов, общее число электронов). Число нейтронов N = А - Z = 75 - 33 = 42. Число энергетических уровней равно 4 (номеру периода).

        Электронная формула мышьяка:

₃₃As - 1s²2s²2p⁶3d¹⁰4s²4p³

Распределение валентных (внешних) электронов в атоме Аs можно представить в виде электронно-графической формулы сле­дующим образом:

 

 

                          4s  4p            4d

↓↑

↑

↑

↑

               As

                                            

 

               

                                4s 4p             4d

↑

↑

↑

↑

↑

 

                 As^*

 

В возбуждённом состоянии электрон с 4s-подуровня переходит на свободный 4d-подуровень. Мышьяк проявляет степени окисле­ния: -3, +3, +5. Амфотерные свойства Аs проявляет в промежуточ­ной степени окисления (+3). Аs₂0₃, Аs(ОН)₃ - амфотерные оксид и гидроксид мышьяка (III) соответственно. Аs₂0₅ - кислотный оксид, которому соответствует Н₃АsО₄ (мышьяковая кислота). Мышьяк образует водородное соединение АsН₃, в котором имеет степень окисления -3.

Пример 2. Как изменяются свойства элементов в ряду: В-А1-Са?

Решение. В группах с увеличением порядкового номера ослабе­вают неметаллические и усиливаются металлические свойства.

Это связано с тем, что в группах (главных подгруппах) при увеличении порядкового номера увеличиваются атомные радиусы, уменьшается энергия ионизации. Электроотрицательность элемен­тов в группах при движении сверху вниз периодической таблицы уменьшается. Наибольшим значением ЭО обладают неметаллы, у металлов эта величина меньше. Наибольшее значение ЭО в ряду имеет В, у Gа эта величина меньше. Значит, металлические свойства от В к Gа усиливаются. В₂0₃ является кислотным оксидом, которо­му соответствует борная кислота Н₃ВО₃.   Аl - металл, но его соеди­нения Аl₂O₃, А1(ОН)₃ амфотерны. Амфотерность оксида и гидроксида алюминия проявляются в том, что эти соединения растворяются в кислотах и щелочах.

Таким образом, переход от неметаллических свойств к метал­лическим происходит постепенно, через проявление элементом амфотерных свойств. Gа - металл, но некоторые его соединения также амфотерны, например Gа(ОН)₃.

Пример 3. У какого элемента четвёртого периода Ti или Gе сильнее выражены металлические свойства? Какой из этих элемен­тов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотиви­руйте строением атомов титана и германия.

Решение. В больших периодах с увеличением порядкового но­мера происходит более постепенный переход (по сравнению с ма­лыми периодами) от металлических свойств к неметаллическим.

Титан Ti и германий  Gе находятся в четвёртом периоде; Ti от­носится к третьей группе (побочной), Gе — то же, но к главной под­группе. Строение атомов титана и германия можно выразить в виде электронных формул

₂₂Тi, 1s² 2s² 2р⁶ 3s² 3р⁶ Зd² 4s²

₃₂Gе, 1 s² 2s 2р⁶ 3s² Зр⁶ 3d¹⁰ 4s² 4р²

   В периодах с увеличением заряда ядра атома (порядкового но­мера) уменьшаются атомные радиусы. Следовательно, атомный ра­диус германия меньше, чем у титана. У германия имеется запол­ненный 3d¹⁰ подуровень, то есть происходит d-сжатие, поэтому уменьшается радиус атома по сравнению с титаном. Имея одина­ковое число валентных электронов (четыре), германий и титан об­ладают различной ЭО вследствие различия атомных радиусов. ЭО германия больше значения ЭО титана, и поэтому металлические свойства сильнее выражены у титана, имеющего меньшее значение ЭО, так как более выражена способность к отдаче валентных элек­тронов.

    Действительно, германий образует кислотный оксид GеСO₂. В свободном виде Gе используют в полупроводниковой технике. Гер­маний образует газообразное водородное соединение GеН₄. что яв­ляется проявлением неметаллических свойств.

   Титан - металл, относится к d-элементам, не образует летучих водородных соединений.

Контрольные вопросы

1. Сколько и какие значения может принимать магнитное кван­товое число m/ при орбитальной квантовом числе l: 0, 1, 2 и 3? Какие элементы в периодической системе носят названия s-,p-,d- и  f- элементов? Приведите примеры.

2. Какие значения могут принимать квантовые числа n, l, m_l, т_N, характеризующие состояние электронов в атоме. Какие значения они принимают для внешних электронов атома магния? Объясните эти изменения, используя положение элемента в периодической сис­теме, а также строение его атома.

3. Какое максимальное число электронов может принимать s-, p-, d- и  f- орбитали данного энергетического уровня? Почему?

4. В чем заключается принцип несовместимости Паули? Может ли быть на каком-нибудь подуровне атома р⁷ или d¹² электронов? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с поряд­ковым номером 22 и укажите его валентные электроны.

5. Составьте электронные формулы атомов элементов с поряд­ковыми номерами 16 и 28. К какому электронному семейству отно­сится каждый из этих элементов?

6. Напишите электронные формулы атомов фосфора и ванадия. Распределите электроны этих атомов по квантовым ячейкам. К како­му электронному семейству относится каждый из этих элементов?

7. Напишите электронные формулы атомов элементов с поряд­ковыми номерами 9 и 28. Распределите электроны этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих электронов?

8. Напишите электронные формулы атомов марганца и селена. К какому электронному семейству относится каждый из этих эле­ментов?

9. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4s или 3d; 5s или 4 p? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 21.

10. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4 d или 5s; 6s или 5р? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43.

11. Составьте электронные формулы атомов элементов с поряд­ковыми номерами 14 и 40. Какие электроны этих атомов являются валентными?

12. Объясните эти изменения, используя положение элемента в периодической системе, а также строение его атома.

13. Как изменяются свойства химических элементов с увеличе­нием зарядов ядер атомов?

14. Какова современная формулировка периодического закона? Объясните, почему в периодической системе элементов аргон, ко­бальт, теллур и торий находятся соответственно перед калием, ни­келем, йодом и протактинием, хотя и имеют большую атомную мас­су?

15. Атомные массы элементов в периодической системе непре­рывно увеличиваются, тогда, как свойства простых тел изменяются периодически. Чем это можно объяснить?

16. Определение электроотрицательности? Как изменяется электроотрицательность p -элементов в периоде; в группе периоди­ческой системы с увеличением порядкового номера?

 17. Какой из элементов четвертого периода ванадий или мышь­як обладает более выраженными металлическими свойствами? Ка­кой из элементов образует газообразное соединение с водородом.

18. Почему марганец проявляет металлические свойства, а хлор - неметаллические? Ответ мотивируйте строением атомов этих эле­ментов. Напишите формулы оксидов и гидроксидов хлора и марганца.

19. Какие элементы образуют газообразные соединения с водо­родом? В каких группах периодической системы находятся эти элементы? Составьте формулы водородных и кислородных соединений хлора, теллура и сурьмы, отвечающих их низшей и высшей степеням окисления.

20. 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.

21. У какого из p-элементов пятой группы периодической сис­темы фосфора или сурьмы сильнее выражены неметаллические свойства? Какой из водородных соединений данных элементов бо­лее сильный восстановитель? Ответ мотивируйте строением атома этих элементов.

22. Как изменяются свойства элементов в каждом ряду: a) Al-Si-P; б)N-P-As-Sb; в) F-Cl-Br-I; г) O-S-Se-Te; д) C-Si-Ge-Sn.

23. Дайте характеристику следующих элементов на основе их положения в периодической системе, строения атомов. Какую сте­пень окисления они могут проявлять и как это сказывается на ха­рактере их соединений: а) хлор; б) калий; в) магний; г) сера; д) алю­миний; е) кальций; ж) литий; з) фосфор; и) углерод.

24. Дайте определение понятию «химический элемент» на ос­нове теории строения атома. Почему главным признаком элемента является заряд ядра, а не атомная масса?

25. Какова структура периодической системы, отражающей пе­риодическое изменение свойств элементов с увеличением заряда ядер атомов?

26. Как изменяются и какова причина изменения свойств эле­ментов в главных подгруппах периодической системы с увеличени­ем зарядов ядер атомов?

27. Как располагаются элементы в периодах и группах перио­дической системы. Каково число периодов и групп?

28. Какова причина изменения свойств элементов с увеличени­ем зарядов ядер атомов в малых и больших периодах? В чем состоит различие этих изменений?

29. Составьте электронные схемы строения молекул С1₂, Н₂S, ССl₄. В каких молекулах ковалентная связь является по­лярной?

30. Какую химическую связь называют ковалентной? Чем мож­но объяснить направленность ковалентной связи?

