Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) NaClO3 2) KClO 3) (NH4)2SO4 4) HI. Запишите номера веществ в порядке убывания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая. (Для выполнения задания используйте справочные данные со стр. 24.)

Характер среды определяем по составу вещества: соль — по силе кислоты и основания, её образовавших, кислота — по её силе (по таблице на стр. 24). 1) \(NaClO_{3}\) — соль сильного основания \(NaOH\) и сильной кислоты \(HClO_{3}\). Гидролизу не подвергается, среда нейтральная, \(pH \approx 7\). 2) \(KClO\) — соль сильного основания \(KOH\) и слабой кислоты \(HClO\). Гидролиз идёт по аниону: \(ClO^{-} + H_{2}O \rightleftharpoons HClO + OH^{-}\). Накапливаются \(OH^{-}\), среда щелочная, \(pH > 7\). 3) \((NH_{4})_{2}SO_{4}\) — соль слабого основания \(NH_{3} \cdot H_{2}O\) и сильной кислоты \(H_{2}SO_{4}\). Гидролиз по катиону: \(NH_{4}^{+} + H_{2}O \rightleftharpoons NH_{3} \cdot H_{2}O + H^{+}\). Среда кислая, \(pH < 7\), но кислотность слабая, так как гидролиз обратим и идёт лишь частично. 4) \(HI\) — сильная кислота, диссоциирует практически полностью: \(HI \rightarrow H^{+} + I^{-}\). Среда кислая, и при одинаковой концентрации концентрация \(H^{+}\) здесь наибольшая, то есть \(pH\) самый низкий. Выстраиваем растворы по убыванию \(pH\): сначала единственный щелочной раствор, затем нейтральный, затем слабокислый (частичный гидролиз) и в конце сильнокислый (полная диссоциация сильной кислоты). Ответ: 2134

Установите соответствие между внешним воздействием на систему Fe2O3(тв.) + 3H2(г.) 2Fe(тв.) + 3H2O(г.) - Q и смещением химического равновесия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ: А) повышение температуры; Б) повышение давления; В) использование катализатора; Г) удаление паров воды. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ: 1) смещается в сторону прямой реакции; 2) смещается в сторону обратной реакции; 3) практически не смещается.

Принцип Ле Шателье: если на систему в равновесии подействовать извне, равновесие смещается в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие. Разбираем саму систему \(Fe_{2}O_{3(тв.)} + 3H_{2(г.)} \rightleftarrows 2Fe_{(тв.)} + 3H_{2}O_{(г.)} - Q\): прямая реакция эндотермическая (\(-Q\), теплота поглощается), а число молей газов слева и справа одинаково — \(3\) моль \(H_{2}\) против \(3\) моль \(H_{2}O\) (твёрдые \(Fe_{2}O_{3}\) и \(Fe\) в подсчёте газов не участвуют). А) Повышение температуры — 1 (вправо). При нагревании равновесие смещается в сторону реакции, поглощающей теплоту, чтобы ослабить нагрев. Прямая реакция идёт с поглощением теплоты (\(-Q\)), значит равновесие смещается в сторону прямой реакции. Б) Повышение давления — 3 (не смещается). Давление влияет только тогда, когда числа молей газов в левой и правой части различны. Здесь \(3\) моль газа переходят в \(3\) моль газа, объём газовой смеси при сдвиге в любую сторону не меняется, поэтому смещать равновесие системе «невыгодно» ни туда, ни обратно. В) Использование катализатора — 3 (не смещается). Катализатор одинаково ускоряет и прямую, и обратную реакции, поэтому равновесие достигается быстрее, но положение его остаётся тем же — состав равновесной смеси не изменяется. Г) Удаление паров воды — 1 (вправо). \(H_{2}O\) — продукт прямой реакции. Уменьшая её концентрацию, мы заставляем систему восполнять убыль продукта, то есть равновесие смещается в сторону прямой реакции. Ответ: 1331.

В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество фторида хлора(I). В результате протекания обратимой реакции 3ClF(г.) ClF3(г.) + Cl2(г.) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации фторида хлора(I) и хлора составили 0,2 моль/л и 0,2 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию ClF (X) и равновесную концентрацию ClF3 (Y). Выберите из списка номера правильных ответов. 1) 0,1 моль/л 2) 0,2 моль/л 3) 0,3 моль/л 4) 0,4 моль/л 5) 0,5 моль/л 6) 0,8 моль/л. Запишите выбранные номера в таблицу под соответствующими буквами (X, Y).

Реакция: \(3ClF \rightleftharpoons ClF_{3} + Cl_{2}\). По коэффициентам на каждый 1 моль образовавшегося \(Cl_{2}\) расходуется втрое больше \(ClF\), а \(ClF_{3}\) образуется столько же, сколько \(Cl_{2}\) (1 : 1). Изменение концентрации хлора: изначально \(Cl_{2}\) в реакторе не было, значит образовалось \(\Delta c(Cl_{2}) = 0{,}2 - 0 = 0{,}2\) моль/л. Изменение концентрации \(ClF\): в 3 раза больше, \(\Delta c(ClF) = 3 \cdot 0{,}2 = 0{,}6\) моль/л — столько прореагировало. Исходная концентрация \(ClF\) — это равновесная плюс прореагировавшая: \(X = c(ClF) = 0{,}2 + 0{,}6 = 0{,}8\) моль/л. Равновесная концентрация \(ClF_{3}\) равна изменению её концентрации, так как в начале трифторида хлора не было: \(Y = [ClF_{3}] = 0{,}2\) моль/л. Ответ: X — 6 (0,8 моль/л), Y — 2 (0,2 моль/л), то есть 62.

Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком протекающей между ними реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА: А) C2H5CHO и Ag2O (NH3 р-р); Б) CH2OH-CHOH-CH2OH и Cu(OH)2; В) CH3COOH и Mg; Г) CH3CH=CH2 и Br2. ПРИЗНАК РЕАКЦИИ: 1) образование осадка; 2) обесцвечивание раствора; 3) появление синей окраски; 4) появление красной окраски; 5) выделение газа.

Ответ: 1352 В этом задании нужно определить, что именно увидит наблюдатель: осадок, изменение цвета раствора или газ. Разбираем по буквам. А) \(C_{2}H_{5}CHO\) и \(Ag_{2}O\) (\(NH_{3}\) р-р) — 1) образование осадка. Пропаналь — альдегид, он окисляется аммиачным раствором оксида серебра («реакция серебряного зеркала»). Признак: на стенках пробирки выделяется металлическое серебро — серый осадок (блестящий налёт). \(C_{2}H_{5}CHO + Ag_{2}O \overset{t}{\rightarrow} C_{2}H_{5}COOH + 2Ag\downarrow\) Б) \(CH_{2}OH-CHOH-CH_{2}OH\) и \(Cu(OH)_{2}\) — 3) появление синей окраски. Глицерин — многоатомный спирт, он растворяет голубой осадок \(Cu(OH)_{2}\) с образованием комплексного глицерата меди(II). Признак: осадок исчезает, раствор становится ярко-синим (василькового цвета). Нагревание не нужно — это качественная реакция на многоатомные спирты. \(2C_{3}H_{5}(OH)_{3} + Cu(OH)_{2} \rightarrow (C_{3}H_{7}O_{3})_{2}Cu + 2H_{2}O\) В) \(CH_{3}COOH\) и \(Mg\) — 5) выделение газа. Уксусная кислота — слабая, но кислота, поэтому реагирует с активным металлом, стоящим в ряду активности до водорода. Признак: пузырьки газа — выделяется водород. \(2CH_{3}COOH + Mg \rightarrow (CH_{3}COO)_{2}Mg + H_{2}\uparrow\) Г) \(CH_{3}CH=CH_{2}\) и \(Br_{2}\) — 2) обесцвечивание раствора. Пропен содержит двойную связь \(C=C\), по которой идёт присоединение брома. Бром расходуется, поэтому признак: бромная вода обесцвечивается (жёлто-оранжевый цвет исчезает). Это качественная реакция на кратную связь. \(CH_{3}CH=CH_{2} + Br_{2} \rightarrow CH_{3}CHBr-CH_{2}Br\) Выписываем цифры под буквами А, Б, В, Г: 1352.

Установите соответствие между органическим веществом и его природным источником или способом промышленного получения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО: А) метанол; Б) пропан; В) ацетилен. ПРИРОДНЫЙ ИСТОЧНИК ИЛИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ: 1) является основным компонентом природного газа; 2) в значительных количествах содержится в попутном нефтяном газе; 3) получают высокотемпературной обработкой метана; 4) получают из синтез-газа.

Разберём каждое вещество отдельно. А) Метанол — 4. В промышленности метанол получают из синтез-газа (смеси \(CO\) и \(H_{2}\)), который, в свою очередь, образуется при конверсии метана с водяным паром. Реакция идёт при повышенных температуре и давлении в присутствии катализатора: \(CO + 2H_{2} \overset{t, p, kat}{\rightarrow} CH_{3}OH\). Б) Пропан — 2. Попутный нефтяной газ, растворённый в нефти и выделяющийся при её добыче, богат гомологами метана — этаном, пропаном и бутаном. Именно из него пропан выделяют в значительных количествах (в природном газе его доля мала). В) Ацетилен — 3. Высокотемпературная обработка метана — пиролиз при температуре около \(1500\,^{\circ}C\) с быстрым охлаждением — даёт ацетилен: \(2CH_{4} \overset{1500\,^{\circ}C}{\rightarrow} C_{2}H_{2} + 3H_{2}\). Вариант 1 (основной компонент природного газа) относится к метану и в ответе не используется. Ответ: 423.