Моль. Закон Авогадро. Мольный объем газа

Контрольные задания:

1. Сколько молекул содержится в 1,00 мл водорода при нормальных условиях.

2. Какой объем при нормальных условиях занимают 27 ∙ 10²¹ молекул газа?

3. Определить объем, занимаемый 0,07 кг при 21 ⁰С и давлении 142 кПа (1065 мм рт. ст.).

4. Оксид углерода (IV) находится в сосуде, объем которого равен 20 л, при температуре 22 ⁰С и давлении 500 кПа. Определите массу оксида углерода (IV).

5. Сколько молей содержится в 20 мл газа при 300 К и давлении 103 кПа?

6. Вычислите массу 10 л водорода при температуре 291 К и давлении 101,3 кПа.

7. Вычислите объем метана массой 3 кг при температуре 320 K и давлении 102 кПа.

8. Найдите массу углекислого газа в колбе объемом 250 мл при 300 К и давлении 102 кПа.

9. Определите объем, который займет при нормальных условиях газовая смесь, содержащая водород массой 1,4 г и азот массой 5,6 г.

10. Какой объем Н₂ (при 17 ⁰С и давлении 102,4 кПа) выделится при растворении 1,5 кг цинка в соляной кислоте?

11. Смесь состоит из 92 г этанола и 72 г воды. Определите количество атомарного кислорода в смеси.

12. Какую массу имеет образец гидроксосульфата алюминия количеством вещества 0,2 моль?

13. Определите массу образца воды, содержащего 12,04×10²² молекул воды.

14. Определите массу раствора этанола в воде, содержащего 12,04×10²² атомов углерода и 24,08×10²² атомов кислорода.

15. Какой объем (н.у.) занимает оксид углерода (II) массой 5,6 г?

16. Какую массу имеет образец гидрофосфата калия количеством вещества 0,5 моль?

17. Газообразное соединение (НХ) занимает объем, равный 6,72 л (н.у.). Его масса равна 6 г. Определите Х.

18. Газовая смесь, состоящая из фтора и гелия, имеет молярную массу 21 г/моль. Определите объем гелия при н.у. в смеси массой 4,2 г.

19. Смесь состоит из 80 г пропанола и 60 г воды. Определите количество атомарного кислорода в смеси.

20. Определите массу 11,2 л водорода при н.у.

21. Привести объем газа к нормальным условиям, если при температуре 300ºС и давлении 1,8кПа он равен 1,5м³

22. Выразить в единицах массы, а также, для газообразных веществ, - в единицах объема: а) 0,3 моль азотной кислоты; б) 2 моль углекислого газа (н.у.)

23. Выразить в молях: а) 5,6дм³ водорода (н.у.); б) 10кг оксида бария.

24. Выразить в единицах массы, а также, для газообразных веществ, - в единицах объема: а) 5 моль ацетилена (С₂Н₂) (н.у.); б) 10 моль гидроксида марганца (II).

25. Выразить в молях: а) 11,2м³ кислорода (н.у.); б) 10г хлорной кислоты.

26. Вычислить массу 1м³ азота при 10ºС и давлении 102,9кПа.

Тема № 5.

Строение атома.

Представления о строение атома необходимо при изучении периодического закона Д.И.Менделеева, химической связи и свойств соединений. Без знания строения атома невозможно материалистическое понимание химических и биологических наук.

Основные понятия и определения.

Характеристика квантовых чисел:

Квантовые числа	Возможные значения	Число значений	Определяют
Главное n	1,2,3…		основной запас энергии электрона, размеры электронного облака, энергетический уровень
Орбитальное l	0,1,2,3… (n-1)	n	форму электронного облака, энергетический подуровень
Магнитное m	-1,…,0,…,+1	2 l+ 1	Пространственную ориентацию электронного облака
Спиновое s	±1/2		Собственный момент количества движения электрона

Последовательность заполнения электронами АО в соответствии с правилами Клечковского:

Пример 1. Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 16. Покажите расположение электронов этого атома по энергетическим ячейкам.