31. Какие кристаллические структуры называются ионными, атомными, молекулярными и металлическими? Кристаллы, каких веществ: алмаз, хлорид натрия, диоксид углерода, цинк имеют указанные структуры?

32. Какая химическая связь называется водородной? Между мо­лекулами, каких веществ она образуется? Почему Н₂0 и HF, имея меньшую молекулярную массу, плавятся и кипят при более высоких температурах, чем их аналоги?

33. Какая химическая связь называется ионной? Каков меха­низм ее образования? Приведите два примера типичных ионных соеди­нений. Напишите уравнения превращения соответствующих ионов в нейтральные атомы.

34. Какие силы молекулярного взаимодействия называются ориентационными, индукционными и дисперсионными? Когда возникают и какова природа этих сил?

1. Основные классы неорганических соединений

Пример 1.. Какие из соединений, формулы которых GаО, Н₂0, КОH, СuО, НСl, будут реагировать между собой при обычных усло­виях? Напишите уравнения возможных реакций.

Решение. Определим, к какому классу неорганических соеди­нений относятся вышеприведенные вещества, назовем их:

CаО - оксид кальция (основной оксид);

Н₂0 - вода;

КОН - гидроксид калия (сильное основание щелочь);

СuО - оксид меди (II) (основной оксид);

НС1 - хлороводородная кислота, водный раствор - соляная ки­слота.

     

   Возможные реакции определяем, исходя из свойств соедине­ний. Основные оксиды СаО и СuО реагируют с НС1; СаО реагирует с Н₂0; основание КОН реагирует с кислотой. В результате имеем

СаО + Н₂0 = Са(ОН)₂ - гидроксид кальция

СаО + 2НС1 = СаС1₂ + Н₂0 - хлорид кальция

СuО + 2НС1 = СuС1₂ + Н₂0 - хлорид меди

КОН + НС1 = КС1 + Н₂0 - хлорид калия

Пример 2. Как получить гидроксид бария, исходя из бария, ки­слорода и воды? Напишите уравнения реакций. Можно ли подоб­ным путем получить гидроксид?

Решение. При обычных условиях барий (активный щелочь – но- ­земельный металл) реагирует с кислородом воздуха. Полученный оксид бария хорошо растворяется в воде, образуя гидроксид бария:

                                      а) 2Ва + 0₂ = 2ВаО

б) ВаО + H₂О = Ва(ОН)₂

 

  Марганец при обычных условиях с 0₂ не реагирует (только при нагревании). Компактный металл покрывается устойчивой оксидной пленкой МnО. Но МnО с водой не реагирует. Поэтому при выше­указанных условиях Мn(ОН)₂ получить нельзя.

Пример 3. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

 

               МnО àМnСl₂ à Мn(ОН)₂ àMnSO₄

Решение. При обычных условиях получим:

а) МnО + 2НС1 = МnСl₂ + Н₂0

б) МnСl₂ + 2КОН = Мn(0Н)₂ ↓ + 2КС1

в) Мn(ОН)₂ + Н₂S0₄ (разб.) = МnS0₄ + 2Н₂0

 

   Названия исходных веществ и продуктов реакции следующие: МnО - оксид марганца (II), МnCl₂ - хлорид марганца (II), Мn(ОН)₂ -гидроксид марганца (II), МnS0₄ - сульфат марганца, НС1 - соляная кислота, КОН - гидроксид калия, КС1 - хлорид калия, Н₂S0₄ - сер­ная кислота.

Контрольные вопросы

35. Какие элементы образуют кислотные и основные оксиды? Приведите примеры.

36. Чем отличаются амфотерные оксиды от основных и кислот­ных оксидов? (Примеры).

37. Каким образом, зная формулу основания, можно опреде­лить, является ли оно щелочью? (Примеры).

38. Чем отличаются и что общего в кислородных и бескисло­родных кислотах. Как определить основность кислоты? (Примеры).

39. Продуктами замещения, каких составных частей кислоты, основания, являются соли? (Примеры).

40. Особенность реакции нейтрализации. (Примеры).

41. Даны формулы веществ: HCI, NiO, C0₂, НВr, Н₂СrO₄, MgCl₂, Са₃(РO₄)₂. К какому классу неорганических соединений относится каждое из указанных веществ. Назовите эти вещества. Ответ мотивируйте.

42. Назовите следующие вещества: Na₂S0₄, H₃BO₃, CdO, BaS0₄, Ti(OH)₂, Au(OH)₃, N0₂. Из перечня веществ выберите соли.

43. Напишите химические формулы следующих веществ: нит­рат калия, хромат натрия, кремниевая кислота, соляная кислота, сульфат железа (III), нитрат кальция, оксид мышьяка (III), оксид хлора (I).

44. Какие из нижеприведенных оснований являются раствори­мыми в воде, а какие - нерастворимыми или малорастворимыми: гидроксид лития, гидроксид титана (IV), гидроксид кальция, гидро­ксид железа (III), гидроксид никеля (II), гидроксид натрия? Напиши­те химические формулы этих оснований.

45. Между какими из указанных веществ возможна реакция нейтрализация: NaOH, HN0₃, Cu(OH)₂, HCl, S0₃, FeO, O₂? Назовите эти вещества, напишите уравнения возможных реакций нейтрализации. Какие продукты образуются в результате реакций?

46. Каким из указанных оксидов соответствуют основания, а каким - кислоты: MnО, N₂0₅, Mn₂0₇, Si0₂, C0₂, К₂0? Ответ мотивируйте. Назовите оксиды и соответствующие гидроксиды.

47. Какие из оксидов, формулы которых CaO, Si0₂, CuO, А1₂0₃, СО, К₂O, SO₃, Fe₂O₃, будут реагировать с водой при обычных усло­виях и что при этом образуется? Напишите уравнения возможных реакций.

48. Напишите формулы оксидов, которые могут реагировать: а) только с кислотами; б) только со щелочами; в) как с кислотами, так и со щелочами. Как называются эти три типа оксидов? Напиши­те уравнения реакций.

49. Как получить гидроксид кальция, исходя из кальция, кисло­рода и воды? Напишите уравнение реакции. Можно ли подобным путем получить гидроксид меди?

50. Приведите примеры получения оснований прямым дейст­вием металла на воду.

51. Гашеную известь, применяемую в строительстве, получают из известняка. Напишите уравнения соответствующих реакций.

52. Произойдет ли химическая реакция, если раствором гидроксида калия подействовать на растворы следующих солей: FeCl₃, CuS0₄, NaN0₃? Укажите, по каким признакам можно узнать, что химическая реакция произошла, напишите уравнения возможных реакций.

53. Как из негашеной извести СаО получить хлорид кальция и нитрат кальция? Напишите уравнения реакций.

54. Напишите формулы оксидов, которые можно получить пу­тем прокаливания кислот следующего состава: Н₃ВО₃, НВ0₂, НРОз, Н₄Р₂0₇?

55. Напишите формулы кальциевых солей бромоводородной, угольной и фосфорной кислот. Напишите их названия.

56. Напишите по два примера основной, средней и кислой со­лей. Дайте им названия.

57. Способны ли оксиды разных элементов реагировать друг с другом? Ответ мотивируйте.

58. При восстановлении водородом оксида марганца (IV), обра­зовался оксид марганца (II). Напишите уравнение реакции.

59. Напишите уравнения реакций образования солей при взаи­модействии алюминия с разбавленными растворами соляной и сер­ной кислот.

60. Приведите примеры получения солей взаимодействием двух оксидов и уравнения соответствующих реакций.

61. Как получить сульфат магния, исходя из: а) магния; б)оксида магния; в) гидроксида магния; г) карбоната магния? На­пишите уравнения соответствующих реакций.

62. Могут ли находиться совместно в растворе: a) NaOH и НВr; б) Ва(ОН)₂ и FeCI₃; в) NaCI и КОН? Дайте обоснованный ответ и приведите уравнения соответствующих реакций.

63. Как, исходя из железа и имея все необходимые реактивы, получить гидроксид железа (II)? Напишите уравнения реакций.

64. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:

а)  

б)

в)

г)

д)

е)

ж)

з)

и)

к)

 

1. Общие закономерности химических процессов

Пример 1. Прямая или обратная реакция будут протекать при стандартных условиях в системе СН₄(г) + С0₂(г) ↔ 2СО(г) + 2Н₂(г)? Ответ мотивируете, вычислив ∆G ⁰298 прямой реакции, исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стан­дартных энтропий соответствующих веществ (см. прил. 5).

