Составление уравнений реакций химических соединений

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Химия
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    68,06 Кб
  • Опубликовано:
    2014-05-03
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Составление уравнений реакций химических соединений

Задание 1

Составить уравнения ступенчатой диссоциации соединений в своем варианте задания, приведенного в табл.

.Составить уравнения реакций кислот и амфотерных гидроксидов с BaО и NaOH.

2.Составить уравнения реакций основных и амфотерных гидроксидов с SO3 и HNO3.

номер заданияформулы кислот и гидроксидов15Ва (ОН) 2 основный оксидH3BO3 кислотаSn (OH) 2 амфотерный гидроксид

Составим уравнения ступенчатой диссоциации заданных веществ:

Ва (ОН) 2 ↔ BaOH+ + OH-

BaOH+ ↔ Ba2+ + OH-, H3BO3 ↔ H+ + H2BO3-

H2BO3 - ↔ H+ + HBO32-

HBO32 - ↔ H+ + BO33-

Sn (OH) 2 ↔ SnOH + + OH-+ ↔ Sn2 + + OH +

2. Напишем уравнения реакций кислоты H3BO3 с BaО и NaOH, не забыв уравнять количество атомов до и после реакции:

2H3BO3 +3 BaO = Ba3 (BO3) 2 + 3H2O3BO3 + 3NaOH = Na3BO3 + 3H2O

Составим уравнения реакций амфотерного гидроксида Sn (OH) 2 с BaО и NaOH, записав амфотерный гидроксид в "кислотной" форме:

H2SnO2 + BaО = BaSnO2 + H2O2SnO2 + 2NaOH = Na2SnO2 + 2H2O

3. Составим уравнения реакций основного гидроксида (Ва (ОН) 2)) с SO3 и HNO3

Ва (ОН) 2 + SO3 = BaSO4 + H2O

Ва (ОН) 2 + 2HNO3 = Ba (NO3) 2 + 2H2O

Составим уравнения реакций амфотерного гидроксида (Sn (ОН) 2)) с SO3 и HNO3

Sn (ОН) 2 + SO3 = SnSO4 + H2O(ОН) 2 + 2HNO3 = Sn (NO3) 2 + 2H2O

Задание 2

1.Составить уравнения реакций образования всех солей, возможных при реакции кислоты и основания, указанных в задании во втором столбце табл.

Назвать соли. Написать уравнения диссоциации полученных солей.

2.По названию (столбец 3 табл.) составить формулы солей. Написать реакции получения солей из исходных гидроксида и кислоты.

Таблица

Номер заданиякислоты и гидроксидыназвания солей28Sr (OH) 2, H2SO3нитрат гидроксоалюминия, гидросульфат марганца (II)

Для написания формул всех возможных солей составим формулы всех возможных катионов и анионов, которые легко получить, выписав уравнения ступенчатой диссоциации для соединений задания:

Sn (ОН) 2 ↔ SnОН+ + ОН-; SnОН+ ↔ Sn2+ + ОН-;

H23 = H+ + HSО3-;

HSO3 - = H+ + SО32-.

Таким образом, соли могут быть образованы следующими ионами: SnОН+, Sn2+, HSO3 - и SО32-. Составим формулы солей, не забывая соблюдать условие электронейтральности:

(SnOH) 2SO3 - сульфит гидроксоолова (II) (основная соль)

SnSO3 - сульфит олова (II) (средняя соль)

Sn (HSO3) 2 - гидросульфит олова (II) (кислая соль)

Образование соли из катиона SnОН+ и аниона HSO3 - невозможно, так как в этом случае частицы ОН - и Н+ "встретятся" в формуле соли, что приведет к образованию Н2О и средней соли SnSO3.

Sn (ОН) 2 + 2H2SO3 = Sn (HSO3) 2 + 2H2O

гидросульфит

олова (II)

Sn (ОН) 2 + H2SO3 = SnSO3 + 2H2O

сульфит

олова (II)

2Sn (ОН) 2 + H2SO3 = (SnOH) 2SO3 + 2H2O

сульфит

гидроксоолова (II)

Диссоциация солей происходит полностью. Запишем уравнения диссоциации:

SnSO3 → Sn2+ + SO32-,

(SnOH) 2SO3 → 2SnOH+ + SO32-,(HSO3) 2 → Sn2+ + 2HSO3-.

