Принцип несовместимости Паули. Получение оснований прямым действием металла на воду. Энтропия при переходах воды в па и графита в алмаз

4. В чем заключается принцип несовместимости Паули? Может ли быть на каком-нибудь подуровне атома p⁷ или d¹² электронов? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 22 и укажите его валентные электроны.

Решение:

Принцип Паули. В атоме не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовых числа  одинаковы.

N – главное                                                          Если n=3

L - побочное        квантовое число                    l=2

m_l  - магнитное                                                     m_l=-2,-1, 0,+1,+2

m_s - спиновое                                                       m_s=+1/2, –1/2

1е:  n=3, L=2, m_l= -2, m_s= +1/2

2е:  n=3, L=2, m_l= -2, m_s= -1/2

3е:  n=3, L=2, m_l= -1, m_s= +1/2

4е:  n=3, L=2, m_l= -1, m_s= -1/2

5е:  n=3, L=2, m_l= 0, m_s= +1/2

6е:  n=3, L=2, m_l= 0, m_s= -1/2

7е:  n=3, L=2, m_l= +1, m_s= +1/2

8е:  n=3, L=2, m_l= +1, m_s= -1/2

9е:  n=3, L=2, m_l= +2, m_s= +1/2

10е:  n=3, L=2, m_l= +2, m_s= -1/2

В электронах 11,12 будет повторение одного из квантовых чисел, что противоречит принципу Паули.

N – главное                                                          Если n=2

L - побочное        квантовое число                    L= 1

m_l  - магнитное                                                     m_l= -1, 0,+1

m_s - спиновое                                                       m_s= +1/2, –1/2

1е:  n=2, L=1, m_l= -1, m_s= +1/2

2е:  n=2, L=1, m_l= -1, m_s= -1/2

3е:  n=2, L=1, m_l= 0, m_s= +1/2

4е:  n=2, L=1, m_l= 0, m_s= -1/2

5е:  n=2, L=1, m_l= +1, m_s= +1/2

6е:  n=2, L=1, m_l= +1, m_s= -1/2

В электроне 7 будет повторение одного из квантовых чисел, что противоречит принципу Паули.

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

Решение:

2K + 2H₂O = 2KOH + H₂

 

Ca + H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

 

69. Уменьшается или увеличивается энтропия при следующих переходах а)воды в пар; б)графита в алмаз. Почему? Вычислить  DS⁰₂₉₈ для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях.

Решение:

а) При изменении энтропии в случае перехода воды в пар равно

 DS⁰_ф.п.= S⁰_H20(г)-S⁰_H2O(ж);

 DS⁰_ф.п. = 130,6-69,96=60,64 Дж/моль град.

б) Изменение энтропии при превращении графита в алмаз равно:

 DS⁰_превр.=S⁰_ал-S⁰_граф;

DS⁰_превр.= 2,38-5,74=-3,36 Дж/моль.град.

Энтропия есть мера неупорядоченности состояния вещества. Так как степень беспредела в газообразном состоянии возрастает, изменение энтропии (DS⁰_превр.) также является положительной величиной, т.е. DS⁰_превр.>0. Из сравнения аллотропных модификаций углерода: алмаза и графита видно, что алмаз является устойчивой формой. Это значит, что значение энтропии алмаза должно быть меньше, чем у графита   и поэтому изменение энтропии аллотропического превращения меньше нуля.

87. Как повлияет увеличение давления на равновесии в системах:

   a)  SO₂ (г) + Сl₂ (г) =  SO₂СI₂ (г);

b)  H₂  (г) + Вr₂ (г) = 2HBr (г).

Решение:

а) В данной реакции происходит образование 1 моля газа SO₂СI₂ из двух молей газообразных реагентов (SO₂  + Сl₂). Следовательно, повышение давления должно привести к образованию дополнительного количества SO₂CI₂. Повышение давления смещает реакцию в сторону уменьшения числа молекул газа – в сторону образования SO₂СI₂.

б)  В данной реакции изменение давления не влияет на положение равновесия т.к. число молекул газообразных реагентов – 2 моля (H₂ + Вr₂) и число продуктов реакции – тоже 2 моля (HBr).

126. Найти массу Na₂SO₄, необходимую для приготовления

200 мл 0,1М и 200 мл 0,1 н. раствора Na₂SO₄.

Решение:

200 мл 0,1М раствора Na₂SO₄.

1)  Определяем количество вещества, требуемого для приготовления раствора по формуле:

                    С(х)= n(х)/V

          n (Na₂SO₄) = c(Na₂SO₄) * V;

n = 0,1*0,2 = 0,02 моль

2)  Вычисляем массу требуемого сульфата натрия:

m (Na₂SO₄)= n (Na₂SO₄) * М (Na₂SO₄);

m (Na₂SO₄)= 0,02 * (23*2+32+16*4)=0,02*142=2,84г.

200 мл 0,1 н. раствора Na₂SO₄.

1)Определяем количество вещества, требуемого для приготовления раствора по формуле:

                    С(х)= n(х)/V

          n (Na₂SO₄) = c(Na₂SO₄) * V;

n = 0,1*1/2*0,2 = 0,01моль

3)  Вычисляем массу требуемого сульфата натрия:

m (Na₂SO₄)= n (Na₂SO₄) * М (Na₂SO₄);

m (Na₂SO₄)= 0,01 * (23*2+32+16*4)=0,01*142=1,42г.

165.  Для следующих реакций указать какие вещества и за счёт каких элементов иг­рают роль окислителей и какие – восстановителей:

а) S0₂  + Вr₂ + 2Н₂0 = 2HBr + H₂S0₄;

ж) 2АgNОз + Fe = Аg + 2Fе(NОз)₂;

Решение:

а) S0₂  + Вr₂ + 2Н₂0 = 2HBr + H₂S0₄

S⁺⁴ -2е = S⁺⁶      

Br⁰ +2e = 2Br^-     окислитель (восстанавливается)

            _{+1    +7  -2         0            0              2+  +7  -2}

ж) 2АgNОз + Fe = Аg + 2Fе(NОз)₂

2Ag ⁺¹  +1e = Ag⁰  окислитель (восстанавливается)

Fe⁰ –2e = Fe²⁺      восстановитель (окисляется)

176а,е нет, поэтому сделали 175. В каком направлении будут перемещаться электроны во внешней цепи сле­дующих элементов? Какой металл будет растворяться в каждом из этих случаев? Схемы гальванических элементов следующие:

а) Мg°| Мg²⁺|| Pb²⁺ | Pb°

е) Мg° | Mg²⁺ || Pb²⁺ | Pb°

Решение:

а,е)Электроны во внешней цепи гальванического элемента будут перемещаться от Mg° (магния) к свинцу. При соединении электродов металличе­ским проводником Mg°-2е à Mg ²⁺, так как магний имеет более низкое значение электродного потенциала, следовательно он и будет растворяться и переходить в рас­твор, содержащий ионы Mg ²⁺, также в виде ионов Mg ²⁺.

200. Покакой схеме при нарушении целостности покрытия протекает гальванокоррозия железа, покрытого оловом в кислой среде:

а) Fe^o -2e             Fe²⁺                                     Sn   +2e            Sn

б)   Sn^o -2e           Sn²⁺                                       2H⁺ +2e           H₂

в)        Fe^o -2e          Fe²⁺                                     2H⁺ +2e            H₂

г)     Fe  ^o -2e           Fe²⁺                                       O₂ +2H₂O +4e         4OH

Решение:

Е^о Fe^o/ Fe²⁺  = -0,440 В                   Е^о Fe^o/ Fe²                       Е^о Sn^o/Sn²⁺⁺  

Е^о Sn^o/Sn²⁺⁺  = -0.136 В

Fe  - анод,                    Sn      - катод,  среда кислая

Анод            Fe^o -2e             Fe²⁺    

Катод        2H⁺ +2e           H₂

 

220. Составьте уравнения реакции получения титана из его высшего оксида алюминотермическим путем.

Решение:

4Al + 3TiO₂ = Al₂O₃ + 3Ti

259. Что является основой композитов? Области применения полимерных композиционных материалов.

Решение:

Композиционные материалы  состоят из основы (органической, полимерной, углеродной, металлической, керамической), армированной наполнителем, в виде высокопрочных волокон или нитевидных кристаллов. Многие композиты по прочности не уступают металлам. Композиционные полимерные материалы используются как конструкционные, электро- и теплоизолирующие, коррозийностойкие, антифрикционные материалы в автомобильной, станкостроительной, авиационной, космической технике ит.д.

289. Почему калибровочный график, применяемый в фотоколориметрическом анализе, представляет прямую линию?

Решение:

Согласно закона Бугера-Ламберта-Бера зависимость оптической плотности раствора от его концетрации является прямой:

D=kcl, где

 k – коэффициент пропорциональности;

с - концентрация анализируемого раствора;

l – толщина фотометрируемого слоя.