Из предложенного перечня выберите все реакции, для которых увеличение давления приводит к увеличению скорости реакции. 1) CaCO3 + 2HBr(р-р) \(\xrightarrow{}\) CaBr2 + CO2 + H2O; 2) CH2=CH2 + H2 \(\xrightarrow{}\) CH3-CH3; 3) H2 + Cl2 \(\xrightarrow{}\) 2HCl; 4) 2CH4 \(\xrightarrow{}\) C2H2 + 3H2; 5) KH + H2O(ж.) \(\xrightarrow{}\) KOH + H2. Запишите номера выбранных ответов.

Давление влияет на скорость только тогда, когда среди исходных веществ есть газы: сжатие уменьшает объём, концентрации газов растут, число столкновений частиц увеличивается — скорость растёт. Если реагенты — только твёрдые вещества, жидкости или растворы, их концентрации от давления практически не зависят. Нет. \(CaCO_{3} + 2HBr \rightarrow CaBr_{2} + CO_{2}\uparrow + H_{2}O\): реагируют твёрдая соль и раствор кислоты. Газ \(CO_{2}\) появляется только как продукт, а на скорость влияют концентрации исходных веществ. Да. \(CH_{2}=CH_{2} + H_{2} \rightarrow CH_{3}-CH_{3}\): оба реагента — газы, при повышении давления их концентрации возрастают. Да. \(H_{2} + Cl_{2} \rightarrow 2HCl\): исходные вещества — газы. Да. \(2CH_{4} \rightarrow C_{2}H_{2} + 3H_{2}\): метан — газ, рост давления увеличивает его концентрацию. Нет. \(KH + H_{2}O \rightarrow KOH + H_{2}\uparrow\): реагируют твёрдый гидрид и жидкая вода, газообразный водород — лишь продукт. Ответ: 234.

Установите соответствие между уравнением реакции и изменением степени окисления окислителя в данной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ: А) SO2 + NO2 = SO3 + NO; Б) 2NH3 + 2Na = 2NaNH2 + H2; В) 4NH3 + 6NO = 5N2 + 6H2O ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ: 1) -1 \(\xrightarrow{}\) 0; 2) +4 \(\xrightarrow{}\) +2; 3) +1 \(\xrightarrow{}\) 0; 4) +2 \(\xrightarrow{}\) 0

Окислитель — элемент, который понижает степень окисления, принимая электроны. Поэтому в каждом уравнении достаточно найти атом, у которого степень окисления уменьшилась. А) \(S^{+4}O_{2} + N^{+4}O_{2} = S^{+6}O_{3} + N^{+2}O\). Сера повышает степень окисления с \(+4\) до \(+6\) — это восстановитель, а азот принимает электроны: \(N^{+4} \rightarrow N^{+2}\). Окислитель — \(NO_{2}\), изменение \(+4 \rightarrow +2\) — вариант 2. Б) \(2N^{-3}H_{3}^{+1} + 2Na^{0} = 2NaN^{-3}H_{2}^{+1} + H_{2}^{0}\). Азот сохраняет степень окисления \(-3\), натрий её повышает с \(0\) до \(+1\). Электроны принимает водород аммиака, причём только часть его атомов — та, что выделяется в виде \(H_{2}\): \(H^{+1} \rightarrow H^{0}\). Окислитель — \(NH_{3}\) за счёт водорода, изменение \(+1 \rightarrow 0\) — вариант 3. В) \(4N^{-3}H_{3} + 6N^{+2}O = 5N_{2}^{0} + 6H_{2}O\). Здесь азот выступает и окислителем, и восстановителем: из аммиака он повышает степень окисления \(-3 \rightarrow 0\), а из оксида азота(II) понижает \(+2 \rightarrow 0\). Окислитель — \(NO\), изменение \(+2 \rightarrow 0\) — вариант 4. Ответ: 234.

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) сера; В) водород ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ: 1) водного раствора CuSO4; 2) водного раствора K2S; 3) водного раствора HgCl2; 4) расплава KF

В заданиях этой линии сначала смотрят, что подвергают электролизу: у вариантов 1–3 это водные растворы (значит, в разрядке участвует и вода), у варианта 4 — расплав (воды нет, разряжаются только ионы соли). Раствор \(CuSO_{4}\): на катоде разряжается малоактивный катион меди, на аноде окисляется вода, так как кислородсодержащий остаток \(SO_{4}^{2-}\) не окисляется. К: \(Cu^{2+} + 2e \rightarrow Cu^{0}\) А: \(2H_{2}O - 4e \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) \(2CuSO_{4} + 2H_{2}O \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 2Cu + O_{2}\uparrow + 2H_{2}SO_{4}\) Раствор \(K_{2}S\): калий — активный металл, поэтому на катоде восстанавливается вода; на аноде сульфид-ион как бескислородный анион окисляется до простого вещества. К: \(2H_{2}O + 2e \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) А: \(S^{2-} - 2e \rightarrow S^{0}\downarrow\) \(K_{2}S + 2H_{2}O \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} H_{2}\uparrow + S\downarrow + 2KOH\) Раствор \(HgCl_{2}\): выделяются ртуть и хлор, ни кислорода, ни водорода, ни серы здесь нет. К: \(Hg^{2+} + 2e \rightarrow Hg^{0}\) А: \(2Cl^{-} - 2e \rightarrow Cl_{2}\uparrow\) \(HgCl_{2} \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} Hg + Cl_{2}\uparrow\) Расплав \(KF\): воды нет, поэтому на катоде восстанавливается сам калий, а на аноде выделяется фтор. К: \(K^{+} + e \rightarrow K^{0}\) А: \(2F^{-} - 2e \rightarrow F_{2}\uparrow\) \(2KF \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 2K + F_{2}\uparrow\) А) Кислород — 1. Единственный случай, где на аноде окисляется вода: анион \(SO_{4}^{2-}\) кислородсодержащий и остаётся в растворе. Б) Сера — 2. Бескислородный анион \(S^{2-}\) окисляется на аноде до свободной серы. В) Водород — 2. В том же электролизе на катоде вместо активного калия восстанавливается вода с выделением водорода, то есть раствор \(K_{2}S\) даёт сразу два нужных продукта — серу и водород. Ответ: 122

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) силикат натрия; 2) фосфорная кислота; 3) нитрат кальция; 4) гидроксид бария. Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая.

Здесь всё решает то, к какому типу относится каждое вещество: кислота, щёлочь или соль, а если соль — то какого «происхождения» её ион. Силикат натрия \(Na_{2}SiO_{3}\) — соль сильного основания \(NaOH\) и очень слабой кремниевой кислоты \(H_{2}SiO_{3}\). Гидролиз идёт по аниону: \(SiO_{3}^{2-} + H_{2}O \rightleftharpoons HSiO_{3}^{-} + OH^{-}\). Накапливаются гидроксид-ионы, поэтому среда щелочная, \(pH > 7\). Фосфорная кислота \(H_{3}PO_{4}\) — кислота (средней силы), в растворе отщепляет катионы водорода: \(H_{3}PO_{4} \rightleftharpoons H^{+} + H_{2}PO_{4}^{-}\). Гидролизу не подвергается, среда кислая, \(pH < 7\) — самое маленькое значение из всех четырёх. Нитрат кальция \(Ca(NO_{3})_{2}\) — соль сильного основания \(Ca(OH)_{2}\) и сильной кислоты \(HNO_{3}\). Ни катион, ни анион с водой не связываются, гидролизу не подвергается, среда нейтральная, \(pH = 7\). Гидроксид бария \(Ba(OH)_{2}\) — щёлочь, диссоциирует полностью и сразу даёт по два гидроксид-иона: \(Ba(OH)_{2} = Ba^{2+} + 2OH^{-}\). Гидролизу не подвергается, среда сильнощелочная, \(pH\) наибольший. Теперь выстраиваем вещества по возрастанию \(pH\). Сначала идёт кислота — вещество 2. За ней нейтральный раствор соли \(Ca(NO_{3})_{2}\) — вещество 3. Дальше две щелочные среды, и здесь важно их различить: гидролиз силиката обратим, гидроксид-ионов образуется немного, тогда как щёлочь \(Ba(OH)_{2}\) при той же концентрации диссоциирует нацело и даёт \(OH^{-}\) вдвое больше. Значит, силикат натрия (1) стоит перед гидроксидом бария (4). Получаем ряд: \(2 < 3 < 1 < 4\). Ответ: 2314.

Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему CH4(г) + H2O(г) ⇌ CO(г) + 3H2(г) - Q и направлением смещения химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ: А) увеличение концентрации оксида углерода(II); Б) повышение давления; В) повышение температуры; Г) увеличение концентрации метана. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ: 1) смещается в сторону обратной реакции; 2) практически не смещается; 3) смещается в сторону прямой реакции.

Принцип Ле Шателье: если на систему в равновесии подействовать извне (изменить концентрацию, давление или температуру), равновесие смещается в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие. Разберём саму систему: \(CH_{4(г)} + H_{2}O_{(г)} \rightleftharpoons CO_{(г)} + 3H_{2(г)} - Q\). Слева \(1 + 1 = 2\) моль газов, справа \(1 + 3 = 4\) моль, то есть прямая реакция идёт с увеличением числа молей газа. Запись \(-Q\) означает, что прямая реакция эндотермическая (идёт с поглощением теплоты), а обратная — экзотермическая. А) Увеличение концентрации \(CO\) — это продукт. Система стремится израсходовать его избыток, поэтому усиливается расход \(CO\), то есть обратная реакция. Равновесие смещается влево, в сторону обратной реакции — 1. Б) Повышение давления — система «сопротивляется» сжатию и уходит туда, где молей газа меньше. Меньше их слева (2 против 4), поэтому равновесие смещается влево, в сторону обратной реакции — 1. В) Повышение температуры — избыток теплоты поглощается эндотермической реакцией, а это прямая реакция (\(-Q\)). Равновесие смещается вправо, в сторону прямой реакции — 3. Г) Увеличение концентрации \(CH_{4}\) — это исходное вещество. Его избыток расходуется в прямой реакции, скорость которой возрастает. Равновесие смещается вправо, в сторону прямой реакции — 3. Отдельно запомни два случая, которые в подобных заданиях дают вариант «практически не смещается»: катализатор одинаково ускоряет и прямую, и обратную реакции, поэтому он лишь быстрее приводит систему к равновесию, но положение равновесия не меняет; и вещество, которого в уравнении нет (например, добавление постороннего газа при постоянном объёме), не входит в выражение константы равновесия и на смещение не влияет. Ответ: 1133.