Составим формулы соединений:

нитрат гидроксоалюминия

гидросульфат марганца (II).

Нитрат - соль азотной кислоты (HNO3), формула ее аниона: NO3-. Приставка "гидроксо-" означает, что с ионом Al3+ остается связана одна группа ОН-, то есть гидроксид алюминия Al (OH) 3, являющийся исходным основанием для образования соли, отдает при образовании соли только две группы ОН - и остается в виде иона AlOH2+. Таким образом, формула соли - AlOH (NO3) 2. Реакция образования соли:

Al (OH) 3 + 2HNO3 = AlOH (NO3) 2+ 2Н2О.

Сульфат - соль серной кислоты (Н24), формула аниона: SО42-. Приставка "гидро-" означает, что один ион водорода остается соединенным с анионом, то есть ион гидросульфата - НSО4-. Таким образом, формула соли: Mn (HSO4) 2. Исходной кислотой для данной соли будет серная (Н24). Исходным основанием - гидроксид марганца (Mn (OH) 2). Реакция образования соли выглядит следующим образом:

Mn (ОН) 2 + 2Н24 = Mn (НSО4) 2 + 2Н2О.

Задание 3

По исходным данным табл. выразить (рассчитав) следующие виды концентраций (каждый из студентов по своему веществу и по своим конкретным показателям m (H2O); m (вещества); d (раствора)):)процентную концентрацию (С%);

b)молярную концентрацию (СM);)моляльную концентрацию (Сm);)титр (Т).

Таблица

номер заданияm (H2O), гm (в-ва), (г) d (р-ра), г/см3растворенное вещество49351191,14Ni2 (SO4) 3

По условию задачи 19г сульфата никеля (Ni2 (SO4) 3) растворено в 351г воды. Найдем массу раствора:

m (раствор) = m (H2O) + m (Ni2 (SO4) 3) = 351 + 19 = 370г.

Далее составляем пропорцию:

В 370 г раствора содержится 19 г Ni2 (SO4) 3,В 100 г раствора содержится х г Ni2 (SO4) 3.

=

х = = 5,14г (содержится в 100 г раствора).

Таким образом, процентная концентрация данного раствора сульфата никеля C% (Ni2 (SO4) 3) = 5,14%.

Для расчета молярной концентрации требуется найти, сколько моль содержится в 1л раствора (1000 мл).

Используя плотность раствора, рассчитаем, сколько весят 1000 мл:

m (раствор) = d (раствор) · V (раствор) = 1,14 ∙ 1000 = 1140 г.

Рассчитаем массу сульфата никеля (III) в 1140г раствора. Составляем пропорцию:

В 1140 г раствора содержится х г сульфата никеля (III).

/1140=19/х

x = 1140х19/370 = 58,54г

Таким образом, в 1000 мл раствора содержится 58,54г сульфата никеля (III). Используя молярную массу сульфата никеля (III), которую можно определить по таблице элементов, найдем количество вещества, содержащееся в 1000мл г раствора:

М (Ni2 (SO4) 3) = (2 ∙ 59 + 3·32 + 12·16) г/моль = 406 г/моль,

n (Ni2 (SO4) 3) = m (Ni2 (SO4) 3) / M (Ni2 (SO4) 3) = 58,54/406 = = 0,144 моль

Таким образом, молярная концентрация данного раствора сульфата никеля (III) СM (Ni2 (SO4) 3) = моль/л. Найдем моляльную концентрацию данного раствора. Моляльность раствора показывает количество (число моль) растворенного вещества в 1 кг растворителя. Для вычисления моляльности раствора надо знать число килограмм растворителя в растворе.

m (H2O) = m (раствор) - m (соль)

m (растворитель) = 1,14 - 0,05854 = 1,08 кг.

Рассчитаем моляльную концентрацию

Сm (Ni2 (SO4) 3) = = 0,144 =0,133моль/кг воды

Титр вещества (T) - показывает, сколько грамм вещества содержится в 1 мл раствора. Составим пропорцию:

В 1000мл раствора содержится 58,54г сульфата никеля (III),

В 1 мл раствора содержится х г сульфата никеля (III).

1000/1=58,54/х

x = 58,54/1000 = 0,0585 г/мл

Следовательно, Т = 0,0585 г/мл

Задание 4

На основании значений стандартных энтальпий образования и абсолютных стандартных энтропий веществ вычислить величину ΔGх. р. и сделать вывод о самопроизвольности протекания заданной реакции в стандартных условиях. Если в задании даны значения ΔGºобр., то ΔGх. р. рассчитывается непосредственно, не используя формулу Гиббса. Во всех заданиях значения ΔНºобр. и ΔGºобр. заданы в кДж/моль, а значения Sºабс. - в Дж/моль·К. Реакции необходимо предварительно уравнять.

СН3ОН (ж.) +3O2 (г.) → 4Н2О (г.) + 2СО2 (г.)

ΔНºобр.: - 201,17 - 241,83 - 393,51

Sºабс.: 126,8 205,03 188,72 213,65

Используем следствие из закона Гесса:

ΔHх. р. = ΔHºобр. (Н2О (ж.)) ·4 моль + ΔHºобр. (СО2 (г.)) ·2 моль - - ΔHºобр. (СН3ОН (ж.)) ∙2 моль.

ΔHх. р. = - 241,83∙ 4 + (-393,51) ∙ 2 - (-201,17) ∙ 2 =

= - 967,32 - 787,02 + 402,34 = - 1352 кДж.

Изменение энтропии при проведении химической реакции ΔSх. р. равно сумме Sºабс. продуктов реакции (с учетом коэффициентов реакции) за вычетом суммы энтропий реагентов (с учетом коэффициентов реакции).

ΔSх. р. = Sºабс. (. (Н2О (ж.)) ·4 моль + Sºабс. (СО2 (г.)) ·2 моль -

Sºабс. (СН3ОН (ж.)) ∙2 моль. - Sºабс. (O2 (г.)) ·3 моль

ΔSх. р. = 188,72 · 4 + 213,65·2 - 126,8∙2 - 205,03 ∙ 3 =

= 754,88 + 427,3 - 253,6 - 615,09 = 313,49 Дж/К. = 0,313 кДж/К

Для определения принципиальной возможности протекания реакции при заданной температуре используем формулу Гиббса, связывающую свободную энергию Гиббса при данной температуре T с энтропией и энтальпией реакции:

ΔGх. р. = ΔHºх. р. - T · ΔSºх. р.

Находим ΔGх. р при Т = 298К

ΔGх. р. = - 1352 - 298 · 0,313 = - 1352 - 93,27 = - 1445,27 кДж.

ΔGх. р. < 0, следовательно, заданная реакция самопроизвольно протекает в стандартных условиях.

Задание 5

Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения в таблице.

Таблица

номер заданияреакция 1реакция 291H+ + OH - = H2OPb2+ + S2 - = PbS

H+ + OH - = H2O

Для получения воды необходимо взять два растворимых вещества, одно из которых содержит ион водорода H+, а другое - гидроксид-анион OH-. Ион водорода образуется при диссоциации, например, соляной кислоты (HCl), а гидроксид-анион - при диссоциации гидроксида калия (KOH). Составим молекулярное уравнение реакции:

HCl + KOH = KCl + H2O.

Pb2+ + S2 - = PbS

Для получения сульфида свинца (PbS) необходимо взять два растворимых вещества, одно из которых содержит ион свинца Pb2+, а другое - cульфид-анион S2-. Катион свинца образуется при диссоциации Pb (NO3) 2, а cульфид-анион - при диссоциации Na2S. Составляем молекулярное уравнение реакции между указанными веществами:

Pb (NO3) 2 + Na2S = PbS + 2NaNO3

уравнение реакция химическое соединение

Задание 6

Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза солей, приведенных в вашем задании, а также напишите выражения для констант гидролиза: нитрат свинца (II), карбонат калия.

Составляем уравнения гидролиза нитрата свинца (II).

.Диссоциация соли: Pb (NO3) 2 = Pb2+ + 2NO3-.

2.Известно, что катиону Pb2+ соответствует слабое основание, а иону NO3 - сильная кислота. Таким образом, гидролиз идет по катиону.

.Уравнение гидролиза: Pb2+ + HOH ↔ (PbOH) + + H+. Закономерно, что положительный катион Pb2+ притягивает к себе из молекулы воды отрицательную частицу OH - и образуется составной катион с зарядом +1. Связывание катионом Pb2+ частиц OH - приводит к накоплению в растворе избытка ионов H+ и, следовательно, в результате гидролиза в растворе создается кислая среда.

Запишем выражение для константы гидролиза:

Kг =

4.При составлении уравнения в молекулярной форме, учитываем, что всем положительным ионам соответствуют имеющиеся в растворе в свободном виде отрицательные ионы NO3-. С учетом зарядов ионов составляем электронейтральные молекулы:

Pb (NO3) 2 + H2O =Pb (OH) NO3 + HNO3

Составляем уравнения гидролиза карбоната калия.

.Диссоциация соли: K2CO3= 2K+ + CO32-.

2.Известно, что катиону K+ соответствует сильное основание, а иону CO32 - слабая кислота. Таким образом, гидролиз идет по аниону.

.Уравнение гидролиза: CO32 - + HOH ↔ HCO3 - + OH-. Закономерно, что отрицательный ион CO32 - притягивает к себе из молекулы воды положительную частицу H+ и образуется составной анион с зарядом - 1. Связывание анионом CO32 - частиц H+ приводит к накоплению в растворе избытка ионов ОH - и, следовательно, в результате гидролиза в растворе создается щелочная среда.

Запишем выражение для константы гидролиза:

Кг =

4.При составлении уравнения в молекулярной форме, учитываем, что всем отрицательным ионам соответствуют имеющиеся в растворе в свободном виде положительные ионы K+. С учетом зарядов ионов составляем электронейтральные молекулы:

K2CO3+ HOH ↔ KHCO3 + KOH.

Задание 7

Составить уравнения ОВР, идущих по схемам, представленным в таблице.

Таблица

номер заданияСхемы ОВР133Cr + HNO3 (конц.) → Cr (NO3) 3 + NO + H2O (при нагревании) SiO2 + C + Cl2 → SiCl4 + CO (при нагревании) As + HNO3 (конц.) + H2O → H3AsO4 + NO

Cr + HNO3 (конц.) → Cr (NO3) 3 + N O + H2O (при > t)


Cr → Cr3+

N5+ → N2+

2.Хром отдает три электрона, в то время как азот принимает три электронов:

Cr - 3ē → Cr3+

N5+ + 3ē → N2+

3.Число отданных электронов равно числу принятых

Cr - → Cr3+

N5+ + → N2+

4.Складывая полуреакции, получим:

Cr + N5+ → Cr3+ + N2+

5.Перед HNO3 необходимо поставить 4, т.к. часть молекул HNO3 не принимает участия в окислении, но необходима для связывания ионов хрома. Для уравнивания атомов водорода и кислорода необходимо поставить коэффициент 2 перед H2O.

Cr + 4HNO3 (конц.) → Cr (NO3) 3 + NO + 2H2O

6.Проверяем коэффициенты, пересчитывая каждый тип атомов слева и справа от знака равенства.

SiO2 + C + Cl2 → SiCl4 + CO (при нагревании)

.Элемент C здесь будет восстановителем, а элемент Cl - окислителем:

C0 → C2+

Cl0 → Cl1-

2.Углерод отдает два электрона, а два атома хлора принимают два электронов:

C - 2ē → C2+

Cl + 1ē →Cl1-

.Умножим на коэффициенты, учитывающие стехиометрию молекул. Чтобы получить равенство отданных и принятых электронов умножим первое уравнение на 2, а второе - на 1:

2 C - → C2+

2Cl2 + →4Cl1-

4.Складывая полуреакции, получим:

C + 2Cl2→ 2C2+ + 4Cl1-

5.Подставляя полученные коэффициенты в схему ОВР получаем:

SiO2 + 2C +2Cl2 → SiCl4 + 2CO

6.Проверяем коэффициенты, пересчитывая каждый тип атомов слева и справа от знака равенства.

