Элемент второго периода главной подгруппы 5. Общая характеристика элементов главной подгруппы V группы

16. Какой из газов, взятых одинаковой массой занимает наибольший объем при одинаковых условиях:

17. Определите молярную массу эквивалента (г/моль) серы в оксиде серы (VI):

18. Какова массовая доля (%) металла в оксиде если молярная масса эквивалента трехвалентного металла равна 15 г/моль:

19. Какова относительная молекулярная масса газа, если этот газ тяжелее воздуха в 2,2 раза:

20. Какое из приведенных уравнений называется уравнением Менделеева – Клапейрона:

3) PV = RT

21. Укажите 3 газа, имеющих одинаковую плотность по любому другому газу:

1) CH 4 , SO 2 , Cl 2

2) C 2 H 4 , CH 4 , F 2

3) CO, Cl 2 , H 2

4) CO, C 2 H 4 , N 2

5)N 2 , CH 4 , H 2

22. Сколько молей кислорода образуется из 3 моль хлората калия при его полном термическом разложении:

23. Какое количество (моль) FeS 2 потребуется для получения 64 г SO 2 по уравнению:

4 FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 ;

24. Какая масса (г) карбоната кальция будет израсходована для получения 44,8 л углекислого газа, измеренного при н.у.:

1) 200,0;

25.Эквивалентом алюминия является:

1) атом алюминия;

2) 1/2 часть атом алюминия;

3) 1/3 часть атом алюминия;

4) два атома алюминия;

5) 1 моль атомов алюминия.

26.Закон постоянства состава веществ справедлив для веществ:

1) с молекулярным строением;

2) с немолекулярным строением;

3) с ионной кристаллической решеткой;

4) с атомной кристаллической решеткой;

5) для оксидов и солей.

27. Эквивалентом магния является:

1) атом магния;

2) 1/2 часть атома магния;

3) 1/3 часть атома магния;

4) два атома магния;

5) 1 моль атомов магния.

28. На нейтрализацию 2,45 г кислоты расходуется 2,80 г гидроксида калия. Определить

молярную массу эквивалента кислоты:

1) 98 г/моль;

2) 36,5 г/моль;

3) 63 г/моль;

4) 40 г/моль;

Г/моль.

Классификация и номенклатура неорганических соединений

1) Na 2 O; CaO; CO 2

2)SO 3 ; CuO; CrO 3

3)Mn 2 O 7 ; CuO; CrO 3

4)SO 3 ; CO 2 ; P 2 O 5

5) Na 2 O; H 2 O; CO 2

30. Лишь кислотные оксиды ряд:

1) CO 2 ; SiO 2 ; MnO; CrO 3

2) V 2 O 5 ; CrO 3 ; TeO 3 ; Mn 2 O 7

3) CuO; SO 2 ; NiO; MnO

4) CaO; P 2 O 3 ; Mn 2 O 7 ; Cr 2 O 3

5) Na 2 O; H 2 O; CuO; Mn 2 O 7

31. Не может быть использовано для нейтрализации серной кислоты:

1) гидрокарбонат натрия;

2) оксид магния;

3) хлорид гидроксомагния;

4) гидросульфат натрия;

5) оксид натрия

32. Для нейтрализации серной кислоты можно использовать:

2) Mg(OH) 2

33. С помощью стеклянной трубки выдыхают углекислый газ в растворы. Изменение будет в растворе:

3) Ca(OH) 2 ;

34. Растворением в воде соответствующего оксида можно получить:

35. При определенных условиях образуется соль в случае:

1) N 2 O 5 +SO 3 ;

4) H 2 SO 4 +NH 3 ;

36. Может образовывать кислые соли:

1) H 3 PO 4 ;

37. Может образовывать основные соли:

2) Ba(OH) 2 ;

38. Масса известняка, необходимая для получения 112 кг негашеной извести:

39. Реагирует с водой:

2) CаO;

40. Растворим в воде:

3) Ba(OH) 2 ;

41. Для получения фосфата калия на гидрофосфат калия надо подействовать:

42. Кислотный оксид:

3) Mn 2 O 7 ;

43. Будут непосредственно взаимодействовать в водном растворе:

2) Cu(OH) 2 и ZnO;

3) AI 2 O 3 и HCI;

4) Rb 2 O и NaOH;

5) CaO и K 2 O.

44. Все соли кислые в группе:

1) KCI, CuOHCI, NaHSO 4 ;

2) KAI(SO 4) 2 , Na, Ca(HCO 3) 2 ;

3) CuS, NaHSO 3 , Cu(HS) 2 ;

4) NaHCO 3 , Na 2 HPO 4 , NaH 2 PO 4 ;

5) AIOHCI 2 , NaHCO 3 , NaCN.

45. Не образует кислых солей:

4) HPO 3 ;

46. Составлено неверно название:

1) сульфат железа;

2) сульфат калия;

3) гидрохлорид железа (II);

4) хлорид меди (I);

5) сульфат аммония.

47. При отщеплении воды от одноосновной кислоты массой 16,0 г, образованной элементом в степени окисления +5, получится оксид массой 14,56 г. Была взята кислота:

1) азотная;

2) метаванадиевая;

3) ортофосфорная;

4) мышьяковая;

5) хлорноватая.

48. При прокаливании на воздухе металла (III) массой 10, 8 г получен оксид металла массой 20, 4 г. Для прокаливания был взят:

2) алюминий AI;

3) железо Fe;

4) скандий Sc;

5) натрий Na.

49. Признак, характеризующий соляную кислоту:

1) двухосновная;

2) слабая;

3) летучая;

4) кислородсодержащая;

5) кислота – окислитель.

50. Двухосновная кислота:

1) азотная;

2) соляная;

3) уксусная;

4) синильная;

Селеновая.

51. Одноосновная кислота:

1) селенистая;

2) фосфористая;

3) теллуровя;

4) борная;

5) синильная.

52. Два типа кислых солей образует:

1) серная кислота;

2) ортофосфорная кислота;

3) метафосфорная кислота;

4) селеновая кислота;

5) сернистая кислота.

53. Не образует кислых солей:

1) серная кислота;

2) ортофосфорная кислота;

3) метафосфорная кислота;

4) селеновая кислота;

5) сернистая кислота.

54. Укажите катионный комплекс:

1) Na 3 ;

3) K 3 ;

4) CI 3 ;

5) K 2 .

55. Комплексный неэлектролит:

1) Na 3 ;

2) ;

3) K 3 ;

4) CI 3 ;

5) K 2 .

56. Анионный комплекс:

1) гексацианоферрат (III) калия;

2) тетрахлородиамминплатина (IV);

3) хлорид диамминсеребра;

57. Комплексный неэлектролит:

1) гексацианоферрат (III) калия;

2) тетрахлородиамминплатина (IV);

3) хлорид диамминсеребра;

4) сульфат тетраамминмеди (II);

5) хлорид гексааквахрома (III).

58. Формула хлорида гексааквахрома (III):

1) Na 3 ;

2) CI

3) CI 2 ;

4) CI 3 ;

5)K 2 Cr 2 O 7 .

59. Формула хлорида гексааквахрома (II):

1) Na 3 ;

2) CI

3) CI 2 ; 3bl

4) CI 3 ;

5)K 2 Cr 2 O 7 .

60. Желтая кровяная соль относится:

1) К аквакомплексам;

2) Гидратам;

3) К ацидокомплексам;

4) К аммиакатам;

5) К хелатам.

61. Медный купорос относится:

1) К аквакомплексам;

2) Гидратам;

3) К ацидокомплексам;

4) К аммиакатам;

5) К хелатам.

62. Для получения СаСО 3 к раствору Са(НСО 3) 2 следует прибавить:

1) Са(ОН) 2 ;

“Строение вещества и периодический закон Д.И. Менделеева”

63. В ядре наиболее распространенного изотопа свинца 207 Pb нейтронов:

2) 125

64. Максимальное число электронов на уровне n = 3:

65. На энергетическом уровне с n = 4 подуровней:

66. Число энергетических уровней в атоме вольфрама:

67. В ядре атома осмия протонов:

68. Ядро атома криптона содержит:

Р и 44n

69. Число электронов у иона хрома :

70. Ион, имеющий в своем составе 18 электронов и 16 протонов, обладает зарядом ядра:

71. Максимальное число электронов, которые могут занимать 3s-орбиталь:

72. Электронную конфигурацию 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 имеет атом:

73. Неверны обозначения орбиталей:

3) 1p, 2d

74. Одинаковую с атомом аргона электронную конфигурацию имеет частица:

1) Са 2+

75. Сродством к электрону называют:

1) энергию, необходимую для отрыва электрона от невозбужденного атома;

2) способность атома данного элемента к оттягиванию на себя электронной плотности;

3) переход электрона на более высокий энергетический уровень;

4) выделение энергии при присоединении электрона к атому или иону;

5) энергию химической связи.

76. В результате ядерной реакции образуется изотоп:

77. В атоме водорода поглощения фотона с минимальной энергией требует переход электрона:

78. Корпускулярно-волновую природу электрона характеризует уравнение:

79. Для валентного электрона атома калия возможны значения квантовых чисел (n, l , m l , m s):

1) 4, 1, -1, - :

2) 4, 1, +1, + : 3bm

3) 4, 0, 0, + :

4) 5, 0, +1, + :

80. Заряд ядра атома, у которого конфигурация валентных электронов в основном состоянии …4d 2 5s 2:

81. Главное квантовое число n определяет:

1) форму электронного облака;

2) энергию электрона;

82. Орбитальное квантовое число l определяет:

1) форму электронного облака;

2) энергию электрона;

3) ориентацию электронного облака в пространстве;

4) вращение электрона вокруг собственной оси;

5) гибридизацию электронного облака.

83. Магнитное квантовое число m определяет:

1) форму электронного облака;

2) энергию электрона;

3) ориентацию электронного облака в пространстве;

4) вращение электрона вокруг собственной оси;

5) гибридизацию электронного облака.

84. Спиновое квантовое число m s определяет:

1) форму электронного облака;

2) энергию электрона;

3) ориентацию электронного облака в пространстве;

4) вращение электрона вокруг собственной оси;

5) гибридизацию электронного облака.

85. При - распаде ядро атома радиоактивного элемента испускает:

1) электрон;

2) позитрон;

4) два протона;

5) два нейтрона.

86. При - - распаде ядро атома радиоактивного элемента испускает:

1) электрон;

2) позитрон;

3) два протона и два нейтрона, объединенные в ядро атома гелия;

4) два протона;

5) два нейтрона.

87. При + - распаде ядро атома радиоактивного элемента испускает:

1) электрон;

2) позитрон;

3) два протона и два нейтрона, объединенные в ядро атома гелия;

4) два протона;

5) два нейтрона.

88. Наименьшее значение суммы (n + l) имеет атомная орбиталь:

89. Наибольшее значение суммы (n + l) имеет атомная орбиталь

90. Атом азота будет более устойчивым, если на 2р-подуровне три электрона распределяются по одному на каждой орбитали. Это соответствует содержанию:

2) Принципа Паули;

3) Правила Гунда;

4) 1-го правила Клечковского;

5) 2-го правила Клечковского.

91. Двадцать первый электрон атома скандия располагается на 3d–подуровне, а не на 4р–подуровне. Это соответствует содержанию:

1) Принципа наименьшей энергии;

2) Принципа Паули;

3) Правила Гунда;

4) 1-го правила Клечковского;

5) 2-го правила Клечковского.

92. Девятнадцатый электрон атома калия располагается на 4s–подуровне, а не на 3d- подуровне. Это соответствует содержанию:

1) Принципа наименьшей энергии;

2) Принципа Паули;

3) Правила Гунда;

4) 1-го правила Клечковского ;

5) 2-го правила Клечковского.

93. Единственный электрон атома водорода в основном состоянии располагается на первом энергетическом уровне. Это соответствует содержанию:

1) Принципа наименьшей энергии;

2) Принципа Паули;

3) Правила Гунда;

4) 1-го правила Клечковского;

5) 2-го правила Клечковского.

94. Максимальное число электронов на втором энергетическом уровне атомов элементов

равно 8. Это соответствует содержанию:

1) Принципа наименьшей энергии;

2) Принципа Паули;

3) Правила Гунда;

4) 1-го правила Клечковского;

5) 2-го правила Клечковского.

95. Один из механизмов образования ковалентной связи:

1) радикальный;

2) обменный;

3) молекулярный;

4) ионный;

5) цепной.

96. Примером неполярной молекулы, имеющей полярную ковалентную связь, будет:

4) CCl 4

97. Неполярная молекула:

98. В ряду молекул LiF – BeF 2 - BF 3 - CF 4 - NF 3 - OF 2 - F 2:

1) характер связи не меняется;

2) ионный характер связи усиливается;

3) ковалентный характер связи ослабевает;

4) ковалентный характер связи усиливается;

5) правильного варианта ответа нет.

99. Ковалентная связь по донорно-акцепторному механизму образуется в молекуле:

2) CCl 4 ;
3) NH 4 C1;
4) NH 3 ;

100. В молекуле азота образуются:

1) только -связи;

2) только -связи;

3) как -, так и -связи;

4) одинарная связь;

5) двойная связь.

101. Молекула метана имеет структуру:

1) плоскую;

2) тетраэдрическую ;

3) пирамидальную;

4) квадратную;

102. Образование ионной решетки характерно для:

1) иодида цезия;

2) графита;

3) нафталина;

4) алмаза;

103. Для какого из перечисленных ниже веществ характерно образование атомной решетки:

1) нитрат аммония;

2) алмаз;

4) хлорид натрия;

5) натрий.

104. Химические элементы расположены в порядке возрастания электроотрицательности в

1) Si, P, Se, Br, Cl, O;

2) Si, P, Br, Se, Cl, O;

3) P, Si, Br, Se, Cl, O;

4) Br, P, Cl, Si, Se;

5) Si, P, Se, Cl, O, Br

105. Валентные орбитали атома бериллия в молекуле гидрида бериллия … гибридизованы

106. Молекула гидрида бериллия имеет структуру:

1) квадратную

Плоскую

3) тетраэдрическую

5) шарообразную.

107. Валентные орбитали атома бора в молекуле BF 3 гибридизованы по типу:

108. Какая из молекул является наиболее прочной?

109. Какая из указанных молекул имеет наибольший диполь?

110. Какую пространственную конфигурацию имеет молекула при sp 2 гибридизации АО:

1) линейная

2) тетраэдр

3) плоский квадрат

Плоская тригональная

111.Молекула имеет октаэдрическое строение если происходит следующая гибридизация

3) d 2 sp 3

112. Современная теория строения атома основана на представлениях:

1) классической механики;

2) квантовой механики;

3) теории Бора;

4) электродинамики;

5) химической кинетики.

113. Из перечисленных ниже характеристик атомов элементов периодически изменяются:

1) заряд ядра атома

2) относительная атомная масса;

3) число энергетических уровней в атоме;

4) число электронов на внешнем энергетическом уровне;

5) общее число электронов.

114. Внутри периода увеличение порядкового номера элемента обычно сопровождается:

1) уменьшением атомного радиуса и возрастанием электроотрицательности атома;

2) возрастанием атомного радиуса и уменьшением электроотрицательности атома;

3) уменьшением атомного радиуса и уменьшением электороотрицательности атома

4) возрастанием атомного радиуса и возрастанием электроотрицательности атома

5) уменьшением электроотрицательности.

115. Атом какого из элементов легче всего отдает один электрон:

1) натрий, порядковый номер 11;

2) магний, порядковый номер 12;

3) алюминий, порядковый номер 13;

4) кремний, порядковый номер 14;

5) сера, порядковый номер 16.

116. Атомы элементов IА группы периодической системы элементов имеют одинаковое число:

1) электронов на внешнем электронном уровне;

2) нейтронов;

3) всех электронов;

4) электронных оболочек;

5) протонов.

117. Какой из приведенных элементов назван в честь страны:

118. Какой ряд включает только переходные элементы:

1) элементы 11, 14, 22, 42;

2) элементы 13, 33, 54, 83;

3) элементы 24, 39, 74, 80;

4) элементы 19, 32, 51, 101;

5) элементы 19, 20, 21, 22.

119. Атом какого из элементов VА группы имеет максимальный радиус:

2) фосфор;

3) мышьяк;

4) висмут;

5) сурьма.

120. Какой ряд элементов представлен в порядке возрастания атомного радиуса:

1) О, S, Se, Te;

3) Na, Mg, AI, Si;

4) J, Br, CI, F;

5) Sc, Te, V, Cr .

121. Металлический характер свойств элементов в ряду Mg – Ca – Sr – Ba

1) уменьшается;

2) возрастает;

3) не изменяется;

4) уменьшается, а затем возрастает;

5) увеличивается, а затем уменьшается.

122. Основные свойства гидроксидов элементов JА группы по мере увеличения порядкового номера

1) уменьшаются,

2) возрастают,

3) остаются неизменными,

4) уменьшаются, а затем возрастают,

5) возрастают, а затем уменьшаются.

123. Простые вещества каких элементов обладают наибольшим сходством физических и химических свойств:

3) F, CI;

124. Существование каких из приведенных элементов было предсказано Д.И. Менделеевым:

3) Sc, Ga, Ge;

125. Что отличает большие периоды от малых:

1) наличие щелочных металлов;

2) отсутствие инертных газов;

3) наличие d- и f- элементов;

4) наличие неметаллов;

5) наличие элементов с металлическими свойствами.

126.Как по электронной формуле элемента определить период, в котором находится данный элемент:

1) по значению главного квантового числа внешнего энергетического уровня ;

2) по числу валентных электронов;

3) по числу электронов во внешнем энергетическом уровне;

4) по количеству подуровней во внешнем энергетическом уровне;

5)по значению подуровня, где находится последний валентный электрон.

127. Какой элемент имеет наименьший ионизационный потенциал:

128. Химический элемент третьего периода образует высший оксид состава Э 2 О 3 . Как распределяются электроны в атоме данного элемента?

1) 1s 2 2s 2 2p 1

2) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

3) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1

4) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6

5) 1s 2 2s 2 2p 3

129.Какой химический элемент образует основание с наиболее ярко выраженными свойствами

1) кальций

3) алюминий

Калий

5) берилий

130. Химический элемент имеет следующее распределение электронов по электронным слоям в атоме 2.8.6. Какое положение он занимает в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева:

1) 6 период 6 группа

Период 6 группа

3) 2 период 6 группа

4) 3 период 2 группа

5) 2 период 8 группа

131. Квантовые числа последнего электрона в атоме элемента, равны n = 5, l = 1, m = -1, m s = - . Где находится этот элемент в периодической системе?

1) 5 период, первая группа

2) 5 период, главная подгруппа 4 группы

3) 4 период, шестая группа

период, шестая группа главная подгруппа

5) 5 период, шестая группа побочная подгруппа.

132. Формула высшего оксида химического элемента ЭО 2 . К какой группе главной подгруппы периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева принадлежит этот элемент?

Четвертая

5) шестая.

133. Из приведенного перечня элементов - Li, Na, Ag, Au, Ca, Ba- к щелочным металлам относятся:

1) все металлы;

2) Li, Na;

3) Li, Na, Ag, Au;

134. В ряду от Li к Fr:

1) усиливаются металлические свойства;

2) уменьшаются металлические свойства;

3) уменьшается атомный радиус;

4) усиливается связь валентных электронов с ядром;

5) уменьшается активность по отношению к воде

135. К металлам не относится последовательность элементов:

3) B, As, Te;

136. С ростом порядкового номера элемента кислотные свойства оксидов N 2 O 3 - P 2 O 3 - As 2 O 3

Sb 2 O 3 - Bi 2 O 3

1) усиливаются;

2) ослабевают;

3) остаются неизменными;

4) усиливаются, затем ослабевают;

5) ослабевают, затем усиливаются.

137. Молекула аммиака имеет форму:

1) изогнутую;

2) линейную;

3) плоскостную;

4) пирамидальную;

138. В ряду С-Si-Ge-Sn-Pb неметаллические признаки элементов:

1) возрастают;

2) ослабевают;

3) не изменяються;

4) возрастают а затем ослабевают;

5) ослабевают а затем возрастают.

139. Валентные орбитали у атома углерода в молекуле метана СН 4 можно описать на основе

представлений о гибридизации типа (sp; sp 2 ; sp 3 ; d 2 sp 3 ; dsp 2).

При этом молекула метана имеет форму:

1) линейную;

2) плоскую;

3) тетраэдрическую;

5) квадратную.

140. Валентные орбитали у атома кремния в молекуле силана SiH 4 можно описать на основе представления о гибридизации типа (sp; sp 2 ; sp 3 ; d 2 sp 3 ; dsp 2).

Поэтому молекула силана имеет форму:

1) линейную;

2) плоскую;

3) тетраэдричесую;

5) квадратную.

141.Какое максимальное число ковалентных связей может образовывать атом азота:

142. Атом азота молекулы аммиака с ионом водорода образует:

1) ионную связь;

2) ковалентную связь по обменному механизму;

3) неполярную ковалентную связь;

4) ковалентную связь по донорно - акцепторному механизму;

5) водородную связь.

143. Какое утверждение неверно:

4) Ионная связь обладает насыщаемостью ;

144. Какое утверждение неверно:

1) Ковалентная связь обладает насыщаемостью;

2) Ковалентная связь обладает направленностью;

3) Ионная связь обладает ненасыщаемостью;

4) Ионная связь обладает направленностью;

5) Ионная связь обладает ненаправленностью.

“Закономерности химических процессов и их энергетика”

145. Какие изменения температуры Т и давления Р способствует образованию СО по реакции С(тв.) + СО 2 (г.) 2СО (г.) -119,8 кДж:

1) повышение Т и повышение Р;

2) повышение Т и понижение Р;

3) понижение Т и повышение Р;

4) понижение Т и понижение Р;

5) повышение Р.

146.Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при увеличении температуры на 30 0 , если температурный коэффициент скорости равен 2 ?

147. На сколько градусов надо понизить температуру, чтобы скорость реакции уменьшилась в 27 раз, если температурный коэффициент скорости равен 3 ?

148. Во сколько раз возрастет скорость реакции Х+ 2Y = Z при увеличении концентрации

Y в 3 раза?

149. Во сколько раз станет больше скорость прямой реакции по сравнению со скоростью обратной реакции в системе 2NO + O 2 2NO 2 при увеличении давления в 2 раза?

150. Укажите правильное выражение скорости для системы: 2Cr+3Cl 2 = 2CrCl 3

5) v= k[A][C].

154. Катализатор ускоряет химическую реакцию благодаря:

1) снижению энергии активации;

2) повышению энергии активации;

3) уменьшению теплоты реакции;

4) увеличению концентрации;

5) все ответы не верны.

155. Равновесие реакции Fe 3 O 4 +4CO «3Fe +4CO 2 -43.7 кДж смещается влево:

1) при понижении температуры;

2) при повышении температуры;

3) при повышении давления;

4) при увеличении концентрации исходных веществ;

5) при добавлении катализатора.

156.Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при увеличении температуры на 30 0 , если температурный коэффициент скорости равен 3?

157. На сколько градусов надо повысить температуру, чтобы скорость реакции увеличилась в 27 раз, если температурный коэффициент скорости равен 3?

158. Во сколько раз возрастает скорость реакции X+2Y=Z при увеличении концентрации Х в 3 раза?

159. Во сколько раз станет больше скорость прямой реакции по сравнению со скоростью обратной реакции в системе 2СO+O 2 2СO 2 при увеличении давления в 2 раза?

160. Как увеличится скорость газовой реакции 2NO 2 =N 2 O 4 при увеличении концентрации NO 2 в 5 раз?

161. Во сколько раз уменьшится скорость газовой реакции 2NO+O 2 =2NO 2 при разбавлении смеси реагирующих газов в 3 раза?

162. На сколько градусов надо понизить температуру, чтобы скорость реакции уменьшилась в 81 раз при температурном коэффициенте, равном 3?

163. Во сколько раз станет больше скорость реакции 2NO+O 2 =2NO 2 при увеличении давления в системе в 4 раза?

164. Во сколько раз станет больше скорость прямой реакции по сравнению со скоростью обратной реакции в системе 2NO+O 2 2NO 2 при увеличении давления в системе в 5 раз?

165. Как изменится скорость реакции 2SO 2,г +O 2,г 2SO 3,г при увеличении концентрации

1) увеличится в 3 раза;

2) увеличится в 9 раз;

3) уменьшится в 3 раза;

4) уменьшится в 9 раз;

5) не изменится.

166. Как изменится скорость реакции 2О 3,г 3О 2,г при увеличении давления в 2 раза?

1) уменьшится в 2 раза;

2) уменьшится в 8 раз;

3) увеличится в 4 раза;

4) уменьшится в 4 раза;

5) увеличится в 2 раза.

167. Как изменится скорость реакции 2NО г +О 2,г 2NO 2,г при одновременном уменьшении

концентрации NO и O 2 в 2 раза?

1) возрастет в 2 раза;

2) уменьшится в 2 раза;

3) возрастет в 2 4 раза;

4) уменьшится в 2 4 раза;

Уменьшится в 8 раз.

168. Как изменится скорость прямой реакции H 2 O ,г Н 2,г + О 2,г если давление в системе увеличится в 4 раза?

1) увеличится в 2 раза;

2) уменьшится в2 раза;

3) не изменится;

4) увеличится в 4 раза;

5) уменьшится в 4 раза.

169. Закон действия масс был открыт:

1) М.В. Ломоносовым

2) Г.И. Гессом

3) Дж.У. Гиббсом

К. Гульдбергом и П. Вааге

5) Вант – Гоффом

170. Какая из указанных систем является гомогенной

Раствор хлорида натрия

2) вода со льдом

3) насыщенный раствор с осадком

4) уголь и сера в атмосфере воздуха

5) смесь бензина с водой

171. Величина константы скорости химической реакции не зависит

1) от природы реагирующих веществ

2) от температуры

3) от присутствия катализаторов

От концентрации веществ

5) ни от каких факторов

172. Энергия активации – это

1) энергия, необходимая для отрыва электрона от атома

2) избыточная энергия которой должны обладать молекулы в расчете на 1 моль для ого, чтобы их столкновение могло привести к образованию нового вещества

3) потенциал ионизации

4) энергия, которая выделяется в результате реакции

5) энергия, которая выделяется при присоединении электрона к атому.

173. Возрастание скорости реакции с ростом температуры принято характеризовать:

1) константой скорости химической реакции

2) константой химического равновесия

К главной подгруппе V группы периодической системы принад­лежат азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут.

Эти элементы, имея пять электронов в наружном слое атома, характеризуются в целом как неметаллы. Однако способность к присоединению электронов выражена у них значительно слабее, чем у соответствующих элементов VI и VII групп. Благодаря наличию пяти наружных электронов, высшая положительная окисленность элементов этой подгруппы равна -5, а отрицательная - 3. Вследствие относительно меньшей электроотрицательности связь рассматриваемых элементов с водородом менее полярна, чем связь с водородом элементов VI и VII групп. Поэтому водородные соединения этих элементов не отщепляют в водном растворе ионы водорода H, таким образом, не обладают кислотными свойствами.

Физические и химические свойства элементов подгруппы азота изменяются с увеличением порядкового номера в той же последо­вательности, которая наблюдалась в ранее рассмотренных груп­пах, Но так как неметаллические свойства выражены у слабее, чем у кислорода и тем более фтора, то ослабление этих свойств при переходе к следующим элементам влечет за собой по­явление и нарастание металлических свойств. Последние заметны уже у мышьяка, сурьма приблизительно в равной степени обладает теми и другими свойствами, а у висмута металлические свойства преобладают над неметаллическими.

ОПИСАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ.

АЗОТ (от греч. ázōos - безжизненный, лат. Nitrogenium), N, химический элемент V группы периодической системы Менделеева, атомный номер 7, атомная масса 14,0067; бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса.

Историческая справка. Соединения азота - селитра, азотная кислота, аммиак - были известны задолго до получения азота в свободном состоянии. В 1772 Д. Резерфорд, сжигая фосфор и др. вещества в стеклянном колоколе, показал, что остающийся после сгорания газ, названный им "удушливым воздухом", не поддерживает дыхания и горения. В 1787 А. Лавуазье установил, что "жизненный" и "удушливый" газы, входящие в состав воздуха, это простые вещества, и предложил название "азот". В 1784 Г. Кавендиш показал, что азот входит в состав селитры; отсюда и происходит латинское название азот (от позднелатинское nitrum - селитра и греческое gennao - рождаю, произвожу), предложенное в 1790 Ж. А. Шапталем. К началу 19 в. были выяснены химическая инертность азота в свободном состоянии и исключительная роль его в соединениях с др. элементами в качестве связанного азота. С тех пор "связывание" азота воздуха стало одной из важнейших технических проблем химии.

Распространённость в природе. Азот - один из самых распространённых элементов на Земле, причём основная его масса (около 4´1015 т) сосредоточена в свободном состоянии в атмосфере. В воздухе свободный азот (в виде молекул N2) составляет 78,09% по объёму (или 75,6% по массе), не считая незначительных примесей его в виде аммиака и окислов. Среднее содержание азота в литосфере 1,9´10-3% по массе.

Природные соединения азота. - хлористый аммоний NH4Cl и различные нитраты (см. Селитры.) Крупные скопления селитры характерны для сухого пустынного климата (Чили, Средняя Азия). Долгое время селитры были главным поставщиком азота для промышленности (сейчас основное значение для связывания азота имеет промышленный синтез аммиака из азота воздуха и водорода). Небольшие количества связанного азота находятся в каменном угле (1-2,5%) и нефти (0,02-1,5%), а также в водах рек, морей и океанов. Азот накапливается в почвах (0,1%) и в живых организмах (0,3%).

Хотя название "азот" означает "не поддерживающий жизни", на самом деле это - необходимый для жизнедеятельности элемент. В белке животных и человека содержится 16 - 17% азота. В организмах плотоядных животных белок образуется за счёт потребляемых белковых веществ, имеющихся в организмах травоядных животных и в растениях. Растения синтезируют белок, усваивая содержащиеся в почве азотистые вещества, главным образом неорганические. Значительные количества азота поступают в почву благодаря азотфиксирующим микроорганизмам, способным переводить свободный азот воздуха в соединения азота.

В природе осуществляется круговорот азота, главную роль в котором играют микроорганизмы - нитрофицирующие, денитрофицирующие, азотфиксирующие и др. Однако в результате извлечения из почвы растениями огромного количества связанного азота (особенно при интенсивном земледелии) почвы оказываются обеднёнными азотом. Дефицит азота характерен для земледелия почти всех стран, наблюдается дефицит азота и в животноводстве ("белковое голодание"). На почвах, бедных доступным азотом, растения плохо развиваются. Азотные удобрения и белковая подкормка животных - важнейшее средство подъёма сельского хозяйства. Хозяйственная деятельность человека нарушает круговорот азота. Так, сжигание топлива обогащает атмосферу азотом., а заводы, производящие удобрения, связывают азот воздуха. Транспортировка удобрений и продуктов сельского хозяйства перераспределяет азот на поверхности земли.

Азот - четвёртый по распространённости элемент Солнечной системы (после водорода, гелия и кислорода).

Изотопы, атом, молекула. Природный азот состоит из двух стабильных изотопов: 14N (99,635%) и 15N (0,365%). Изотоп 15N применяют в химических и биохимических исследованиях в качестве меченого атома. Из искусственных радиоактивных изотопов азота наибольший период полураспада имеет 13N (T1/2 - 10,08 мин), остальные весьма короткоживущие. В верхних слоях атмосферы, под действием нейтронов космического излучения, 14N превращается в радиоактивный изотоп углерода 14C. Этот процесс используют и в ядерных реакциях для получения 14C. Внешняя электронная оболочка атома азота. состоит из 5 электронов (одной неподелённой пары и трёх неспаренных - конфигурация 2s22p3). Чаще всего азот. в соединениях З-ковалентен за счёт неспаренных электронов (как в аммиаке NH3). Наличие неподелённой пары электронов может приводить к образованию ещё одной ковалентной связи, и азот становится 4-ковалентным (как в ионе аммония NH4+). Степени окисления азота меняются от +5 (в N205) до -3 (в NH3). В обычных условиях в свободном состоянии азот образует молекулу N2, где атомы N связаны тремя ковалентными связями. Молекула азота очень устойчива: энергия диссоциации её на атомы составляет 942,9 кДж/моль (225,2 ккал/моль), поэтому даже при t около 3300°C степень диссоциации азот. составляет лишь около 0,1%.

Физические и химические свойства. Азот немного легче воздуха; плотность 1,2506 кг/м3 (при 0°C и 101325 н/м2 или 760 мм рт. ст.), tпл -209,86°C, tкип -195,8?C. А. сжижается с трудом: его критическая температура довольно низка (-147,1 °C), а критическое давление высоко 3,39 Мн/м2 (34,6 кгс/см2); плотность жидкого азота 808 кг{м3. В воде азот менее растворим, чем кислород: при 0°C в 1 м3 Н2О растворяется 23,3 г азота. Лучше, чем в воде, азот растворим в некоторых углеводородах.

Только с такими активными металлами, как литий, кальций, магний, азот взаимодействует при нагревании до сравнительно невысоких температур. С большинством других элементов азот реагирует при высокой температуре и в присутствии катализаторов. Хорошо изучены соединения азота с кислородом N2O, NO, N2O3, NO2 и N2O5. Из них при непосредственном взаимодействии элементов (4000оC) образуется окись NO, которая при охлаждении легко окисляется далее до двуокиси NO2. В воздухе окислы азота образуются при атмосферных разрядах. Их можно получить также действием на смесь азота с кислородом ионизирующих излучений. При растворении в воде азотистого N2О3 и азотного N2О5 ангидридов соответственно получаются азотистая кислота HNO2 и азотная кислота HNO3, образующие соли - нитриты и нитраты. С водородом азот соединяется только при высокой температуре и в присутствии катализаторов, при этом образуется аммиак NH3. Кроме аммиака, известны и другие многочисленные соединения азота с водородом, например гидразин H2N-NH2, диимид HN-NH, азотистоводородная кислота HN3(H-N-NºN), октазон N8H14 и др.; большинство соединений азота с водородом выделено только в виде органических производных. С галогенами азот непосредственно не взаимодействует, поэтому все галогениды азот получают только косвенным путём, например фтористый азот NF3- при взаимодействии фтора с аммиаком. Как правило, галогениды азота - малостойкие соединения (за исключением NF3); более устойчивы оксигалогениды азота - NOF, NOCI, NOBr, N02F и NO2CI. С серой также не происходит непосредственного соединения азота; азотистая сера N4S4 получается в результате реакции жидкой серы с аммиаком. При взаимодействии раскалённого кокса с азотом образуется циан (CN).;. Нагреванием азота с ацетиленом C2H2 до 1500оC может быть получен цианистый водород HCN. Взаимодействие азота с металлами при высоких температурах приводит к образованию нитридов (например, Mg3N2).

Азот (лат. Nitrogenium – рождающий селитры), химический элемент второго периода 5 группы, главной подгруппы периодической системы, атомный номер 7, атомная масса 14,0067. В свободном виде – газ без цвета, запаха и вкуса, плохо растворим в воде. Состоит из двухатомных молекул N2, обладающих высокой прочностью. Относится к неметаллам. Природный азот состоит из нуклидов 14N (содержание в смеси 99,635% по массе) и 15N. Конфигурация внешнего электронного слоя 2s2 2p3. Радиус нейтрального атома азота 0,074 нм, радиус ионов: N3- - 0,132; N3+ - 0,030 и N5+ - 0,027 нм. Энергии последовательной ионизации нейтрального атома азота равны, соответственно, 14,53; 29,60; 47,45; 77,47 и 97,89 эВ. По шкале Полинга электроотрицательность азота 3,05. Тип кристаллической решетки – молекулярная.

Химически азот довольно инертен и при комнатной температуре реагирует только с металлом литием с образованием твердого нитрида лития Li3N. 6Li+N2 2Li3N. В соединениях проявляет различные степени окисления (от -3 до +5). С водородом образует аммиак NH3, N2+3H2 2NH3. Косвенным путем (не из простых веществ) получают гидразин N2H4 и азотистоводородную кислоту HN3. Соли этой кислоты – азиды. Известно несколько оксидов азота. С галогенами азот непосредственно не реагирует, косвенными путями получены NF3, NCl3, NBr3 и NI3, а также несколько оксигалогенидов (соединений, в состав которых, кроме азота, входят атомы и галогена, и кислорода, например, NOF3).

Галогениды азота неустойчивы и легко разлагаются при нагревании (некоторые – при хранении) на простые вещества. Так NI3 выпадает в осадок при сливании водных растворов аммиака и иодной настойки. Уже при легком сотрясении сухой NI3 взрывается: 2NI3 N2+3I2. Азот не реагирует с серой, углеродом, фосфором, кремнием и некоторыми другими неметаллами. При нагревании азот реагирует с магнием и щелочноземельными металлами, при этом возникают солеобразные нитриды общей формулы M3N2, которые разлагаются водой с образованием соответствующих гидроксидов и аммиака, например: Ca3N2+6H2O 3Ca(OH)2+2NH3

Аналогично ведут себя и нитриды щелочных металлов. Взаимодействие азота с переходными металлами приводит к образованию твердых металлоподобных нитридов различного состава. Например, при взаимодействии железа и азота образуются нитриды железа состава Fe2N и Fe4N. При нагревании азота с ацетиленом С2Н2 может быть получен цианистый водород НСN. Из сложных неорганических соединений азота наибольшее значение имеют азотная кислота HNO3, ее соли нитраты, а также азотистая кислота HNO2 и ее соли нитриты. N2+O2 2NO 3Ca+N2 Ca3N2 2NO+O2 2NO2 4NO2+O2+2H2O 4HNO3

В природе свободный (молекулярный) азот входит в состав атмосферного воздуха (в воздухе 78,09% по объему и 75,6 по массе азота), а в связанном виде – в состав двух селитр: натриевой NaNO3(чилийская селитра) и калиевой KNO3(индийская селитра) – и ряда других соединений. По распространенности в земной коре азот занимает 17-е место, на его долю приходится 0,0019% земной коры по массе. Несмотря на свое название, азот присутствует во всех живых организмах (1-3% на сухую массу), являясь важнейшим биогенным элементом. Он входит в состав молекул белков, нуклеиновых кислот, коферментов, гемоглобина, хлорофилла и многих других биологически активных веществ. Некоторые, так называемые азотфиксирующие, микроорганизмы способны усваивать молекулярный азот воздуха, переводя его в соединения, доступные для использования другими организмами.

В промышленности азот получают из воздуха. Для этого воздух сначала охлаждают, сжимают, а жидкий воздух подвергают перегонке (дистилляции). Температура кипения азота немного ниже (-195,8), чем другого компонента воздуха – кислорода (-182,9), поэтому при осторожном нагревании жидкого воздуха азот испаряется первым. Потребителям газообразный азот поставляют в сжатом виде (150 атм. или 15 МПа) в черных баллонах, имеющих желтую надпись «азот». Хранят жидкий азот в сосудах Дьюара. В лаборатории чистый («химический») азот получают добавляя при нагревании насыщенный раствор хлорида аммония NH4Cl к твердому нитриту натрия NaNO2: NaNO2+NH4Cl NaCl+N2+2H2O. Можно также нагревать твердый нитрит аммония: NH4NO2 N2+2H2O

В промышленности газ азот используют главным образом для получения аммиака. Как химически инертный газ азот применяют для обеспечения инертной среды в различных химических и металлургических процессах, при перекачке горючих жидкостей. Жидкий азот широко используют как хладагент, его применяют в медицине, особенно в косметологии. Важное значение в поддержании плодородия почв имеют азотные минеральные удобрения.

Оксид азота (1) N2O закись азота, «веселящий газ» Физические свойства: Газ, бесцветный, запах сладковатый, приятный привкус, растворим в воде, t пл.= -91 C, t кип.= -88,5 С, анестезирующее средство, тяжелее воздуха, негорючий, не поддерживает горение. Получение NH4NO3 NO2 + 2H2O Химические свойства: 1)Разлагается при 700 С с выделением кислорода: 2N2O 2N2 + O2 Поэтому он поддерживает горение и является окислителем

2) C водородом: N2O + H2 N2 + H2O 3) Несолеобразующий Оксид азота (2) NO окись азота Физические свойства: Газ, бесцветный, плохо растворим в воде, tпл.= -164 С, tкип.= -152 С Получение: 1)Каталитическое окисление аммиака (промышленный способ) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2) 3Cu + 8HNO3(разб.) 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3)Во время грозы N2 + O2 2NO

Химические свойства: 1)Легко окисляется кислородом и галогенами 2NO + O2 2NO2 2NO + Cl2 2NOCl (хлористый нитрозил) 2) Окислитель 2NO + 2SO2 2SO3 + N2 3) Несолеобразующий Оксид азота (3) N2O3 азотный ангидрид Физические свойства: Темно-синяя жидкость (при низких температурах), термически неустойчив, tпл.= -102 С, tкип.= 3,5 С. Выше tкип. Разлагается на NO и NO2, N2O3 соответствует азотистой кислоте (HNO2), которая существует только в разбавленных водных растворах.

Получение: NO2 + NO N2O3 Химические свойства: Все свойства кислотных оксидов N2O3 + 2NaOH 2NaNO2(нитрит натрия) + H2O Оксид азота (4) NO2 двуокись азота, диоксид азота Физические свойства: Бурый, ядовитый газ, раздражающий, резкий запах, удушливый, тяжелее воздуха, сильный окислитель, ядовит, tпл.= -11,2 С, tкип.= 21 С Получение: 1)2NO + O2 2NO2 2)Сu + 4HNO3(конц.) Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Химические свойства: 1)Кислотный оксид с водой 2NO2 + H2O HNO3 + HNO2 4NO2 + 2H2O + O2 4HNO3 с щелочами 2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O 2) Окислитель NO2 + SO2 SO3 + NO 3) Димеризация 2NO2(бурый газ) N2O4(бесцветная жидкость) Оксид азота (5) N2O5 азотный ангидрид

Физические свойства: Белое кристаллическое взрывчатое вещество, сильный окислитель, летучее, неустойчивое вещество. Получение: 1)2NO2 + O3 N2O5 + O2 2)2HNO3 + P2O5 2HPO3 + N2O5 Химические свойства: 1)Кислотный оксид N2O5 + H2O 2HNO3 2) Cильный окислитель 3) Легко разлагается (при нагревании – со взрывом): 2N2O5 4NO2 + O2

Главную подгруппу II группы Периодической системы элементов составляют бериллий Be, магний Mg, кальций Ca, стронций Sr, барий Ba и радий Ra.

Таблица 18 – Характеристика элементов 2Ап/группы

Атомный номер	Название	Атомная масса	Электронная конфигурация	 г/см 3	tпл. C	tкип. C	ЭО	Атомный радиус, нм	Степень окисления
	Бериллий Be	9,01	2s 2	1,86			1,5	0,113	+2
	Магний Mg	24,3	3s 2	1,74	649,5		1,2	0,16	+2
	Кальций Ca	40,08	4s 2	1,54			1,0	0,2	+2
	Стронций Sr	87,62	5s 2	2,67			1,0	0,213	+2
	Барий Ba	137,34	6s 2	3,61			0,9	0,25	+2
	Радий Ra		7s 2	6	700		0,9	–	+2

Атомы этих элементов имеют на внешнем электронном уровне два s-электрона: ns 2 . В хим. реакциях атомы элементов подгруппы легко отдают оба электрона внешнего энергетического уровня и образуют соединения, в которых степень окисления элемента равна +2.

Все элементы этой подгруппы относятся к металлам. Кальций, стронций, барий и радий называются щелочноземельными металлами.

В свободном состоянии эти металлы в природе не встречаются. К числу наиболее распространенных элементов относятся кальций и магний. Основными кальцийсодержащими минералами являются кальцит CaCO 3 (его разновидности – известняк, мел, мрамор), ангидрит CaSO 4 , гипс CaSO 4 ∙ 2H 2 O , флюорит CaF 2 и фторапатит Ca 5 (PO 4) 3 F. Магний входит в состав минералов магнезита MgCO 3 , доломита MgCO 3 ∙ CaCo 3 , карналлита KCl ∙ MgCl 2 ∙ 6H 2 O. Соединения магния в больших количествах содержатся в морской воде.

Свойства. Бериллий, магний, кальций, барий и радий – металлы серебристо-белого цвета. Стронций имеет золотистый цвет. Эти металлы легкие, особенно низкие плотности имеют кальций, магний, бериллий.

Радий является радиоактивным химическим элементом.

Бериллий, магний и особенно щелочноземельные элементы – химически активные металлы. Они являются сильными восстановителями. Из металлов этой подгруппы несколько менее активен бериллий, что обусловлено образованием на поверхности этого металла защитной оксидной пленки.

1. Взаимодействие с простыми веществами. Все легко взаимодействуют с кислородом и серой, образуя оксиды и сульфаты:

2Be + O 2 = 2BeO

Бериллий и магний реагируют с кислородом и серой при нагревании, остальные металлы – при обычных условиях.

Все металлы этой группы легко реагируют с галогенами:

Mg + Cl 2 = MgCl 2

При нагревании все реагируют с водородом, азотом, углеродом, кремнием и другими неметаллами:

Ca + H 2 = CaH 2 (гидрид кальция)

3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (нитрид магния)

Ca + 2C = CaC 2 (карбид кальция)

Карибит кальция – бесцветное кристаллическое вещество. Технический карбит, содержащий различные примеси, может иметь цвет серый, коричневый и даже черный. Карбит кальция разлагается водой с образованием газа ацетилена C 2 H 2 – важного продукта хим. промышленности:

CaC 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2

Расплавленные металлы могут соединяться с другими металлами, образуя интерметаллические соединения, например CaSn 3 , Ca 2 Sn.

2. Взаимодействуют с водой. Бериллий с водой не взаимодействует, т.к. реакции препятствует защитная пленка оксида на поверхности металла. Магний реагирует с водой при нагревании:

Mg + 2H 2 O = Mg(OH) 2 + H 2

Остальные металлы активно взаимодействуют с водой при обычных условиях:

Ca + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2

3. Взаимодействие с кислотами. Все взаимодействуют с хлороводородной и разбавленной серной кислотами с выделением водорода:

Be + 2HCl = BeCl 2 + H 2

Разбавленную азотную кислоту металлы восстанавливают главным образом до аммиака или нитрата аммония:

2Ca + 10HNO 3 (разб.) = 4Ca(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

В концентрированных азотной и серной кислотах (без нагревания) бериллий пассивирует, остальные металлы реагируют с этими кислотами.

4. Взаимодействие с щелочами. Бериллий взаимодействует с водными растворами щелочей с образованием комплексной соли и выделением водорода:

Be + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2

Магний и щелочноземельные металлы с щелочами не реагируют.

5. Взаимодействие с оксидами и солями металлов. Магний и щелочноземельные металлы могут восстанавливать многие металлы из их оксидов и солей:

TiCl 4 + 2Mg = Ti + 2MgCl 2

V 2 O 5 + 5Ca = 2V + 5CaO

Бериллий, магний и щелочноземельные металлы получают электролизом расплавов их хлоридов или термическим восстановлением их соединений:

BeF 2 + Mg = Be + MgF 2

MgO + C = Mg + CO

3CaO + 2Al = 2Ca + Al 2 O 3

3BaO + 2Al = 3Ba + Al 2 O 3

Радий получают в виде сплава с ртутью электролизом водного раствора RaCl 2 с ртутным катодом.

Получение:

1) Окисление металлов (кроме Ba, который образует пероксид)

2) Термическое разложение нитратов или карбонатов

CaCO 3 – t° = CaO + CO 2 ­

2Mg(NO 3) 2 – t° = 2MgO + 4NO 2 ­ + O 2 ­

Определение жесткости воды имеет большое практическое значение и широко применяется в технике, промышленности и сельском хозяйстве.

Вода приобретает жесткость при взаимодействии с солями кальция и магния, содержащимися в земной коре. Растворение карбонатов кальция и магния происходит при взаимодействии углекислого газа почвы с указанными солями.

СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О = Са(НСО 3) 2

МgCO 3 + CO 2 + H 2 O = Mg(HCO 3) 2

Образовавшиеся бикарбонаты растворяются в грунтовых водах. Гипс СаSO 4

немного непосредственно растворим в воде.

Различают временную, постоянную и общую жесткость.

Временная, или карбонатная, жесткость обусловлена присутствием в воде растворимых гидрокарбонатов кальция и магния. Эта жесткость легко устраняется при кипячении: t 0

Са(НСО 3) 2 = СаСО 3 + Н 2 О + СО 2 ­

Mg(HCO 3) 2 = МgCO 3 + CO 2 ­ + H 2 O

Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в ней солей кальция и магния, не дающих осадка при кипячении (сульфаты и хлориды). Сумма временной и постоянной жесткости составляет общую жесткость воды . Она определяется суммарным числом миллимолей эквивалентов ионов Са 2+ и Мg 2+ в 1 л воды (ммоль/л) или тысячных долей молярных масс эквивалентов Са 2+ и Мg 2+ в 1 литре воды (мг/л).

Примечание: при расчетах, связанных с жесткостью воды надо учитывать, что Э(Са 2+) = 1/2Са 2+ и Э(Мg 2+) = 1/2 Мg 2+ , а Мэ(Са 2+) = 1/2М иона Са 2+ = 20г/моль и Мэ(Мg 2+) = ½ М иона Мg 2+ = 12 г/моль. Тогда: 0,02г – это масса 0,001 моль или 1ммоль эквивалентов Са 2+ .

По значению общей жесткости воду классифицируют следующим образом:

1. мягкая (< 4 ммоль/л),

1. среднежесткая (4-8 ммоль/л),

2. жесткая (8-12 ммоль/л),

3. очень жесткая (>12 ммоль/л).

Жесткая вода не пригодна для проведения технологических процессов в ряде отраслей и промышленности. При работе парового котла на жесткой воде, его нагреваемая поверхность покрывается накипью, т.к. накипь плохо проводит тепло, прежде всего становиться неэкономной сама работа котла. Уже слой накипи толщенной 1 мм повышает расход топлива приблизительно на 5%. Кроме того, изолированные от воды стенки котла могут нагреться до очень высоких температур. При этом стенки окисляются и теряют былую прочность, что может привести к взрыву котла. Пользование жесткой водой увеличивает расход моющих средств, затрудняет стирку белья, мытье волос и другие операции, связанные с потреблением мыла. Обусловлено это нерастворимостью солей двухвалентных металлов и входящих в состав мыла органических кислот, из за чего с одной стороны загрязняются омываемые предметы, а с другой - непроизводительно расходуется мыло.

Снизить жесткость воды можно различными способами:

1) кипячение (только для временной жесткости);

2) химический способ (с использованием Са(ОН) 2 , Na 2 CO 3 , (NaPO 3) 6 или Na 6 P 6 O 18, Na 3 PO 4 и др.)

3) метод ионного обмена с использованием адюмосиликатов:

Na 2 H 4 Al 2 Si 2 O 10 + Ca(HCO 3) 2 = CaH 4 Al 2 Si 2 O 10 + 2NaHCO 3

Na 2 H 4 Al 2 Si 2 O 10 + CaSO 4 = CaH 4 Al 2 Si 2 O 10 + Na 2 SO 4

и с помощью ионно-обменных смол, представляющих собой высокомолекулярные органические вещества, содержащие кислотные или основные функциональные группы.

Для умягчения воды используют также катиониты. Например, при пропускании жесткой воды через катионит типа RNa протекают следующие процессы ионного обмена:

2RNa + Ca 2+ =R 2 Ca + 2Na +

2RNa + Mg 2+ =R 2 Mg + 2Na +

Лучшим способом умягчения воды является ее перегонка.

Жесткость воды определяют с использованием титриметрических методов количественного анализа, являющегося разделом аналитической химии

Задания для контроля усвоения темы

1. На осаждение гидрокарбонатов кальция и магния из 2л воды израсходовано 2,12г карбоната натрия. Определите жесткость воды.

2. Карбонатная жесткость воды равна 40 мг/л эквивалентов. При кипячении 120л этой воды выделилось 216,8г осадка смеси карбоната кальция и гидроксокарбоната магния. Определите массу каждого компонента смеси.

3. Жесткая вода содержит 50мг/л гидрокарбоната кальция и 15мг/л сульфата кальция. Сколько (по массе) карбоната натрия потребуется для умягчения 1м 3 такой воды?

4. Какую массу фосфата натрия надо прибавить к 500мл воды. Чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5 ммоль эквивалентов?

5. Рассчитайте чему равна жесткость воды в 100л которой содержится 14,632г гидрокарбоната магния?

6. При определении жесткости воды комплексометрическим методом, на титрование 100мл воды потребовалось 5мл 0,1н. раствора трилона Б. Рассчитайте жесткость воды.

7. К 100л жесткой воды прибавили 12, 95г гидроксида кальция. На сколько понизилась карбонатная жесткость воды?

8. К жесткой воде, содержащей 1г сульфата кальция в литре, добавили избыток соды. Какова жесткость исходной воды в мг/л эквивалентов. Сколько граммов осадка выпадет после полного устранения жесткости из 1м 3 такой воды?

9. Сточная вода химического завода содержит в одном литре 5г кальциевой селитры м 2г поваренной соли. Какова жесткость этой воды в ммоль/л. Какое вещество и в каком количестве следует добавить к 10л такой воды для полного устранения жесткости?

10. Минеральная вода «Нарзан» содержит в одном литре 0,3394г кальция и 0,0884г магния в виде ионов. Какова общая жесткость нарзана в ммоль/л? Какое вещество и в каком количестве следовало бы добавить к одному кубометру «нарзана» для полного удаления жесткости?

11. Какова жесткость воды (в ммоль/л) , если для ее устранения к 100л воды потребовалось добавить 15,9 г безводной соды?

12. Вычислите жесткость воды, зная, что в 600л ее содержится 65,7г гидрокарбоната магния и 61,2 сульфата калия.

13. Растворимость гипса в воде равна 8 · 10 -3 моль/л. Какова жесткость такого (насыщенного) раствора в мг/л? Какое вещество и в каком количестве следует прибавить к одному кубометру такой воды для полного устранения ее жесткости?

14. При кипячении 250мл воды, содержащей гидрокарбонат кальция, выпал осадок массой 3,5мг. Чему равна жесткость воды?

15. Определите карбонатную жесткость, если на титрование 200мл воды израсходовано 8мл 0,05н. раствора НСl.

Подгруппу азота составляют пять элементов: азот, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут. Это р-элементы V группы периодической системы Д. И. Менделеева.
На наружном энергетическом уровне атомы этих элементов содержат пять электронов, которые имеют конфигурацию ns2np3 и распределены следующим образом:

Поэтому высшая степень окисления этих элементов +5, низшая -3, характерна и +3.
Наличие трех неспаренных электронов на наружном уровне говорит о том, что в невозбужденном состоянии атомы элементов имеют валентность 3. Наружный уровень атома азота состоит только из двух подуровней - 2s и 2р. У атомов же остальных элементов этой подгруппы на наружных энергетических уровнях имеются вакантные ячейки d-подуровня. Следовательно, один из s-электронов наружного уровня может при возбуждении перейти на d-подуровень того же уровня, что приводит к образованию 5 неспаренных электронов.

внешняя электронная оболочка фосфора (невозбужденный атом)

внешняя электронная оболочка возбужденного атома фосфора.

Таким образом, фосфор, мышьяк, сурьма и висмут в возбужденном состоянии имеют 5 неспаренных электронов, и валентность их в этом состоянии равна 5.
В атоме азота возбудить электрон подобным образом нельзя вследствие отсутствия d-подуровня на втором уровне. Следовательно, пятивалентным азот быть не может, однако он может образовать четвертую ковалентную связь по донорно-акцепторному механизму за счет неподеленной электронной пары 2s2. Для атома азота возможен и другой процесс. При отрыве одного из двух 2s-электронов азот переходит в однозарядный четырехвалентный ион N+.

От азота к висмуту радиусы атомов увеличиваются, а ионизационные потенциалы уменьшаются. Восстановительные свойства нейтральных атомов усиливаются от N к Bi, а окислительные ослабевают (см. табл. 21).
С водородом азот, фосфор и мышьяк образуют полярные соединения RH3, проявляя отрицательную степень окисления -3. Молекулы RH3 имеют пирамидальную форму. В этих соединениях связи элементов с водородом более прочные, чем в соответствующих соединениях элементов подгруппы кислорода и особенно подгруппы галогенов. Поэтому водородные соединения элементов подгруппы азота в водных растворах не образуют ионов водорода.

С кислородом элементы подгруппы азота образуют оксиды общей формулы R2O3 и R2O5. Оксидам соответствуют кислоты HRO2 и HRO3 (и ортокислоты H3RO4, кроме азота). В пределах подгруппы характер оксидов изменяется так: N2O3 - кислотный оксид; Р4О6 - слабокислотный оксид; As2O3 - амфотерный оксид с преобладанием кислотных свойств; Sb2O3 - амфотерный оксид с преобладанием основных свойств; Bi2O3 - основной оксид. Таким образом, кислотные свойства оксидов состава R2O3 и R2O5 уменьшаются с ростом порядкового номера элемента.
Как видно из табл. 21, внутри подгруппы от азота к висмуту убывают неметаллические свойства и возрастают металлические. У сурьмы эти свойства выражены одинаково, у висмута преобладают металлические, у азота - неметаллические свойства. Фосфор, мышьяк и сурьма образуют несколько аллотропных соединения.

Азот.

Получение

В лабораториях его можно получать по реакции разложения нитрита аммония:

Реакция экзотермическая, идёт с выделением 80 ккал (335 кДж), поэтому требуется охлаждение сосуда при её протекании (хотя для начала реакции требуется нагревание нитрита аммония).

Практически эту реакцию выполняют, добавляя по каплям насыщенный раствор нитрита натрия в нагретый насыщенный раствор сульфата аммония, при этом образующийся в результате обменной реакции нитрит аммония мгновенно разлагается.

Выделяющийся при этом газ загрязнён аммиаком, оксидом азота (I) и кислородом, от которых его очищают, последовательно пропуская через растворы серной кислоты, сульфата железа (II) и над раскалённой медью. Затем азот осушают.

Ещё один лабораторный способ получения азота - нагревание смеси дихромата калия и сульфата аммония (в соотношении 2:1 по массе). Реакция идёт по уравнениям:

Наиболее чистый азот можно получить разложением азидов металлов:

Так называемый «воздушный», или «атмосферный» азот, то есть смесь азота с благородными газами, получают путём реакции воздуха с раскалённым коксом, при этом образуется так называемый «генераторный», или «воздушный», газ - сырьё для химических синтезов и топливо. При необходимости из него можно выделить азот, поглотив монооксид углерода.

Молекулярный азот в промышленности получают фракционной перегонкой жидкого воздуха. Этим методом можно получить и «атмосферный азот». Также широко применяются азотные установки и станции, в которых используется метод адсорбционного и мембранного газоразделения.

Один из лабораторных способов - пропускание аммиака над оксидом меди (II) при температуре ~700 °C:

Аммиак берут из его насыщенного раствора при нагревании. Количество CuO в 2 раза больше расчётного. Непосредственно перед применением азот очищают от примеси кислорода и аммиака пропусканием над медью и её оксидом (II) (тоже ~700 °C), затем сушат концентрированной серной кислотой и сухой щёлочью. Процесс происходит довольно медленно, но он того стоит: газ получается весьма чистый.