   Решение: ∆G⁰_x.p.=∆H⁰_x.p.- T∆S⁰_x.p.; ∆H и ∆S – функция состояния, поэтому ∆H⁰_x.p.=∑∆H⁰ _{обр.(продуктов)}  - ∑∆H⁰_{обр.(исходных веществ)}, то есть изменение энтальпии реакции (при стандартных условиях) равна сумме энтальпии образования продуктов реакции минус сумма энтальпии образования исходных веществ с учётом стехиометрических коэффициентов.

H⁰_.x..p=(2∙∆H⁰_co+2∙0) – (∆H⁰_CH4+∆H⁰_CO2);

∆H⁰_x.p.=2(-110,5)+2∙0 – (-74,58 – 393,5)=247,35,∆H⁰_H2=0

(энтальпия образования простых веществ равна нулю). Изменение энтропии реакции (при стандартных условиях) равно сумме абсолютной энтропии продуктов реакции минус сумма энтропии исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов:

∆S⁰_x.p.=∑S⁰_{продуктов}-∑S⁰_{исходных веществ};

∆S⁰_x.p.= (2S⁰_CO+2S⁰_H2)-(S⁰_CH4+S⁰_CO2);

∆S⁰_x.p.=(2∙197,91+2∙130,59)-(186,19+213,65)=

= 257,16 Дж.моль∙град или 0,25716 кДж/моль∙град.

    Изменение энергии Гиббса (свободной энергии) при стандартных условиях равно ∆G⁰_x.p.=247,35 - 298∙0,25716 = +170,63 кДж. То, что ∆G⁰₂₉₈>0 указывает на невозможность самопроизвольного протекания прямой реакции при T = 298K и равенства давлений взятых газов 1,013∙10⁵ Па.

Пример 2. На основании стандартных теплот образования и стандартных абсолютных энтропий вычислите ∆G°₂₉₈ реакции, про­текающей по уравнению 2СuС1(к) + Н₂(г) = 2Сu(к) + 2НС1(г). Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно?

    Решение. ∆G°_x.p. = ∆H⁰_x.p. - T∆S⁰_x.p.

Вычисляем ∆H⁰_x.p.= (2∆H⁰_Cu+2∆H⁰_HCL) – (2∆H⁰_CuCl+∆H⁰_H2)

                 ∆H⁰_x.p. = [2∙0 + 2(-92,3)] – [2∙0 + +2(-134,5)] = 84,4 кДж

Вычисляем ∆S⁰_x.p. = (2S⁰_Cu + 2S⁰_HCL) – (2S⁰_CuCl+S⁰_H2);

                  ∆S⁰_x.p.= (2∙33,3 + 2∙186,7) – (2∙91,5 + 130,6) = 0,1264 кДж/моль∙ град.

 

      Изменение свободной энергии (энергии Гиббса) после вычисления равно:

                    ∆G⁰_x.p. =84,4 – 298 ∙ 0,1264 = + 46,73 кДж/моль.

Так как ∆G⁰_x.p. > 0 при стандартных условиях, данная реакция самопроизвольно протекать не будет.

 

Пример 3. Уменьшается или увеличивается энтропия при сле­дующих переходах: 1) льда в жидкое состояние (воду); 2) кисло­рода O₂ в озон О₃? Почему? Вычислите ∆S⁰₂₉₈ для каждого превра­щения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях.

    Решение.

1. При изменении энтропии в случае перехода льда в жидкое состояние равно

∆S⁰_ф.п. = S⁰_H2O(ж) – S⁰_H2O(к);

∆S⁰_ф.п.  = 69,96 – 39,33 = 30,63 Дж/моль ∙ град.

 2. Изменение энтропии при превращении кислорода в озон равно

∆S⁰_превр. = S⁰_H20(ж) – S⁰_H20(к)

∆S⁰_превр.= 237,6 – 205,03 = 31,57 Дж/моль ∙ град.

  Энтропия - есть мера неупорядоченности состояния вещества. Лед имеет кристаллическую структуру, в которой молекулы воды расположены упорядоченно и могут находиться лишь в определен­ных точках пространства. Так как степень беспорядка в жидком со­стоянии возрастает, изменение энтропии (∆S⁰_превр.) также является положительной величиной, то есть ∆S_превр.> 0. Из сравнения со­става молекул O₂ и O₃ видно, что при переходе кислорода в менее устойчивую форму O₃ число атомов кислорода в молекуле увеличи­лось. Это значит, что значение энтропии O₃ должно быть больше, чем у O₂ и поэтому изменение энтропии аллотропического превра­щения больше нуля.

