Пример 1. Определить валентность N – в NH3, Н – в Н2О,
F – в HF.
Решение. Строение валентного (внешнего) электронного уровня азота − …2 s 2 2 p 3, фтора − …2 s 2 2 p 5, водорода – 1 s 1.
У водорода на электронном уровне электрон, значит, валентность его в Н2О равна 1; у азота на внешнем слое три неспаренных электрона, следовательно, валентность азота в NH3 равна 3; у фтора на внешнем слое один неспаренный электрон, значит, валентность фтора в HF равна 1.
Пример 2. Определить степени окисления атомов в следующих соединениях:
a) H2SO4, б) Al2O3, в) K3PO4.
Решение. В H2SO4 определим степень окисления серы. Так как водород имеет степень окисления (+1),кислород (−2), а сумма степеней окисления равна нулю, то, решая простейшее уравнение, где х – степень окисления серы в H2SO4, получаем
2.(+1)+ х + 4. (−2) = 0, x = +6.
В Al2O3 определим степень окисления Al, она равна (+3).
В K3PO4 определим степень окисления фосфора 3. (+1) + х +
+ 4. (−2) = 0; х = +5, т.е. степень окисления фосфора +5. (+1) – степень окисления калия, так как он находится в 1 группе; (−2) – степень окисления кислорода.
|
|
Пример 3. Составить уравнение реакции с помощью метода электронного баланса:
P0+O20 → P2+5O5−2.
восст. окислит.
Решение. а) P0 – 5е → P+5– реакция окисления
O2+ 4е → 2O−2 – реакция восстановления
б) P0 – 5е → P+5 х4
O2+ 4 е → 2O-2 х5
4P + 5O2 = 2P2O5 – уравнение составлено.
Пример 4. Составить уравнение электронного баланса:
KMn+7O4 + HCl−1 → KCl+Mn+2Cl2+Cl20+H2O
окислит. восст.
Решение. Mn+7+5е → Mn+2– реакция восстановления,
2Cl−1 − 2е → Cl20 – реакция окисления.
Уравняем число отданных и принятых электронов:
Mn+7+5е → Mn+2 х2
2Cl−1 − 2е → Cl20 х5
2Mn+7+10Cl− → 2Mn+2+5Cl2
2KMnO4 + 10HCl → 2KCl+2MnCl2+3Cl2+5H2O – уравнение составлено.
Пример 5. Сколько граммов КОН необходимо взять для приготовления его 12% раствора?
Решение. 12 % раствор КОН содержит, например, 12 г КОН в 100 г раствора, и для его приготовления следует взять 12 г КОН и 88 г растворителя (например, воды).
Пример 6. Определить процентную концентрацию раствора хлорида калия – KCl, содержащего53 г KCl в 0,5 л раствора. Плотность раствора ρ = 1,063 г/см3.
Решение.
1. Определяем массу 0,5 л раствора:
mр = Vр ρ р = 500 мл .1,063 г/мл = 531,5 г раствора (1 мл = 1 см3).
2. Определяем процентную концентрацию раствора KCl по формуле (1):
w = 53 .100/53,5 = 9,98 ≈ 10%.
Пример 7. Какова масса гидроксида натрия NaOH, содержащегося в 200 см3 раствора, если молярная концентрация раствора равна
0,2 моль/л?
Решение. 1. Молярная масса NaOH составляет М = 23 + 16 + 1 = = 40 г/моль
2. n = CV. В 1000 см3 0,2 М раствора содержится 0,2 моль NaOH, n = (200 0,2) /1000 = 0,04 моль NaOH в 200 см3 раствора.
|
|
3. Масса NaOH, содержащаяся в 200 см3 раствора, составит:
m = nM = 0,04 моль . 40 г/моль = 1,6 г.
6. Основные понятия. Термохимия. Закон Гесса.
Расчет тепловых эффектов химических реакций
Основные задачи химической термодинамики:
· определение тепловых (энергетических) эффектов химических реакций и фазовых переходов;
· установление принципиальной возможности и направления самопроизвольного (без затрат энергии извне) протекания процессов в заданных условиях;
· определение условий химического равновесия.
Теоретическая база химической термодинамики – три начала (закона) термодинамики и их следствия [1−2].