Задача № 1 Охарактеризовать элемент № 30 по плану: а) символ, название;

Задача № 1.
Охарактеризовать элемент № 30 по плану:
а) символ, название;
б) положение в периодической системе;
в) состав ядра атома;
г) электронная формула;
д) распределение электронов по орбиталям (магнитным квантовым ячейкам);
е) максимальное число валентных электронов;
ж) характер элемента.
Дано: порядковый номер элемента – № 30.
Решение:
Охарактеризуем указанный элемент по намеченному плану.
а) Zn, цинк;
б) d-элемент четвертого (большого) периода II группы побочной подгруппы;
в) ядро атома состоит из нуклонов, которые подразделяются на протоны и нейтроны.
Для Zn: порядковый номер Z = 30, атомная масса А = 65. Следовательно:
– число нуклонов равно 65;
– число протонов (равное числу электронов) равно 30;
– число нейтронов равно A – Z = 65 – 30 = 35.
Заряд ядра всегда положителен и равен порядковому номеру элемента.
г) электронная формула цинка:
– полная: [1S22S22P63S23P64S23d10];
– сокращенная: [3d104S2].
д) графическая формула цинка:
– полная
4S
3S
2S
3P
3d
2P
1S
– сокращенная
4S
3d
е) максимальное число валентных электронов соответствует номеру группы. Для
цинка оно равно двум;
ж) по своему характеру цинк относится к переходным металлам. Он обладает
восстановительными свойствами, то есть способен отдавать валентные электроны. При
нормальных условиях Zn – хрупкий металл голубовато-белого цвета.
Задача № 2.
Изменение каких факторов приводит к смещению равновесия системы
3NO2  H 2O  2 HNO3  NO  Q влево?
При некоторой температуре константа равновесия этого процесса равна единице.
Определить состав равновесной реакционной смеси, если исходная смесь состояла из 3
моль NO2 и 1 моль H2O.
Дано: КХ = 1; n0(NO2) = 3 моль; n0(Н2O) = 1 моль.
Найти: nр(NO2); nр(Н2O); nр(НNO3); nр(NO).
Решение:
1 Согласно принципу Ле-Шателье, равновесие данной газофазной системы
сместится влево (в сторону обратной реакции), если:
– повысить температуру (сдвиг в сторону эндотермической реакции, то есть влево);
– понизить давление (сдвиг в сторону образования большего количества молей
газообразных веществ: слева 4 моля, а справа только 3 моля);
– понизить концентрацию реагирующих веществ;
– повысить концентрацию продуктов реакции.
2 Составим схему, описывающую протекание процесса:
3NO2  H 2O  2 HNO3
Исходное количество молей
3
1
0
Количество
израсходованных
и
3х
х
2х
образовавшихся молей
Равновесное количество молей
3-3х
1-х
2х

NO
0
Равновесные мольные доли участников реакции найдутся по формуле:
n
N i  i , где  n  3  3x  1  x  2 x  x  4  x .
n
Получим:
3  3x 3(1  x )
N ( NO2 ) 

;
4x
4x
1 x
N ( H 2O ) 
;
4 x
2x
N ( HNO3 ) 
;
4x
x
N ( NO) 
.
4x
Константа равновесия, выраженная через равновесные мольные доли, имеет вид:
N ( HNO3 ) 2  N ( NO)
KX 
 1.
N ( NO2 ) 3  N ( H 2O )
После подстановки выражений (1) – (4) последняя формула примет вид:
4 x 3 (4  x )
1
27(1  x ) 4
Найдем неизвестное количество молей:
4 x 3 (4  x )  27(1  x ) 4 ;
x 3 (4  x )  6,75(1  x ) 4 ;
6,75(1  x ) 4  x 4  4 x 3  0 ;
х
х
(1)
(2)
(3)
(4)
x  0,497  0,5 .
Следовательно, равновесный состав смеси составит:
Соединение
H 2O
NO2
Равновесное количество молей
3 - 1,5 = 1,5 1 - 0,5 = 0,5
HNO3
2·0,5 = 1
NO
0,5
Проверим правильность найденных соотношений:
1,5
1,5
N ( NO2 ) 

 0,4286 ;
1,5  0,5  1  0,5 3,5
0,5
N ( H 2O ) 
 0,1429 ;
3,5
1
N ( HNO3 ) 
 0,2857 ;
3,5
0,5
N ( NO) 
 0,1429 .
3,5
Тогда
0,2857 2  0,1429 0,2857 2 0,0816
KX 


 1,037  1 .
0,42863  0,1429 0,42863 0,0787
Следовательно, расчет проведен верно.
Ответ: nр(NO2) = 1,5 моль; nр(Н2O) = 0,5 моль; nр(НNO3) = 1 моль; nр(NO) = 0,5 моль.
Задача № 3.
Определите, какая масса HСl содержится в 0,25 л раствора соляной кислоты с
массовой долей 15 % ( = 1,05 г/см3). Определите титр этого раствора.
Дано:
С(HCl) = 15 %;
ρ = 1,05 г/мл = 1050 г/л;
М(HCl) = 36,5 г/моль;
V = 0,25 л.
Найти:
1) m(HCl) – ?
2) Т(HCl) – ?
Решение:
1 Из определения процентной концентрации найдем массу растворенного вещества
m(HCl):
C    V 15  1050  0,25
m( HCl )  100
C% 
 m( HCl )  %

 39,375 г .
 V
100
100
2 Титр раствора находится из выражения:
m( HCl )
39,375
T ( HCl ) 

 0,1575 г / мл .
V  1000 0,25  1000
Ответ: 1) m( HCl )  39,375 г ; 2) T ( HCl )  0,1575 г / мл .