Контрольные вопросы

65. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе

2NO(г) + O₂(г)  2N0₂(г)? Ответ моти­вируйте, вычислив ∆G°₂₉₈ прямой реакции, исходя из значений стан­дартных теплот образования и стандартных абсолютных энтропий соответствующих веществ.

66. При какой температуре наступит равновесие системы

СН₄(г) + С0₂(г) = 2СО(г) + 2Н₂(г); ∆Н = + 247,37 кДж?

67. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция

Н₂(г) + С0₂(г) = Н₂0(ж) +СО(г); ∆H = - 2,85 кДж. Зная тепловой эффект реакции и стан­дартные абсолютные энтропии соответствующих веществ, определите ∆G°₂₉₈ этой реакции.

68. Ha основании стандартных теплот образования и стандарт­ных абсолютных энтропий вычислите ∆G°₂₉₈ реакций, протекающих по следующим уравнениям. Могут ли эти реакции при стандартных условиях идти самопроизвольно?

1. Fe₃0₄(к) + 4CO = 3Fe(к) + 4C0₂

2. А1₂0₃ (к) + ЗС (гр) = 2А1 (к) + ЗС0₂

3. С (графит) + 2Н₂0 = С0₂ + 2Н₂

4. Fe₃0₄ (к) + 4Н₂ = 3Fe (к) + 4Н₂0 (г)

5. FeO (к) + Н₂ = Fe (к) + Н₂0 (г)

6. 3Fe₂0₃ (к) = 2Fe₃0₄ (к) + 1/20₂

7. 2Mg (к) + С0₂ = 2MgO (к) + Н₂0 (г)

8. Сu(ОН)₂ (к) = СuО (к) + Н₂0 (г)

9. Fe₃O₄ (к) + Н₂ = 3FeO (к) + Н₂O (г)

10. Н₂ + СO₂ - Н₂O (г) + СО (г)

11. СО (г) + FeO (к) = СO₂ + Fe (к)

12. СаСОз (к) = СаО (к) + СO₂

13. РbО (к) + H₂ = Pb (к) + Н₂O (г)

14. СН₄(г) + СO₂ = 2СО + 2Н₂

15. 2СиС1 (к) + Н₂ (г) = 2Сu (к) + 2НС1 (г)

16. MgCO₃ (к) = MgO (к) + СO₂ (г)

17. PbS0₄ (к) = РbО (к) + SO (г) + O₂ (г)

18. 3Fe₂O₃ (к) = 2Fe₃O₄ (к) + 1/2O₂ (г)

19. ТсСl₄ (ж) + 2Mg (к) = Тс (к) + 2MgCl₂ (к)

20. H₂S (г) + 3/2O₂ (г) = Н₂O (г) + SO₂ (г)

21. Н₂ (г) + 1 /2O₂ (г) = Н₂0 (ж)

22. 2СO₂ (г) + Н₂O (г) = С₂Н₂ (г) + 5/2O₂ (г)

23. Н₂O₂ (г) = Н₂O (г) + 1/2O₂ (г)

24. С (алмаз) → С (графит)

25. СаО (к) + СO₂ (г) = СаСо₃ (к)

26. 2NaHCO₃ (к) = Na₂CO₃ (к) + С0₂ (г) + Н₂0 (г)

27. С₂Н₄(г) + Н₂(г) = С₂Н₆(г)

28. КСlOз(к) → KCl (к) + 3/2O₂(г)

29. 2Fe₂O₃ (к) + 3СО (г) =3СO₂ (г) + 2Fe (к)

 

Примечание, (г) - газ, (ж) - жидкость, (к) - кристаллическое (твердое) вещество.

69. Уменьшается или увеличивается энтропия при следующих переходах: а) воды в пар; б) графита в алмаз. Почему? Вычислить ∆S°₂₉₈ для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях.

70. Вычислите изменение энтропии в результате реакции обра­зования аммиака из азота и водорода. При расчете можно исходить из ∆S°₂₉₈ соответствующих газов, так как ∆S⁰ с изменением темпе­ратуры изменяется незначительно. Чем можно объяснить отрица­тельные значения энтропии?

71. При сжигании 1 г гидразина N₂H₄ в калориметрической бомбе температура калориметра повысилась на 1,17 °С. Если кало­риметр имеет теплоемкость 16,53 кДж/кг град, то какое количество теплоты выделяет при сгорании 1 моль N₂H₄?