2. Гомогенді және гетерогенді реакцияларға бірнеше мысалдар келтіріңіздер. Химиялық реакциялардың теңдеулерін жазыңыздар.
Шешуі: Гомогендік реакциялар
| Гетерогендік реакциялар
|
H2(г) + O2(г) = H2O(г)
| Fe3O4(қ) + 4C(қ) ↔ 3Fe(қ) + 4CO(г)
|
H2(г) + Cl2(г) = 2HCl(г)
| CaCO3(қ) ↔ CaO(қ) + CO2(г)
|
N2(г) + 3H2(г) ↔ 2NH3(г)
| S(қ) + O2(г) ↔ SO2(г)
|
2NO2(г) ↔ N2O4(г)
| 2HgO(қ) ↔ 2Hg(c) + O2(г)
|
| 2NO(г) + Br2(c) ↔ 2NOBr(г)
|
| 2Cu(қ) + O2(г) ↔ CuO(қ)
|
13. Егер А затының бастапқы концентрациясы 1 моль/л, ал 4
секундтан кейін бұл заттың конценртациясы 0,6 моль/л болған. А + В = АВ химиялық реакциясының жылдамдығын
анықтаңыздар.
Химиялық реакция жылдамдығы (υ) әрекеттесетін заттардың немесе өнімдердің біреуінің молярлық концентрацияларының (ΔC) уақыт бірлігіндегі Δτ өзгеруімен
сипатталады:
ΔС
υ = ±
Δt
Минус таңбасы реагентер үшін, ал + таңбасы өнімдер үшін қойылады. Себебі, реакция барысында оған қатысушы заттардың концентрациялары қалай өзгерсе де, жылдамдықтың мәні оң шама болуға тиіс.
ΔС
υ = = Δt
(1,0 − 0,6)моль/л
4 сек
= 0,1 мол/л · сек
Жауабы: υ = 0,1 моль/л · сек.
§ 3.10. Химиялық тепе-теңдік
6. Келесі реакция теңдеулерінің тепе-теңдік константасының өрнектерін жазыңыздар.
а) 2SO2 + O2 ↔ 2SO3 ә) N2 + 3H2 ↔ 2NH3
б) Na2CO3 + H2O ↔ NaHCO3 + NaOH в) CaCO3(қ.) ↔ CaO(қ.) + CO2(г.)
Шешуі:
| Реакция теңдеуі
| Тепе-теңдік константасы өрнегі
|
А
| 2SO2 + O2 ↔ 2SO3
| K = [SO2]3/ [SO2]2∙ [O2];
|
Ә
| N2 + 3H2 ↔ 2NH3
| K = [NH3]2/ [N2]∙ [H2]3;
|
Б
| Na2CO3 + H2O ↔ NaHCO3 + NaOH
| K = [NaHCO3][NaOH]/[Na2CO3]∙[H2O];
|
B
| CaCO3(қ) ↔ CaO(қ) + CO2(г)
| K = [CO2]
|
§ 3.11. Химиялық тепе-теңдіктің ығысуы. Ле Шаталье принципі -
2СО ↔ СО2 + С; ∆Н ˂ 0. Экзотермиялық жүйедегі тепе-теңдіктің ығысуына қысым мен температураның артуы қалай әсер етеді? Шешуі:
Температураны арттырғанда, тепе-теңдік эндотермиялық, ал төмендеткенде, экзотермиялық реакция бағытына қарай ығысады.Есептің шартында процестің экзотермиялық екені айтылып тұр. Олай болса, температураны арттырғанда СО түзілу жағына қарай ығысады.
Жүйенің қысымын көтергенде, тепе-теңдік газ молекуласы санының азаюы жағына, яғни қысымның төмендеу жағына ығысады; қысымды кеміткенде тепе-теңдік газ молекуласы санының көбею жағына, яғни қысымның артуы жағына қарай ығысады.Олай болса, біз қарастырып отырған процесте қысымды арттырса, тепе-
теңдік СО2
түзілу жағына қарай ығысады. -
Қай фактордың (қысым, температура, өршіткі) әсері:
СО2(қ.)
+ С(қ.)
↔ 2СО(г.)
∆Но = 172 кДжреакциясында орнаған тепе-теңдікті СО түзілу жағына ығыстырады?
Көміртек (II) оксидінің (СО) түзілу реакциясы эндотермиялық екендігі оның
энтальпиясының
таңбасынан
көрініп
тұр.
Сонымен
қатар
реакция нәтижесінде
1
моль
газ
тәрізді
реагенттен
2
моль
газ
тәрізді
өнім
түзіліп тұр. Олай болса, Ле-Шателье – Браун принципі бойынша тепе-теңдікті СО түзілу жағына ығыстыру үшін температураны жоғарлату немесе қысымды төмендету
керек.
-
Азот оксидінің қайтымды димерлену реакциясы мынадай термохимиялық теңдеумен өрнектеледі:
2NО2
↔ N2
О4
+ Qа) температураны арттырғанда;
ә) қысымды көбейткенде тепе-теңдік қай жаққа ығысады?
Процесс экзотермиялық болғандықтан, температураны арттырғанда
тепе-теңдік кері реакция бағытына қарай, яғни NО2
түзілу жағына қарай ығысады.
Ал
қысымды
арттырғанда,
тепе-теңдік
кері
реакция
бағытына
қарай, яғни NО2
түзілу жағына қарай ығысады.
-
Егер белгілі бір температурада бастапқы алынған 5 моль СО мен 4 моль Cl2 әрекеттесуі нәтижесінде 1,5 моль СОCl2 түзілген болса, онда:
СО(г.)
+ Cl2(г.)
↔ СОCl2
процесінің тепе-теңдік константасы қандай болғаны?
Химиялық реакция теңдеуі бойынша пропорциялар құрып, төменгі кестені толтырамыз:
| CO(г)
| +
| Cl2(г)
| ↔
| COCl2
|
Өлшем бірлігі
| моль
|
| моль
|
| моль
|
Бастапқысы
| 5
| +
| 4
| ↔
| -
|
Әрекеттескені
| 1,5
| +
| 1,5
| ↔
| 1,5
|
Қалғаны
| 3,5
|
| 2,5
|
| 1,5
|
Тепе-теңдік константасы:
kтура [COCl2]
К = =
1,5 моль/л
=
= 0,17 моль/л −1
т.т
kкері
[CO] ∙ [Cl2]
3,5 моль/л · 2,5 моль/л
§ 3.12. Ядролық реакциялар туралы түсінік
3. Табиғи магний 24Mg, 25Mg және 26Mg изотоптарынан тұрады. Олардың молярлық үлестері сәйкесінше 78,6%, 10,1% және 11,3%. Табиғи магнийдің салыстырмалы атомдық массасының орташа мәнін есептеңіздер
Шешуі:
Ar(Mg) =
Жауабы: 24,32.
24 · 78,6 + 25 · 10,1 + 26 · 11,3
= 24,32
100
-
Тізбектесе жалғасқан радиоактивтік ыдыраулар сериясы нәтижесінде 238U нуклиді 206Pb нуклидіне айналған. Ядролық өзгерістердің осы сериясында қанша α- және қанша β- ыдырау орын алған?
Шешуі:
238
U − 4
α = 206
Pb92 2 82
α- және β- ыдырау серияларын х және у деп белгілейік. Массалық сан тек қана
α-ыдырау есебінен өзгереді:
238 – 4х = 206 бұдан: х = 8
Ядро заряды
α-ыдырау есебінен өзгергендей, β ыдырау есебінен де өзгереді:
92 – 2х + у = 82
92 - 28 + y = 82, бұдан: y = 6
Жауабы: 8
α- , 6 β ыдырау орын алған.
-
Жартылай ыдырау периоды деген не? Бастапқы массасы 200 мг 81Sr (T1/2 = 8,5 сағат) нуклидінің 25,5 сағаттан кейін қаншасы қалады? Шешуі:
Жартылай ыдырау периоды деп – радиоактивті изотоптың бастапқы атомдар
санының
(немесе
массасының)
екі
есе
азаюына
кеткен
уақытты айтады.
t
n =
T1/2
; m = m0
∙ 2−n
n =
25,5 сағғ = 3; m = 200 мг ∙ 2
−3 = 200 мг ∙
1 = 25 мг
8,5 сағғ 8
Жауабы: m = 25 мг.
-
Келесі ядролық реакция теңдеулерін толық және қысқаша түрде жазыңыздар. Осы кезде қандай сақталу заңдары орындалады?
а)
53Сr +
2D →
1n +
⋯
; ә)
19F +
1p → ⋯ +
γ
Шешуі:
24 1 0 9 1
а) 53Сr + 2D → 1n + 54Mn
24 1 0 25
ә) 19F + 1p → 20Ne + γ
γ-сәулелену жүреді
9 1 10
Осы кезде масса мен зарядтың сақталу заңдары орындалады.
-
тарау. Металдар мен бейметалдардың жалпы сипаттамасы
§ 4.1. Металдар мен бейметалдардың салыстырмалы сипаттамасы -
Массасы 4 г екі валентті металл броммен әрекеттескенде, оның 20 г бромиді алынған. Бұл қандай металл екенін анықтаңыздар.
Шешуі:
4
г 20
г
Ме + Br2
= MeBr2
х
г/моль (х+160)
г/моль
4 г
=
х г/моль
20 г
х + 160 г/моль
4(х+160) = 20х
4х + 640 = 20х
16х = 640
х = 40 М(Ме) = 40 г/моль – Са Яғни, 4 г + х = 20 г; х = 16 г Br2
m(Br2)
16 г
2
ν(Br2) = М(Br ) = 160 г/моль = 0,1 моль
ν(Br2
) = ν(Ме) = 0,1 мольm
(Ме
) 4 г
М(Ме) =
Жауабы: Кальций.
ν(Ме) = 0,1 моль = 40 г/моль (кальций).
§ 4.2. Негізгі және қосымша топша металдары
-
Электр шамындағы сым қиын балқитын металл вольфрамнан жасалған. Оны вольфрам (VI) оксидін сутекпен тотықсыздандырып алады. Осы реакцияның теңдеуін жазып, егер реакция өнімінің шығымы теориялық мүмкіндіктің 90%-ын құрайтын болса, 36,8 г металл алу үшін қанша көлем сутек қажет екенін есептеңіздер. Шешуі:
Теория бойынша түзілуге тиісті металдың массасын есептейміз:
η = mпр. ∙ 100% 90% = 36,8 г ∙ 100%m
= 40,9 г
mтеор.
mтеор.
теор.
Химиялық реакция теңдеуі бойынша пропорция құрып, қажетті сутектің көлемін есептейміз:
х
л 40,9
г
3H2
+ WO3
= 3H2
O + W22,4
л/моль 184
г/моль
Реакция теңдеуі бойынша пропорция құрамыз:
х л H2
– 40,9 г W,3∙22,4 л H2
– 184 г W. Бұдан: V(H2
) =14,9 л.Жауабы: V(H2
) = 14,9 л. § 4.3. Металдардың құрылысы және физикалық қасиеттері
-
Құймада мыстың 7 атомына қалайының 1 атомы сәйкес келеді. Осы құймадағы мыстың массалық үлесін есептеңіздер.
Шешуі:
m(құйма) = 63,54 г/моль · 7 моль (Cu) + 118,7 г/моль · 1 моль (Sn) = 444,78 г (Cu) + 118,7 г (Sn) = 563,48 г
ω(Cu) =
m(Cu) m(құйма)
∙ 100% =
444,78
563,48
∙ 100% = 79%
Жауабы: ω(Cu) = 79%.
-
Массасы 78 г жез (латунь) құймасы (Cu+Zn) тұз қышқылынан 13,44 л (қ.ж.) газды ығыстырады. Құймадағы мыстың массалық үлесін (% есебімен) табыңыздар.
Жүретін реакция теңдеулерін жазайық: Cu + HCl =
13,44 л
Zn + 2HCl = ZnCl2
+ H2
65
г/моль 22,4
л/моль
ν(H ) = m(H2) = 13,44 л
= 0,6 моль
2 M
(H
2) 22,4
л/моль
Реакция теңдеуі бойынша пропорция құрайық:
1 моль Zn – 1 моль H2
х моль Zn – 0,6 моль H2
. Бұдан: х = 0,6 моль.ν(H2
) = ν(Zn) = 0,6 мольm(Zn) = ν(Zn) ∙ M(Zn) = 0,6 моль ∙ 65 г/моль = 39 г m(Cu) = m(Cu+Zn) – m(Zn) = 78 г – 39 г = 39 г
m
(Cu
) 39
ω
(Cu
) =
m(Cu + Zn) ∙ 100% =
78 ∙ 100% = 50%
Жауабы: ω(Cu) = 79%.
§ 4.4.Металдардың химиялық қасиеттері.
Электрохимиялық кернеу қатары -
Мынадай айналымдардың химиялық реакция теңдеулерін жазыңыздар:
а) Mg → MgSO4
; ә) Zn → ZnO; б) Ba → Ba(OH)2
; в) Al → AlCl3
. Шешуі:
а) Mg + H2SO4→ MgSO4 + H2↑
ә) 2Zn + O2 → 2ZnO
| б) Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑
в) 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑
|
-
Неге темір ыдыста тотияйынның (мыс купоросының) CuSO4∙ 5H2O ерітіндісін сақтауға болмайды? Жауаптарыңызды химиялық реакция теңдеулерімен дәлелдеңіздер.