Электронные формулы атомов элементов. Уравнения реакций, происходящих при электролизе. Отличие строения материалов от строения атомов металлов, не металлов и их химические свойства

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

Решение:

Строение атомов кремния и циркония можно выразить в виде электронных формул:

₊14Si , 1s² 2s² 2p⁶ 3s²3p²

                                                                                                              

Валентные электроны -.3p²

₊₄₀Zr , 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶4d² 5s²

Валентные электроны - 4d²5S².

62.Могут ли находиться совместно в растворе: а) NaOH и HBr; б) Ba(OH)₂ и FeCl₃; в) NaCl  и KOH? Дайте обоснованный ответ и приведите уравнения соответствующих  реакций.

Решение:

а)NaOH+ HBr=NaBr+H₂О; в результате реакции образуется

     б)3Ba(OH)₂ + 2Fe=2Fe(OH)₃         +3 BaCl₂

в) NaCl  + KOH -  продукты не выходят из сферы реакции (выпадение осадка, выделение газа, образование малодиссоциирующего вещества – воды).

66. При какой температуре наступит равновесие системы CH₄(г)+CO₂(г)=2CO(г)+2H₂(г); DH=+247,37 кДж.

Решение:

Если  DG=0 и DH=TDS, система находится в состоянии химического равновесия.

DS⁰_x.p.= еS⁰_{продуктов}-еS⁰_{исходных веществ};

DS⁰_x.p.= (2S⁰_CO+2S⁰_H2)-(S⁰_CH4+S⁰_CO2);

DS⁰_x.p.=(2*197,91+2*130,59)-(186,19+213,65)=257,16 Дж/моль.град=  0,25716 кДж/моль.град.

247,37=T*0,25716;     T=961,93 К – при данной температуре система находится в состоянии химического равновесия.

78.  Газовая смесь состоит из водорода и хлора. Реакция идет по уравнению

H₂ + Cl₂ = 2 HCl.

Решение:

Пусть концентрации сернистого ангидрида и кислорода до изменения объема равнялись: [H₂] = a; [CI₂]  = b. При этих условиях скорость реакции:

V = k×a× b

Вследствие увеличения объема в три раза, концентрации водорода и хлора во столько же раз уменьшились и стали равны: [H₂] = a/3; [CI₂] = b/3.

При новых концентрациях скорость реакции уменьшится в 9 раз.

143 а,б не существует, поэтому сделали 140 а,б

Какие из этих реакций идут до конца?

Решение:

а) H₂S0₄ + NaCI àHCI+Na₂SO₄, реакция не идет до конца, т.к. продукт реакции не удаляется.

б) BaCl₂ + NaN0₃ à   Ba(N0₃)₂+NaCl, реакция не идет до конца, т.к. продукт реакции не удаляется.

162. На основе электронного строения атомов укажите, могут ли быть окислителя­ми:

б) молекулы йода;

к) катионы меди;

Решение:

б) молекулы йода могут быть окислителем

J₇=5s²5p⁵, для завершения последнего электронного слоя не хватает одного электрона и йод принимает этот электрон.

Вещества, которые принимают электроны называются окислителями.

Окислительные свойства могут проявлять катионы металлов, если они присоединяют электроны в условиях реакции.

Cu⁺² 1S²2S²2P⁶3S²3P⁶3d⁹4S

²⁹

182б,о не существует, поэтому сделали 181. Написать уравнения реакций, происходящих при электролизе следующих растворов:

б) нитрата свинца

о) хлорида марганца

Решение:

а) Свинец в ряду напряжений расположен до водорода,

 E^o Pb²⁺/Pb=-0.126В

Катод (-)    Pb²⁺+2e= Pb

                   2H₂O+2e=H₂+2OH^-

Анод (+)     H₂-4e=4H⁺+O₂

 

б) Марганец в ряду напряжений расположен до водорода,

E^o Mn²⁺/Mn=-2.36В

Катод (-)     2H₂O+2e=H₂+2OH^-

Анод (+)      2CI-2e=CI₂

207. Чем  отличается строение материалов от строения атомов металлов, не металлов и как это отражается на их химических свойствах?

Решение:

Для неметаллов характерна атомная кристаллическая решетка. В узлах такой решетки расположены отдельные атомы, соединенные между собой совершенно равноценными ковалентными связями.

Для металлов в их твердом и жидком состоянии характерна металлическая кристаллическая решетка. Она содержит одновременно нейтральные и ионизированные атомы, окруженные «электронным газом», причем переход от атома к иону в металле осуществляется непрерывно без затраты энергии.

Металлы широко используются в технике в качестве основных конструкционных материалов. Это объясняется тем, что они подвергаются механической обработке благодаря таким их свойствам, как прочность, пластичность и т.д. Однако конструкционные металлы имеют большую плотность, что ведет к увеличению массы изделий. Это заставляет изыскивать новые конструкционные материалы с малой плотностью, но достаточной  удельной прочностью, пластичностью. Такие конструкционные материалы имеются среди металлов.