As + HNO3 (конц.) + H2O → H3AsO4 + NO

1.Элемент As здесь будет восстановителем, а элемент N - окислителем:

As → As 5+

N5+ → N2+

2.Мышьяк отдает пять электронов, в то время как азот принимает три электронов:

As - 5ē → As 5+ , N5+ + 3ē → N2+

.Чтобы получить равенство отданных и принятых электронов умножим первое уравнение на 3, а второе - на 5:

As - 5ē → As 5+

5 N5+ + → N2+

.Складывая полуреакции, получим:

As + 5N5+ → 3 As 5++ 5N2+

.Подставляя полученные коэффициенты в схему ОВР получаем:

3As + 5HNO3 (конц.) + 2H2O →3H3AsO4 + 5NO

Для уравнивания атомов водорода и кислорода необходимо поставить коэффициент 2 перед H2O.

.Проверяем коэффициенты, пересчитывая каждый тип атомов слева и справа от знака равенства.

Задание 8

Для своего варианта в таблице подобрать металл в пару к заданному Me1. Концентрацию соли выбираемого металла Me2 принять равной 0,1 моль/л. Подобрав металл, составить схему Г.Э. и выполнить пункты 1-3 предыдущего задания (т.е. заданий 140-150):

.Написать электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при работе гальванического элемента.

2.Рассчитать ЭДС гальванического элемента.

.Записать суммарное уравнение ОВР.

Таблица

номер заданияМе1CM (Ме1n+), Мподобрать в пару металл Me2, являющийся: 154Hg [Hg2+] = 0,001анодом

В задании в качестве катода дана ртуть. Анодом является более активный металл. По отношению к ртути более активным металлом будет, например, железо (оно имеет меньший стандартный электродный потенциал).

Схема (Г. Э.): (анод) Fe|Fe2+ || Hg2+|Hg (катод).

Уравнения катодного и анодного процессов будут выглядеть следующим образом:

Fe - → Fe 2+ (анод - окисление Fe)

Hg 2+ + → Hg (катод - восстановление Hg 2+)

Для расчета ЭДС (ΔЕ) следует иметь в виду, что ЭДС не может быть отрицательной величиной, поэтому:

ΔЕ = Е (кат.) - Е (ан.).

Электродные потенциалы катода и анода рассчитываем по уравнению Нернста:

ΔЕ = Е (кат.) - Е (ан.) = +0,7615В - (-0,4695В) = 1,231В.

Уравнение ОВР, характеризующей работу данного Г.Э., получаем, сложив два электронных уравнения:

Fe + Hg 2+ → Fe 2+ + Hg

Суммарное уравнение в молекулярном виде может быть таким:

Fe + HgCl2= Hg + FeCl2

Задание 9

Составить схему микрогальванического элемента, пометив какой металл является катодом, а какой анодом.

.В соответствии со средой, указанной в таблице, составить электронные уравнения катодного и анодного процессов.

2.Составить уравнения образования конечных продуктов коррозии.

номер заданияконтактирующие металлыкоррозионная среда175Cr и MgН2SO4

Схема микрогальванического элемента выглядят следующим образом:

(анод) Mg| H+ |Cr (катод)

На аноде проходит следующий процесс:

Mg - → Mg2+ (анод - окисление магния).

На катоде, при pH < 7:

Н+ + → Н2 (катод - восстановление Н+).

Продукты коррозии формируются из соединений, образующихся на катоде и аноде.

В случае кислой среды, продуктом будет соль иона Mg2+ и кислотного остатка серной кислоты, которая определяет pH среды.

Mg2+ + SO4 2 - → MgSO4

Задание 10

Приведите примеры двух простейших аминокислот. Составьте формулы двух тетрапептидов из этих аминокислот (один - из однородных мономеров; второй - из различных). Назовите полимер из однородных мономеров.

Похожие работы на - Составление уравнений реакций химических соединений

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!