Методические указания к выполнению домашнего задания по курсу неорганической химии

Московский государственный технический университет 
имени Н.Э. Баумана 

 

 
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 
 К ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ 
ПО КУРСУ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 
 
 

М о с к в а 
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 
2 0 0 6 

УДК 546 
ББК 24.12 
М54 

Рецензент В.О. Гладышев 

Методические указания к выполнению домашнего задания 
М54 
по курсу неорганической химии / В.И. Ермолаева, Н.Н. Двули- 
чанская, Л.А. Хмарцева и др. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Бау-  
мана, 2006. – 40 с.: ил.  

 

Методические указания содержат более 500 задач по основным 
разделам неорганической химии, включенным в домашнее задание, 
которое студенты выполняют в первом семестре, и примеры решения 
типовых задач.  
Для студентов, обучающихся по специальности «Экология и 
промышленная безопасность» и на факультете «Биомедицинская 
техника».  
Ил. 4. Библиогр. 5 назв. 

УДК 546 
ББК 24.12 

 
 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006 

ВВЕДЕНИЕ 

Методические указания к выполнению домашнего задания 
содержат задачи по всем основным разделам курса неорганической 
химии, который студенты изучают в первом семестре: 
строение вещества, окислительно-восстановительные реакции, 
химия элементов. Всего в домашнем задании содержится более 
500 задач.  
В методических указаниях подробно рассмотрены примеры 
решения типовых задач по всем разделам домашнего задания. 
В разделе «Строение вещества: атом, молекула, кристалл» 
приведены задачи различной сложности, требующие от студента 
умения не только составить электронную конфигурацию атома, но 
и объяснить закономерности изменения свойств атомов и молекул 
в соответствии с современными теориями и периодическим законом 
или определить тип кристаллической решетки вещества и вычислить 
ее параметры. 
В разделе «Окислительно-восстановительные реакции» приведены 
уравнения, для которых необходимо подобрать коэффициенты, 
используя метод электронно-ионных полуреакций, или составить 
полное уравнение реакции на основе уравнений отдельных 
полуреакций.  
В разделе «Химия элементов» даны задачи различных типов, 
в которых требуется определить количество реагирующих веществ, 
используя стехиометрические законы химии, написать 
уравнения реакций, отвечающих химическим превращениям 
веществ. 
Подобный набор задач позволит преподавателю по результатам 
выполнения домашнего задания объективно оценить уровень 
усвоения студентами изученного материала. 
При выполнении домашнего задания студент получает от преподавателя 
индивидуальный набор задач по указанным разделам 
курса.  

1. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА: АТОМ, МОЛЕКУЛА, КРИСТАЛЛ 

1.1. Атом 

В задачах 1–12 укажите максимальное количество электронов 
на атомных орбиталях, имеющих заданные значения главного 
квантового числа n и орбитального квантового числа l. Как обозначаются 
эти орбитали? 

№ 
n 
l 
№ 
n 
l 
№ 
n 
l 
№ 
n 
l 

1 
4 
3 
4 
5 
1 
7 
4 
1 
10 
5 
0 

2 
3 
1 
5 
3 
2 
8 
6 
0 
11 
4 
2 

3 
4 
0 
6 
5 
2 
9 
2 
1 
12 
6 
2 

В задачах 13–27 напишите электронную формулу атома элемента 
с указанным порядковым номером Z, определите значения квантовых 
чисел n и l электронов внешнего энергетического уровня.  

№ 
Z 
№ 
Z 
№ 
Z 
№ 
Z 
№ 
Z 

13 
31 
16 
8 
19 
24 
22 
14 
25 
35 

14 
15 
17 
7 
20 
12 
23 
18 
26 
13 

15 
21 
18 
20 
21 
11 
24 
22 
27 
27 

В задачах 28–42 определите химический элемент по его положению 
в указанном периоде и группе периодической системы, составьте 
электронную формулу атома элемента, изобразите электронно-
графическую диаграмму внешнего энергетического уровня 
в основном состоянии атома.  

№ 
Период 
Группа 
№ 
Период 
Группа 
№ 
Период 
Группа 

28 
3 
III A 
33 
2 
VI A 
38 
4 
IIB 

29 
4 
IV A 
34 
4 
VI B 
39 
3 
IVA 

30 
4 
IV B 
35 
3 
V A 
40 
5 
IVB 

31 
3 
VI A 
36 
4 
VII B 
41 
4 
IA 

32 
5 
II A 
37 
4 
I B 
42 
2 
V A 

В задачах 43–58 составьте электронные формулы атома элемента 
в основном и возбужденном состояниях, изобразите электронно-
графические диаграммы внешнего энергетического уровня 
атома в этих состояниях.  

№ 
Элемент 
№ 
Элемент 
№ 
Элемент 
№ 
Элемент 

43 
P 
47 
Sc 
51 
As 
55 
Ga 

44 
Ca 
48 
Zn 
52 
Sr 
56 
Ge 

45 
Si 
49 
V 
53 
Ti 
57 
Co 

46 
Al 
50 
Cr 
54 
Fe 
58 
Mn 

В задачах 59 –71 приведены энергии ионизации Ii (i = 1,6) для 
атомов. Определите наиболее вероятную формулу хлорида указанного 
атома. 

№ 
Атом 
I1, эВ 
I2, эВ 
I3, эВ 
I4, эВ 
I5, эВ 
I6, эВ 

59 
B 
8,296 
25,15 
37,92 
259,30 
340,13 
– 

60 
C 
11,264 
24,376 
47,86 
64,48 
391,99 
489,84 

61 
Na 
5,138 
47,29 
71,8 
98,88 
138,6 
172,4 

62 
Mg 
7,644 
15,03 
78,2 
109,3 
141,23 
186,8 

63 
Ti 
6,83 
13,57 
28,14 
43,24 
99,8 
119 

64 
Li 
5,39 
75,62 
122,42 
– 
– 
– 

65 
Si 
8,149 
16,34 
33,46 
45,13 
166,73 
205,1 

66 
Ge 
7,88 
15,93 
34,21 
45,7 
93,4 
123,0 

67 
Rb 
4,176 
27,56 
40,0 
52,6 
71,0 
84,4 

68 
Sn 
7,332 
14,6 
30,7 
46,4 
91,0 
103,0 

69 
Be 
9,32 
18,21 
153,85 
217,66 
– 
– 

70 
Al 
5,984 
18,82 
28,44 
119,96 
153,8 
190,42 

71 
P 
10,55 
19,65 
30,16 
51,35 
65,01 
220,41 

В задачах 72–85 объясните, чем вызвано изменение первой 
энергии ионизации в указанном ряду элементов. Составьте электронные 
формулы атомов элементов.  

№ 
Первая энергия ионизации, эВ 
№ 
Первая энергия ионизации, эВ 

72 
5,39(Li), 9,39(Be), 8,296(B) 
79 
7,90(Fe), 7,86(Co), 7,633(Ni) 

73 
8,296(B), 11,264(C), 14,54(N) 
80 
7,724(Cu), 7,57(Ag), 9,22(Au) 

74 
5,128(Na), 7,644(Mg), 5,984(Al) 
81 
7,644(Mg), 6,111(Ca), 5,69(Sr) 

75 
11,264(C), 8,149(Si), 7,88(Ge) 
82 
8,149(Si), 7,88(Ge), 7,33(Sn) 

76 
9,39(Be), 7,644(Mg), 6,111(Ca) 
83 
6,74(V), 6,88(Nb), 7,7(Ta) 

77 
5,984(Al), 8,149(Si), 10,55(P) 
84 
6,76(Cr), 7,43(Mn), 7,90(Fe) 

78 
6,83(Ti), 6,835(Zr), 6,78(Hf) 
85 
13,614(O), 10,357(S), 9,75(Se) 

1.2. Молекула 

 1.2.1. Метод молекулярных орбиталей  

В задачах 86–93 с позиций метода молекулярных орбиталей 
объясните, чем вызвано изменение энергии разрыва связи Есв в 
частицах.  

№ 
Частица 
Есв , 
кДж/моль 
Частица 
Есв , 
кДж/моль 
Частица 
Есв , 
кДж/моль 

86 
C2 
605 
C2
– 
786 
C2
+ 
531 

87 
S2 
426 
S2
– 
408 
S2
+ 
522 

88 
F2 
159 
F2
– 
121 
F2
+ 
323 

89 
N2 
945 
N2
– 
745 
N2
+ 
846 

90 
Cl2 
243 
Cl2
– 
124 
Cl2
+ 
392 

91 
Br2 
194 
Br2
– 
86 
Br2
+ 
320 

92 
Li2 
102 
Li2
– 
92 
Li2
+ 
75 

93 
I2 
153 
I2
– 
106 
I2
+ 
254 

В задачах 94–99 с позиций метода молекулярных орбиталей 
объясните, чем вызвано изменение величины межъядерного расстояния (
длины связи) dсв в частицах.  

№ 
Частица 
Длина связи, 
dсв ·1012, м 
Частица 
Длина связи,  
dсв ·1012, м 

94 
Cs2 
430 
Cs2
+ 
470 

95 
H2 
74 
H2
+ 
108 

96 
C2 
124 
C2
– 
107 

97 
Li2 
267 
Li2
+ 
314 

98 
Cl2 
199 
Cl2
+ 
189 

99 
P2 
189 
P2
+ 
199 

В задачах 100–109 с позиций метода молекулярных орбиталей 
объясните, как изменяется энергия и длина связи в ряду частиц. 
Расположите частицы в порядке увеличения прочности связи.  

№ 
Частицы 
№ 
Частицы 

100 
B2
+, B2, B2
– 
105 
B2 , C2, N2 

101 
С2
+, С2 , C2
– 
106 
N2, O2, F2 

102 
N2
+, N2 , N2
– 
107 
N2, P2, As2 

103 
F2
+, F2 , F2
– 
108 
С2, N2, O2 

104 
Li2
+, Li2, Li2
– 
109 
P2, S2, Cl2 

1.2.2. Метод валентных связей  

В задачах 110–133 с позиций метода валентных связей объясните, 
почему частица имеет такую геометрическую форму, укажите 
тип гибридизации орбиталей центрального атома, наличие σ- и 
π-связей, изобразите частицу. 

№ 
Частица 
Геометрическая 
 форма 
№ 
Частица 
Геометрическая 
 форма 

110 
BeF2 
Линейная 
122 
AlF3 
Плоский  
   треугольник 

111 
BCl3 
Плоский  
  треугольник 
123 
SeF6 
Октаэдр 

112 
CF4 
Тетраэдр 
124 
AsBr3 
Тригональная  
   пирамида 

113 
CO2 
Линейная 
125 
PF5 
Тригональная  
   бипирамида 

114 
HCN 
Линейная 
126 
WF6
 
Октаэдр 

115 
SCl2 
Угловая 
127 
AlCl3 
Плоский  
  треугольник 

116 
SiH4 
Тетраэдр 
128 
CI4 
Тетраэдр 

117 
BeCl2 
Линейная 
129 
GeF4 
Тетраэдр 

118 
SiI4 
Тетраэдр 
130 
OF2 
Угловая 

119 
COS 
Линейная 
131 
H2O 
Угловая 

120 
SnCl4 
Тетраэдр 
132 
HOF 
Угловая 

121 
NOF 
Угловая 
133 
H2Se 
Угловая 

В задачах 134–149 с позиций метода валентных связей объясните, 
почему частица имеет такое пространственное строение, 
укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома, изобразите 
частицу. 

№ 
Частица 
Валентный 
угол, град 
№ 
Частица 
Валентный угол, 
град 

134 
[BeF4]2– 
F-Be-F 109,5 
142 
[GeCl6]2– 
Cl-Ge-Cl 90 

135 
[AlH4]– 
H-Al-H 109,5 
143 
[BrF4]– 
F-Br-F 90 

136 
[PH4 ]+ 
H-P-H 109,5 
144 
[ICl4]– 
Cl-I-Cl 90 

137 
[SiF6]2– 
F-Si-F 90 
145 
[AlCl4]– 
Cl-Al-Cl 109,5 

138 
[BH4]– 
H-B-H 109,5 
146 
[SnBr6]2– 
Br-Sn-Br 90 

139 
[ClO4]– 
O-Cl-O 109,5 
147 
[PCl6]– 
Cl-P-Cl 90 

140 
[AsF6 ]– 
F-As-F 90 
148 
[CO3]2– 
O-C-O 120 

141 
[AlF6]3– 
F-Al-F 90 
149 
[NO2]+ 
O-N-O 180 

В задачах 150–163 приведены частицы, для которых указан 
тип гибридизации орбиталей центрального атома. Используя метод 
валентных связей, определите геометрическую форму частицы, 
укажите наличие σ- и π-связей, изобразите частицу. 

№ 
Частица 
Тип гибридизации 
№ 
Частица 
Тип гибридизации 

150 
AlCl3 
(Al) sp2 
157 
HOF 
(O) sp3 

151 
AsF5 
(As) sp3d 
158 
PCl5 
(P) sp3d 

152 
BI3 
(B) sp2 
159 
XeF2 
(Xe) sp3d 

153 
CO2 
(C) sp 
160 
PF5 
(P) sp3d 

154 
CS2 
(C) sp 
161 
NOF 
(N) sp2 

155 
CSCl2 
(C) sp2 
162 
GeH4 
(Ge) sp3 

156 
H2O 
(O) sp3 
163 
BBr3 
(B) sp2 

 1.3. Кристалл 

В задачах 164–187 определите структурный тип решетки, в которой 
кристаллизуется простое вещество (кубическая гранецентрированная, 
кубическая объемноцентрированная или алмазоподобная), 
используя экспериментальные данные (плотность вещества ρ, 
ребро куба а), рассчитайте атомный радиус элемента. 

№ 
Вещество 
ρ, 
кг/м3 
а ⋅ 1010,
м 
№ 
Вещество 
ρ, 
кг/м3 
а ⋅ 1010, 
м 

164 
Al 
2703 
4,05 
176 
Na 
970 
4,28 

165 
Li 
534 
3,50 
177 
Ge 
5350 
5,65 

166 
Ba 
3750 
5,02 
178 
Pt 
21450 
4,93 

167 
α-Sn 
5750 
6,49 
179 
γ-Fe 
8140 
3,64 

168 
Cr 
7200 
2,89 
180 
α-Fe 
7800 
2,87 

169 
W 
19320 
3,16 
181 
Nb 
8580 
3,30 

170 
Rb 
1532 
5,69 
182 
Ta 
16690 
3,30 

171 
V 
5960 
3,04 
183 
Mo 
10200 
3,15 

172 
Pb 
11340 
4,95 
184 
Cs 
1900 
6,02 

173 
C(алмаз) 
3500 
3,57 
185 
Rh 
12420 
3,80 

174 
Sr 
2630 
6,07 
186 
Ca 
1550 
5,58 

175 
Au 
19320 
4,08 
187 
Ag 
10500 
4,08 

В задачах 188–207 определите структурный тип решетки, в которой 
кристаллизуется данное вещество (структурные типы NaCl 
или CsCl), используя экспериментальные данные (плотность вещества 
ρ, ребро куба а), рассчитайте радиус катиона при известном 
радиусе аниона Rанион. 

№ 
Вещество 
Rанион 
·1010, м 
ρ, 
кг/м3 а·1010, м
№ 
Вещество 
Rанион 
·1010, м
ρ, 
кг/м3 а·1010, м 

188 
LiBr 
1,96 
3464 
5,501 
198
CsF 
1,33 
3586 
6,020 

189 
LiF 
1,33 
2295 
4,028 
199
LiI 
2,19 
4061 
6,012 

190 
MgS 
1,82 
2860 
5,191 
200
SrS 
1,82 
3700 
6,006 

191 
α-RbСl
1,81 
2760 
3,749 
201
MnO 
1,36 
5440 
4,425 

192 
LiH 
1,36 
780 
4,093 
202
SrO 
1,36 
4650 
5,083 

193 
RbВr 
1,96 
3350 
6,868 
203
MnS 
1,82 
3990 
5,211 

194 
β-RbCl
1,81 
2760 
6,412 
204
BaO 
1,36 
5720 
5,542 

195 
RbI 
2,19 
3550 
7,340 
205
MgO 
1,36 
3580 
4,213 

196 
NH4I 
2,19 
2514 
4,380 
206
BaS 
1,82 
4250 
6,381 

197 
CsCl 
1,81 
3970 
4,100 
207
CaO 
1,36 
3370 
4,812 

2. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ 

В задачах 208–232 допишите уравнение окислительно-
восстановительной реакции, подберите коэффициенты, используя 
метод электронно-ионных полуреакций. 

№ 
Уравнение окислительно-восстановительной реакции 

208 
KMnO4 + KNO2 + H2SO4 → KNO3 + … 

209 
KClO3 + KI + HCl → KCl + . . .  

210 
K2Cr2O7 + KNO2 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + … 

211 
Na2SO3 + H2S + H2SO4 → S + … 

212 
H2O2 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + … 

213 
K2Cr2O7 + H2O2 + H2SO4 → O2 + … 

214 
Cl2 + NaOH → NaClO3 + … 

215 
KBrO3 + KBr + H2SO4 → Br2 + … 

216 
Cl2 + H2S + H2O → H2SO4 + … 

217 
KMnO4 + Na2SO3 + H2O → MnO2 + … 

218 
KMnO4 + K2SO3 + KOH → K2MnO4 + … 

219 
NaMnO4 + Na2S + H2SO4 → S + … 

220 
KMnO4 + HBr → Br2 + . . .  

221 
KClO3 + FeSO4 + H2SO4 → KCl + … 

222 
Na2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + … 

223 
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → MnSO4 + … 

224 
HBrO3 + SO2 + H2O → H2SO4 + … 

225 
KMnO4 + SO2 + KOH → MnO2 + … 

226 
KNO2 + KI + H2SO4 → NO + … 

227 
K2Cr2O7 + SnCl2 + HCl → SnCl4 + … 

228 
KMnO4 + K2SO3 + KOH → K2MnO4 + … 

229 
KMnO4 + H2O2 → O2 + … 

230 
H2O2 + CrCl3 + NaOH → Na2CrO4 + … 

231 
HIO3 + H2O2 → I2 + … 

232 
NaClO + KI + H2SO4 → NaCl + … 

В задачах 233–255 укажите, к какому типу окислительно-
восстановительных реакций (межмолекулярные, внутримолекулярные, 
диспропорционирования, контрпропорционирования) относятся 
следующие реакции, подберите коэффициенты методом 
электронно-ионных полуреакций. 

№ 
Уравнение окислительно-восстановительной реакции 

233 
N2O5 → NO2 + O2 

234 
K2SO3 + KMnO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + H2O 

235 
KClO2 → KClO3 + KCl 

236 
NO + NO2 → N2O3 

237 
CrO3 → Cr2O3 + O2 

238 
HNO3 → NO2 + O2 + H2O 

239 
H2S + H2SO3 → S + H2O 

240 
KClO3 → KCl + O2 

241 
K2 MnO4 + H2O → KMnO4 + MnO2 + KOH 

242 
NH4NO3 → N2O + H2O 

243 
MnCO3 + KClO3 → MnO2 + KCl + CO2 

244 
(NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + H2O  

245 
H2O2 → H2O + O2 

246 
H2S + SO2 → S + H2O 

247 
SO2 + O3 → SO3 + O2 

248 
KClO3 → KCl + KClO4 

249 
P + KOH + H2O → PH3 + KH2PO2 

250 
Cu(NO3)2 → CuO + NO2 + O2 

251 
KOH + Cl2 → KCl + KClO3 + H2O 

252 
FeCl2 + Cl2 → FeCl3 

253 
WC → W2C + Cграфит 

254 
CO2 + C → CO 

255 
NH4NO2 → N2 + H2O 

В задачах 256–269 подберите коэффициенты в уравнениях 
окислительно-восстановительных реакций с участием комплексных 
соединений любым методом.  

№ 
Уравнение окислительно-восстановительной реакции 

256 
Na[Сr(OH)4] + NaOH + Br2 → Na2CrO4 + NaBr + H2O  

257 
Pt + HCl + HNO3 → H2 [PtCl6] + NO + H2O  

258 
Ti + HNO3 + HF → H2[TiF6] + NO + H2O  

259 
Zn + KOH + H2O → K2[Zn(OH)4] + H2 

260 
K2[TaF7] + K → Ta + KF