ХЛОР, БРОМ, ЙОД - ЕЛЕМЕНТИ, ПРОСТИ ВЕЩЕСТВА
И ИНТЕРХАЛОГЕННИ СЪЕДИНЕНИЯ
151. Въз основа на позицията в периодичната система и електронната структура на атомите, опишете общите свойства на хлор, бром и йод: 1) възможности за валентност, 2) степени на окисление в съединенията, 3) модели на промяна на металните и неметалните свойства, 4) състав: а) молекули на прости вещества, б) съединения с водород и метали, в) оксиди и хидроксиди, г) съединения помежду си.
152. Каква е енергията на свързване в халогенните молекули и защо тя намалява в серията Cl2 - Br2 - I2 - At2? Обяснете образуването на тези молекули по VS метода; Определете броя на химичните връзки. Имат ли тези молекули допълнително донорно-акцепторно взаимодействие, което укрепва основната връзка? Ако има, как се казва?
153. Как и защо се променят агрегатното състояние, точките на топене и кипене в серията F2 - Cl2 - Br2 - I2 - At2?
154. Защо хлорът, бромът и йодът са разтворими в органични разтворители и слабо разтворими във вода? Намерете разтворимостта на хлора във вода при 20 ºC в справочниците и изчислете масовата част на хлора в хлорната вода, като приемете, че плътността му е равна на плътността на чистата вода. Направете същото изчисление за бромната вода.
155. Разтворимостта на хлор във вода (в g на 100 g H2O) е 0,73 при 20 ºC и 0,46 при 40 ºC. Какъв обем хлор, намален до стандартния стандарт, ще се отдели от един m 3 вода, наситена с хлор при 20 ºС, при нагряване до 40 ºС? Защо разтворимостта на газовете във вода намалява при нагряване?
156. Обяснете лошата разтворимост на йод във вода и добрата разтворимост в много органични разтворители (бензен, въглероден дисулфид, ацетон и др.). Защо разтворимостта на йод във вода се увеличава, ако съдържа разтворен калиев или натриев йодид?
157. Връзка KI3,който се образува чрез смесване на йод с воден разтвор на калиев йодид, се счита за сложен. Какъв е комплексообразувателят, лигандите, вътрешната сфера и външната сфера в това съединение? Какви са зарядите на комплексообразователя, вътрешната сфера и координационното число на комплексообразувателя?
158. Изчислете енергията на Гибс и константата на равновесие при 1000 K за реакциите на атомизация на молекулите Cl2, Br2 и I2 и направете заключение за силата на тези молекули. Данни за изчисления:
159. Степента на термична дисоциация (атомизация) на молекулите на хлор, бром и йод при 1000 K и стандартно налягане е съответно 3,5 · 10 -4, 2,3 · 10 -3 и 2,8 · 10 -2. Изчислете равновесните константи на тези процеси и направете заключение за силата на връзките в халогенните молекули.
160. Изчислете термодинамичните параметри на реакциите на хлор, бром и йод с водород. Кои от тях са необратими при стандартни условия и кои е обратима реакция? За обратима реакция изчислете температурата, при която равновесната константа е равна на единица.
161. Опишете кинетиката и механизма на реакциите на хлор, бром и йод с водород. Кое (или кое) от тях е просто, сложно или верижно? Коя реакция обикновено се извършва в присъствието на катализатор? За реакцията на йод с водород изчислете енергията на активиране, ако нейната константа на скоростта при 637 K е 2,2∙10 -4, а при 973 K - 8,33.
162. Опишете верижния механизъм на реакцията на хлор с водород и неговата външна проява. Какво е практическото значение на тази реакция? Дайте примери за други реакции, протичащи по същия механизъм.
163. Много метали горят в хлор. Каква маса алуминий изгаря в един литър хлор, ако обемът на газа е измерен преди експеримента при 20 ºС и 100 kPa? Каква маса алуминиев хлорид се образува в този случай?
164. Защонякои реакции с бром (например взаимодействието на алуминий на прах) протичат ли по-интензивно, отколкото с хлор?
165. Реакцията на алуминий на прах с йод се инициира от една капка вода, така че водата може да се счита за катализатор за тази реакция. Какъв според вас е механизмът на действие на водата като катализатор?
166. Защо златото, което не взаимодейства при обикновени условия с вода и сух хлор, взаимодейства с мокър хлор? Затова ли хлорът се изсушава старателно, преди да се напълни в стоманени цилиндри или стоманени железопътни вагони, преди да се транспортира? Какви вещества могат да се използват като сушилни за хлор?
167. Реакциите на хлор, бром и йод с NO в химичната кинетика се считат за прости. Напишете химичните и кинетичните уравнения за тези реакции и посочете техните кинетични параметри: а) редът в NO и в халоген; б) общ кинетичен ред; в) молекулярност. Случайно или неслучайно общият кинетичен ред и молекулярността на тези реакции съвпадат?
168. Взаимодействието на хлор с азотен оксид (II) е проста тримолекулна реакция. Напишете неговите химични и кинетични уравнения. Как ще се промени скоростта на тази реакция при трикратно увеличение на концентрацията: а) само NO; б) само хлор; в) NO и Cl2 едновременно?
169. За реакциите на хлор, бром и йод с водна пара могат да се напишат следните уравнения:
Използвайте термодинамични изчисления, за да определите при каква температура е възможна всяка реакция. Направете заключение за окислителните свойства на халогените.
170. Запишете от референтната литература стойностите на стандартните редокс потенциали на полуреакциите, при които халогените се редуцират до халогенидни йони. Как и защо се променят окислителните свойства на халогените? Пишетереакционни продукти:
171. Защо и как се променят редокс свойствата на халогените в серията F2-Cl2-Br2-I2-At2? Напишете уравненията на реакцията:
172. Използвайки стойностите на редокс потенциалите, за всяка дадена реакция изчислете енергията на Гибс на директния процес при стандартни условия и определете възможността за възникването му:
173. Колко грама хлорна вода ще са необходими за окисляване на 3,9 g калаен (II) хлорид до калаен (IV) хлорид, ако 0,73 g хлор се разтварят в 100 g вода при 20 ºС?
174. Каква маса бромна вода ще е необходима за окисляване на 30,4 g железен (II) сулфат в разтвор на сярна киселина, ако 3,58 g бром се разтварят в 100 g вода при 20 ºС?
175. Изпишете от референтната литература стойностите на стандартните редокс потенциали на полуреакциите, при които халогените се окисляват до степен на окисление +5 в кисела и алкална среда. Как се променя редукционната способност на халогените в серията Cl2 -Br2 - I2? В коя среда халогените се окисляват по-лесно? Напишете уравненията на реакциите, в които йодът е редуциращ агент:
176. В 100 ml 60% HNO3 (r = 1,37) се добавят 25,4 g йод, който напълно реагира с азотна киселина, за да се освободи NO. Определете качествения и количествения състав на получения разтвор, като приемете, че неговата плътност не се е променила.
177. Един литър перхидрол (30% H2O2, r = 1,12) беше допълнен с 12,7 g йод, който напълно реагира с H2O2. Определете качествения и количествения състав на получения разтвор, като приемете, че неговата плътност не се е променила.
178. Напишете уравненията за реакциите на диспропорциониране във вода на хлор, бром и йод и имената на продуктите. Какви молекули и йони се намират в хлорната вода? Запишете ги подредповишаване на концентрацията.
179. Хлорът, бромът и йодът са диспропорционални, когато се разтворят във вода. Напишете уравненията на реакцията и имената на получените продукти. Използвайки референтни стойности на стандартни редокс потенциали, изчислете енергията на Гибс и равновесната константа на реакциите. Кой от халогените и защо се диспропорционира във вода повече от други?
180. Защо химическите лаборатории обикновено използват не хлор, а хлорна вода? Защо хлорната вода избелва органичните багрила и има дезинфекционен ефект?
181. Прясно приготвената хлорна вода съдържа четири вещества, а след дълго стоене на светлина - само две. Какви са тези вещества? Какво се случва с хлорната вода, когато се съхранява на светлина?
182. Определете моларната концентрация на хлор в хлорна вода, ако след дълго стоене на светлина титруването на 20 ml разтвор изисква 4 ml децимоларен разтвор на NaOH.
183. Напишете уравненията за реакциите на хлор, бром и йод с разтвори на KOH и Na2CO3. Посочете условията за тяхното съхранение и наименованията на продуктите.
184. Напишете уравненията за реакциите на хлор с вода и разтвори на KOH и Ba (OH) 2 - горещи и студени. Посочете вида на реакциите и имената на продуктите. Обяснете защо взаимодействието на хлора с водата е обратимо, а с основите е практически необратимо.
185. Напишете молекулните и йонните уравнения за реакциите на хлор със студен и нагрят разтвор на калиев хидроксид. Като използвате референтни редокс потенциали, изчислете енергията на Гибс и равновесната константа на реакциите.
186. Изчислете обема на хлора (20 ºС; 102,5 kPa), теоретично необходим за взаимодействие с един литър нагрят 11% разтвор на калиев хидроксид (r = 1,10).
187. Каква е масата на бромасе изразходва за взаимодействие с един литър 14% разтвор на Na2CO3 (r = 1,15)? Какъв е обемът (n.c.) на въглеродния диоксид, образуван при тази реакция?
188. Какво количество електроенергия (в амперчасове) ще бъде необходимо за производството на един тон хлор чрез електролиза на натриев хлорид, ако ефективността на тока е 95%? Какъв обем водород ще се отдели в този случай и каква маса NaOH се натрупва в разтвора?
189. Електролизата на разтвор на натриев хлорид се извършва в продължение на 5 часа при сила на тока 10 А. При това се отделят 20 литра хлор (н.о.). Напишете схемите на електродните процеси и общото уравнение на електролизата. Определете токовия изход.
190. Какъв обем хлор (n.o.) теоретично може да се получи от 1 m 3 разтвор (r = 1,23), съдържащ 20,7% NaCl и 4,3% MgCl2?
191. Какъв обем хлор (при 40 ºС и 98 kPa) се образува при взаимодействието на концентрирана солна киселина с 10 g манганов диоксид, ако MnO2 се изразходва 50%?
192. Какъв обем солна киселина (w = 30%, r = 1,15) теоретично взаимодейства с 15,8 g KMnO4 и какъв обем хлор, намален до нормални условия, ще се освободи в този случай?
193. Какъв обем солна киселина (w \u003d 35,2%, r \u003d 1,175) и каква маса калиев бихромат реагира с освобождаването на хлор, ако се окаже достатъчно, за да окисли един мол FeCl2 до FeCl3?
194. Какъв общ модел се наблюдава при взаимодействието на свободни халогени със съединения на други халогени в степен на окисление -1? Напишете продуктите на възможните реакции: