Контрольные задания

16. Вычислить разность относительных электроотрицательностей атомов для связей Н-О и О -Г (где Г — это С1, Вг, I) в соединениях НОГ и определить: а) какая из связей в каждой молекуле характеризуется большей степенью ионности ; б) каков характер диссоциации молекул в водном растворе

17. Как изменяется прочность связи в ряду: НF- НС1 - НВг - НI? Указать причины этих изменений.

18. Описать с позиций метода ВС электронное строение молекулы ВF₃ и иона ВF₄^{- .}

19. Сравнить способы образования ковалентных связей в молекулах СН₄, NН₃ и в ионе NН₄⁺ . Могут ли существовать ионы СН₅⁺ , NН₅²⁺ ?

20. Каково взаимное расположение электронных облаков при sρ²-гибридизации? Приведите примеры соединений с таким типом гибридизации. Какова пространственная структура молекул этих ве­ществ?

21. Молекула хлорида бора ВС1₃ имеет плоскую структуру, а хло­рида азота NСl ₃ — пирамидальную. Чем объясняется такое различие?

22. В молекулах СН ₄, NН₃ и Н₂О валентные орбитали атомов С, N и О находятся в состоянии sр³-гибридизации, однако углы между связями равны: в СН₄ - 109,3°, в NН₃ - 107,3° и в Н₂О - 105°. Как это объяснить?

23. Углы между связями в гидридах элементов V группы изменяются в такой последовательности : в NН₃ - 107,3°; в РН₃ - 93,3°; в АsН₃ - 91,8°; в SЬН₃ - 91,3°.Как объяснить резкое различие значений углов у молекул NН₃ и РН₃? Чем объясняется уменьшение углов при переходе вниз по подгруппе элементов?

24. Объяснить с позиций метода ВС возможность образования молекулы С₂N₂ .

25. Описать, электронное строение молекул СО и СN с позиций методов ВС и МО. Какая из молекул характеризуется большей кратностью связи?

26.Рассмотреть с позиций метода МО возможность образова­ния молекул В₂, F₂, ВF. Какая из этих молекул наиболее устой­чива?

27. Почему не могут существовать устойчивые молекулы Ве₂ и Nе₂?

28. Объяснить с позиций методов ВС и МО изменение энергии диссоциации (кДж/моль) молекул в ряду F₂ (155) - О₂ (493) - N₂ (945).

29.Энергия диссоциации молекул N₂ и СО соответственно равна 945 и 1071 кДж/моль. Объяснить близость этих значений с позиций методов ВС и МО..

30.Сравните порядок связей и магнитные свойства молекулы В₂ и молекулярного иона В⁺₂..

Энергетика химических процессов Примеры решения задач

Пример 1. На основании стандартных теплот образования и стандартных энтропий веществ (таблица 1 приложения) вычислите изменение энергии Гиббса реакции, протекающей при стандартных условиях по уравнению

Возможно ли самопроизвольное протекание реакции в прямом направлении?

Решение. Изменение энергии Гиббса химической реакции при стандартных условиях вычисляем по уравнению

Тепловой эффект химической реакции определяем по следствию из закона Гесса: тепловой эффект реакции равен сумме стандартных теплот образования продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ с учетом коэффициентов перед формулами этих веществ в уравнении реакции

Изменение энтропии химической реакции вычисляем аналогичным способом.

Изменение энергии Гиббса химической реакции:

,т.е. данная химическая реакция протекает самопроизвольно при стандартных условиях (при Т = 298 К и равенстве давлений взятых газов 1,013 ·10⁵ Па) в прямом направлении.

Пример 2. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе

Решение. Для ответа на вопрос следует вычислить прямой реакции.

Значения стандартных энергий Гиббса образования соответствующих веществ приведены в приложении (таблица).

указывает на самопроизвольное протекание прямой реакции при стандартных условиях (при Т = 298 К и равенстве давлений взятых газов 1,013 ·10⁵ Па).

Пример 3. Не производя вычислений, определите знак изменения энтропии в следующих реакциях

Решение. В реакции (1) один моль вещества в кристаллическом состоянии образует три моля газов, следовательно, . В реакциях (2) и (3) уменьшается как общее число молей, так и число молей газообразных веществ, так что и . При этом имеет более отрицательное значение, чем , так как

Пример 4. Определить возможность протекания химической реакции

при стандартных условиях, если изменение энтропии реакции . При какой температуре начнётся данная реакция?

Решение. Вычисляем изменение энергии Гиббса химической реакции при стандартных условиях по уравнению

При стандартных условиях данная химическая реакция невозможна, так как , наоборот, при этих условиях идет обратная реакция.

Определим температуру начала прямой реакции. Для этого находим равновесную температуру при .

Следовательно, данная химическая реакция возможна только при Т_р>3261 К и стандартном состоянии реагентов.