Решение. Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронные конфигурации обозначаются группами символов n ^х, где n – главное квантовое число, –орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение s, p, d, f), х – число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором обладает наименьшей энергией – меньшей суммой n + (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→5d¹→
→4f→5d→6p→7s→6d^1-2→5f→6d→7p.

Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номеру в таблице Менделеева, то для элемента № 16 (сера) электронная формула будет иметь вид: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

Электронная структура атомов может быть изображена также в виде схемы размещения электронов в квантовых (энергетических) ячейках, которые являются схематическими изображениями атомных орбиталей (АО), квантовую ячейку изображают в виде прямоугольника или линейки, а электроны в этих ячейках обозначают стрелками. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположными спинами ↑↓ (принцип Паули).

Орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами (правило Хунда).

Контрольные задания:

1. Напишите электронные формулы атомов фосфора и меди. Укажите, к какому электронному семейству относится каждый из элементов, и определите число протонов и нейтронов в ядре их атомов.

2. Укажите последовательность заполнения электронами атомных орбиталей 4d, 5s, 6s, 5р и сформулируйте правило, определяющее эту последовательность.

3. Напишите электронно- графические формулы атомов элементов с порядковыми номерами 15 и 27. определите число нейтронов и электронов в их атомов.

4. В соответствии с принципом Паули укажите максимальное число электронов на s-, р-, d-, f- подуровнях данного энергетического уровня.

5. Дайте определение понятия изотоп. Объясните причину нецелочисленных значений атомных масс большинства химических элементов. Вычислите атомную массу серебра, если известно, что массовые доли изотопов в природном серебре составляют соответственно - 40% и - 60%.

6. Дайте определения понятия s-, р-, d-, f- элемент. Приведите примеры.

7. Энергетическое состояние электрона в атоме описывается четырьмя квантовыми числами n, l, m, s.укажите, какие значения может принимать каждое из них. Определите набор квантовых чисел для внешнего электрона атома натрия.

8. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 17 и 25. Укажите, к какому электронному семейству относится каждый из них. Приведите электронные и электронно - графические формулы атомов элементов II периода, которые могут иметь на р – подуровне один электрон, учитывая как основное, так и возбужденное состояние атома.

9. Укажите число квантовых d – орбиталей в основном состоянии у атомов элементов с порядковыми номерами 23, 42, 47, 49.

10. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 14, 25 и укажите, к какому электронному семейству они относятся.

11. Объясните физический смысл главного и орбитального квантовых чисел и укажите, какие значения они принимают.

12. Объясните физический смысл магнитного квантового числа и укажите, какие значения оно может принимать при данном числовом и буквенном значении орбитального квантового числа. Заполните таблицу:

	m
Числовое значение	Буквенное значение
	s

13. Напишите электронную формулу элемента, в атоме которого содержится один электрон на 3d – орбитали. Укажите период, группу и символ этого электрона.

14. Приведите формулы, позволяющие рассчитать электронную емкость энергетического уровня и подуровня, а также число орбиталей на данном уровне и подуровне.

15. Сформулируйте правило Клечковского. Определите порядок заполнения электронами орбиталей 3d, 4s, 4р, 5s, 5р.

16. Укажите период, группу и символ химического элемента, атому которого соответствует электронная формула: [Ne ] 3s² 3р⁶ 3d⁵ 4s². К какому электронному семейству он относится?

17. Укажите возможные значения квантовых чисел для электронов второго и третьего энергетических уровней. Заполните таблицу:

n		m	s

18. Укажите число протонов и нейтронов в ядре атома углерода, изотопа . Напишите электронную формулу атома углерода в основном и возбужденном состояниях.

19. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 8 и 24. Подчеркните валентные электроны и укажите, к какому электронному семейству относится каждый элемент.

20. Назвать элементы, имеющие по одному электрону на подуровне: а) 3d; б) 4d; в) 5d. Написать электронные формулы атомов этих элементов и указать их положение в периодической системе – период, группа и подгруппа.

21. Сколько свободных d-орбиталей имеется в атомах титана и ванадия? Написать для них электронно-графическую структуру d-подуровня.

22. Назвать элементы 4-го периода, атомы которых содержат наибольшее число непарных d-электронов. Написать электронно-графическую структуру их d-подуровня.

23. Написать электронно-графические формулы атомов индия, германия и титана в нормальном и возбужденном состоянии.

24. У элементов каких периодов электроны внешнего слоя характеризуются значением n + l = 5?

25. Указать порядковый номер элемента, у которого: а) заканчивается заполнение электронами орбиталей 4d; б) начинается заполнение подуровня 4р.

26. Сколько вакантных 3d-орбиталей имеют возбужденные атомы: а) Сl; б) V; в) Mn?

27. Среди приведенных ниже электронных конфигураций указать невозможные и объяснить причину невозможности их реализации: а) 1р³; б) 3р⁶; в) 3s²; г) 2s²; д) 2d⁵; е) 5d²; ж) 3f¹²; з) 3p⁷.

28. Написать электронные формулы атомов элементов четвертого периода – калия, марганца, криптона. К какому семейству элементов они относятся?

29. Написать электронные формулы атомов элементов четвертого периода – скандия, цинка, мышьяка. К какому семейству элементов они относятся?

30. Назвать элементы 4, 5 и 6-го периодов, у которых заканчивается заполнение d-орбиталей (3d¹⁰, 4d¹⁰ и 5d¹⁰). Написать электронные формулы атомов этих элементов и указать, к какому периоду, группе и подгруппе периодической системы они относятся.

31. Запишите общую сокращенную электронную конфигурацию галогенов.

32. Сколько валентных электронов у атома фосфора?

33. Запишите полную электронную конфигурацию атома марганца. К семейству каких элементов он относится?

34. К какому семейству элементов относится группа элементов, имеющая общую сокращенную конфигурацию ns²np²?

35. Структура валентного электронного уровня атома элемента выражается формулой: a) 5s²5p⁴;

36. б) 3d⁵4s¹. Определите порядковый номер и название элемента.

37. Какое максимальное число электронов может содержать атом на электронном уровне с главным квантовым числом n = 5 и n = 3?

38. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 24 и 33. Составьте их графические схемы. К какому электронному семейству относится каждый из них, почему?

39. Сколько неспаренных электронов содержат невозбужденные атомы В, S, Сr? Составьте их электронные и графические схемы.

40. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковым номером 32 и 42. У последнего один 5s-электрон проваливается на 4d-подуровень. К какому электронному семейству они относятся?

41. Какой подуровень заполняется в атомах после заполнения 5p-подуровня; после заполнения 5d-подуровня, почему?

42. Какие из электронных формул, отражающих строение невозбужденного атома некоторого элемента, неверны: а) 1s²2s²2p⁵3s¹; б) 1s²2s²2p⁶; в) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴;г) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²; д) 1s²2s²2p⁶3s²3d²? Почему?

43. Запишите электронные формулы атомов элементов с зарядом ядра 8; 13 и 18. Составьте графические схемы.

44. Какое максимальное количество электронов может располагаться в s-, p-, d- и f-подуровнях данного уровня? Почему? Напишите электронную структуру атома с порядковым номером 29.

45. Электронная структура атома описывается формулой 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s². Какой это элемент? Составьте его графическую схему.Какое максимальное число электронов может содержать атом на электронном уровне с главным квантовым числом n = 5 и n = 3? Ответ мотивируйте.

46. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 24 и 33. Составьте их графические схемы. К какому электронному семейству относится каждый из них, почему?

Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Контрольные задании:

Периодический закон является главным инструментом систематизации и классификации химической информации, средствам направленного поиска соединений с ранее заданными свойствами.

Современная формулировка периодического закона: свойства химических элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов.

Физический смысл периодического законы: при последовательном увеличении зарядов атомных ядер периодически повторяется конфигурация электронных оболочек, и как следствие, периодически повторяются химические свойства элементов.

Основные понятия и определения.

Свойства атомов элементов и периодичность их изменения:

Поиск по сайту: