Из предложенного перечня выберите все реакции, которые при одинаковых температуре и концентрации кислот протекают с большей скоростью, чем взаимодействие оксида цинка с раствором уксусной кислоты. 1) взаимодействие оксида цинка с раствором серной кислоты 2) взаимодействие оксида цинка с раствором бутановой кислоты 3) взаимодействие растворов сульфида калия и уксусной кислоты 4) взаимодействие растворов гидроксида калия и уксусной кислоты 5) взаимодействие растворов гидроксида бария и азотной кислоты Запишите номера выбранных ответов.

Скорость взаимодействия оксида цинка с раствором уксусной кислоты определяется двумя факторами: реакция гетерогенная (твёрдый \(ZnO\) + раствор), поэтому идёт только на поверхности оксида, а сама уксусная кислота — слабая, то есть концентрация ионов \(H^{+}\) в её растворе мала. Значит, быстрее пойдут те реакции, где либо кислота сильнее (больше ионов \(H^{+}\)), либо процесс гомогенный — между растворами, где частицы сталкиваются во всём объёме. 1) Серная кислота — сильная, в растворе практически полностью распадается на ионы, концентрация \(H^{+}\) намного выше, чем в уксусной той же концентрации: \(ZnO + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}O\). Скорость больше — подходит. 3) Реакция идёт между двумя растворами, то есть в объёме, а не на поверхности твёрдого вещества; кроме того, ионы \(S^{2-}\) связывают \(H^{+}\) с выделением газа: \(K_{2}S + 2CH_{3}COOH = 2CH_{3}COOK + H_{2}S\uparrow\). Подходит. 4) Тоже реакция между растворами; нейтрализация с участием ионов \(OH^{-}\) протекает практически мгновенно: \(KOH + CH_{3}COOH = CH_{3}COOK + H_{2}O\). Подходит. 5) Гомогенная реакция сильного основания с сильной кислотой, сводится к \(H^{+} + OH^{-} = H_{2}O\) — одна из самых быстрых: \(Ba(OH)_{2} + 2HNO_{3} = Ba(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O\). Подходит. 2) Бутановая кислота \(C_{3}H_{7}COOH\) — тоже слабая, причём с удлинением углеводородного радикала сила предельных карбоновых кислот убывает, поэтому ионов \(H^{+}\) в её растворе даже меньше, чем в растворе уксусной. Реакция с \(ZnO\) остаётся гетерогенной и идёт медленнее — не подходит. Ответ: 1345.

Установите соответствие между схемой реакции и изменением степени окисления восстановителя в ней: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. СХЕМА РЕАКЦИИ: А) KNO3 \(\xrightarrow{}\) KNO2 + O2 Б) KNO3 + P \(\xrightarrow{}\) KNO2 + P2O5 В) NO2 + KOH \(\xrightarrow{}\) KNO2 + KNO3 + H2O ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЯ: 1) +4 \(\xrightarrow{}\) +5 2) +3\(\xrightarrow{}\) +5 3) -2 \(\xrightarrow{}\) 0 4) 0 \(\xrightarrow{}\) +5

Восстановитель — это частица, которая отдаёт электроны, поэтому его степень окисления в ходе реакции повышается. Значит, в каждой схеме нужно найти элемент, у которого степень окисления растёт. А) \(2KNO_{3} \overset{t}{\rightarrow} 2KNO_{2} + O_{2}\uparrow\): азот понижает степень окисления с \(+5\) до \(+3\), то есть он окислитель. Повышает её кислород — из нитрат-иона он выходит в виде простого вещества: \(O^{-2} \rightarrow O^{0}\). Восстановитель — кислород, ответ 3. Б) \(5KNO_{3} + 2P \rightarrow 5KNO_{2} + P_{2}O_{5}\): азот снова только понижает степень окисления с \(+5\) до \(+3\). Электроны ему отдаёт фосфор, который из простого вещества переходит в оксид: \(P^{0} \rightarrow P^{+5}\). Ответ 4. В) \(2NO_{2} + 2KOH = KNO_{2} + KNO_{3} + H_{2}O\): здесь азот один и тот же элемент выступает и окислителем, и восстановителем (диспропорционирование). Как восстановитель он повышает степень окисления с \(+4\) в \(NO_{2}\) до \(+5\) в \(KNO_{3}\): \(N^{+4} \rightarrow N^{+5}\). Ответ 1. Обрати внимание: вариант \(+3 \rightarrow +5\) не подходит ни к одной схеме, потому что нигде нет исходного вещества с азотом в степени окисления \(+3\) — нитрит везде только продукт. Ответ: 341

Установите соответствие между веществом и возможным способом его получения путём электролиза: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВЕЩЕСТВО: А) кислород Б) фтор В) натрий ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ: 1) водного раствора NaF 2) расплава NaCl 3) расплава KF 4) водного раствора CuBr2

В задании встречаются и растворы, и расплавы: 1) водный раствор \(NaF\); 2) расплав \(NaCl\); 3) расплав \(KF\); 4) водный раствор \(CuBr_{2}\). Водный раствор \(NaF\). Ион \(Na^{+}\) — активный металл, на катоде восстанавливается вода; ион \(F^{-}\) на аноде не окисляется (кислородсодержащие и фторид-ионы в растворе устойчивы), поэтому окисляется вода: катод: \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) анод: \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) \(2H_{2}O \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow\) Выделяется кислород — вариант для А. Расплав \(NaCl\). Воды нет, разряжаются сами ионы соли: катод: \(Na^{+} + e^{-} \rightarrow Na\) анод: \(2Cl^{-} - 2e^{-} \rightarrow Cl_{2}\uparrow\) \(2NaCl \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 2Na + Cl_{2}\uparrow\) Получается натрий — вариант для В. В водном растворе \(NaCl\) натрий получить нельзя, там на катоде идёт \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\). Расплав \(KF\). катод: \(K^{+} + e^{-} \rightarrow K\) анод: \(2F^{-} - 2e^{-} \rightarrow F_{2}\uparrow\) \(2KF \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 2K + F_{2}\uparrow\) Выделяется фтор — вариант для Б. Это единственный способ получения \(F_{2}\): в водном растворе фторид-ион не окисляется, вместо него окисляется вода. Водный раствор \(CuBr_{2}\). Медь стоит после водорода, поэтому восстанавливается сам катион; бромид-ион окисляется легче воды: катод: \(Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu\) анод: \(2Br^{-} - 2e^{-} \rightarrow Br_{2}\) \(CuBr_{2} \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} Cu + Br_{2}\) Ни одно из искомых веществ здесь не образуется. Ответ: 132.

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) Cr(NO3)3 2) Ca(OH)2 3) CH3COONH4 4) HClO4 Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая. (Для выполнения задания используйте справочные данные.)

Чтобы расставить растворы по возрастанию pH, сначала определим среду каждого. 4) \(HClO_{4}\) — хлорная кислота, одна из самых сильных кислот, в растворе диссоциирует полностью: \(HClO_{4} \rightarrow H^{+} + ClO_{4}^{-}\). Свободных ионов \(H^{+}\) больше всего, поэтому среда резко кислая и pH самый низкий. 1) \(Cr(NO_{3})_{3}\) — соль слабого основания \(Cr(OH)_{3}\) и сильной кислоты \(HNO_{3}\), значит идёт гидролиз по катиону: \(Cr^{3+} + H_{2}O \rightleftharpoons CrOH^{2+} + H^{+}\). Среда кислая, но гидролиз обратим и идёт лишь частично, поэтому ионов \(H^{+}\) заметно меньше, чем в растворе сильной кислоты той же концентрации: pH выше, чем у \(HClO_{4}\), но ниже 7. 3) \(CH_{3}COONH_{4}\) — соль слабого основания \(NH_{3} \cdot H_{2}O\) и слабой кислоты \(CH_{3}COOH\), гидролиз идёт одновременно по катиону и по аниону: \(CH_{3}COO^{-} + NH_{4}^{+} + H_{2}O \rightleftharpoons CH_{3}COOH + NH_{3} \cdot H_{2}O\). Силы кислоты и основания практически совпадают, поэтому накопления ни \(H^{+}\), ни \(OH^{-}\) не происходит — среда нейтральная, pH ≈ 7. 2) \(Ca(OH)_{2}\) — щёлочь, сильное основание, диссоциирует полностью: \(Ca(OH)_{2} \rightarrow Ca^{2+} + 2OH^{-}\). Причём с каждой формульной единицы получается сразу два иона \(OH^{-}\), так что среда сильнощелочная и pH наибольший. Выстраиваем по возрастанию pH: сильная кислота → кислая соль по гидролизу → нейтральный раствор → щёлочь. Ответ: 4132

Установите соответствие между уравнением обратимой химической реакции и смещением химического равновесия при понижении давления в системе: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ: А) C2H6(г) C2H2(г) + 2H2(г) Б) 2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г) В) Fe2O3(тв) + 3H2(г) 2Fe(тв) + 3H2O(г) Г) 2HI(г) H2(г) + I2(г) 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. При понижении давления система «стремится» давление повысить, то есть равновесие сдвигается туда, где газов больше — в сторону большего числа молей газообразных веществ. Считаем только газы: твёрдые и жидкие вещества в подсчёт не входят. А) \(C_{2}H_{6(г)} \rightleftharpoons C_{2}H_{2(г)} + 2H_{2(г)}\) — слева 1 моль газа, справа \(1 + 2 = 3\) моль. Понижение давления выгодно той стороне, где газов больше, значит равновесие смещается в сторону прямой реакции. Ответ: 1 Б) \(2SO_{2(г)} + O_{2(г)} \rightleftharpoons 2SO_{3(г)}\) — слева \(2 + 1 = 3\) моль газа, справа 2 моль. Больше газа слева, поэтому при понижении давления равновесие смещается в сторону обратной реакции. Ответ: 2 В) \(Fe_{2}O_{3(тв)} + 3H_{2(г)} \rightleftharpoons 2Fe_{(тв)} + 3H_{2}O_{(г)}\) — \(Fe_{2}O_{3}\) и \(Fe\) твёрдые, их не учитываем; газов слева 3 моль и справа 3 моль. Числа молей газов равны, изменение давления ни одну сторону не поощряет — равновесие практически не смещается. Ответ: 3 Г) \(2HI_{(г)} \rightleftharpoons H_{2(г)} + I_{2(г)}\) — слева 2 моль газа, справа \(1 + 1 = 2\) моль. Число молей газов не меняется, поэтому давление на положение равновесия не влияет. Ответ: 3 Что полезно помнить дополнительно: Тепловой эффект здесь ни при чём: температуру мы не меняем, а давление на \(\Delta H\) не «реагирует» — знак теплового эффекта учитывают только при нагревании или охлаждении (в сторону эндотермической реакции при нагревании и экзотермической при охлаждении). Понижение давления работает через концентрации: объём системы растёт, концентрации всех газов падают, и равновесие уходит туда, где молекул газа образуется больше — так их число, а значит и давление, частично восстанавливается. Катализатор равновесие не смещает. Он одинаково ускоряет прямую и обратную реакции, поэтому меняет только время достижения равновесия, но не его положение и не выход продукта. Вещество, которого в системе нет, на равновесие не влияет. Например, добавление воды или инертного газа при постоянном объёме не меняет концентраций участников реакции, и равновесие остаётся на месте; сдвиг дают только изменения концентраций тех веществ, которые входят в уравнение. Ответ: 1233