Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. СОЛЬ: А) K3PO4 Б) CuCl2 В) KCl ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА: 1) металл и галоген 2) водород и галоген 3) водород и кислород 4) металл, водород и галоген

Во всех трёх случаях электролизу подвергают водный раствор соли на инертных электродах, поэтому в процессах может участвовать вода: на катоде она восстанавливается вместо катионов активных металлов, на аноде окисляется вместо кислородсодержащих анионов. А) \(K_{3}PO_{4}\) — водород и кислород (3). Катион \(K^{+}\) в растворе не восстанавливается, анион \(PO_{4}^{3-}\) не окисляется, поэтому на обоих электродах реагирует только вода: К(–): \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) А(+): \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) \(2H_{2}O \overset{электролиз}{\rightarrow} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow\) Б) \(CuCl_{2}\) — металл и галоген (1). Медь стоит после водорода, её катион восстанавливается до металла; хлорид-ион окисляется до хлора: К(–): \(Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu\) А(+): \(2Cl^{-} - 2e^{-} \rightarrow Cl_{2}\uparrow\) \(CuCl_{2} \overset{электролиз}{\rightarrow} Cu + Cl_{2}\uparrow\) В) \(KCl\) — водород и галоген (2). Калий — активный металл, на катоде восстанавливается вода; на аноде окисляется хлорид-ион. Образующийся \(KOH\) остаётся в растворе и к продуктам на электродах не относится: К(–): \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) А(+): \(2Cl^{-} - 2e^{-} \rightarrow Cl_{2}\uparrow\) \(2KCl + 2H_{2}O \overset{электролиз}{\rightarrow} 2KOH + H_{2}\uparrow + Cl_{2}\uparrow\) Ответ: 312

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) ацетат кальция 2) перхлорат калия 3) гидроксид стронция 4) хлороводородная кислота Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая.

Ключ к линии 21 — сначала определить среду каждого раствора, а затем расставить растворы от самого кислого к самому щелочному. Ацетат кальция \((CH_{3}COO)_{2}Ca\) — соль сильного основания \(Ca(OH)_{2}\) и слабой уксусной кислоты, поэтому идёт гидролиз по аниону: \(CH_{3}COO^{-} + H_{2}O \rightleftarrows CH_{3}COOH + OH^{-}\). Накапливаются гидроксид-ионы, среда щелочная, но слабо — гидролиз обратим и идёт лишь частично. Перхлорат калия \(KClO_{4}\) — соль сильного основания \(KOH\) и сильной хлорной кислоты \(HClO_{4}\). Гидролизу не подвергается, ионы \(K^{+}\) и \(ClO_{4}^{-}\) с водой не связываются, среда нейтральная (\(pH = 7\)). Гидроксид стронция \(Sr(OH)_{2}\) — щёлочь, сильное основание, полностью диссоциирует: \(Sr(OH)_{2} \rightarrow Sr^{2+} + 2OH^{-}\). Среда сильнощелочная, причём концентрация \(OH^{-}\) заметно выше, чем при обратимом гидролизе ацетата. Хлороводородная кислота \(HCl\) — сильная кислота, диссоциирует нацело: \(HCl \rightarrow H^{+} + Cl^{-}\). Среда сильнокислая, самое большое содержание ионов \(H^{+}\). Теперь выстраиваем растворы по возрастанию \(pH\), то есть от кислых к щелочным. Ниже всех сильная кислота — раствор \(HCl\) (4). Затем нейтральный раствор перхлората калия (2) с \(pH = 7\). Дальше идут щелочные растворы: сначала ацетат кальция (1), где щёлочность создаётся только слабым обратимым гидролизом, а затем гидроксид стронция (3) — при одинаковой концентрации сильное основание даёт гораздо больше \(OH^{-}\), чем гидролизующаяся соль. Ответ: 4213.

Установите соответствие между внешним воздействием на равновесную систему COCl2(г.) ⇄ CO(г.) + Cl2(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 хлора Б) добавление катализатора В) повышение температуры Г) понижение давления ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ: 1) смещается в сторону обратной реакции 2) практически не смещается 3) смещается в сторону прямой реакции

Принцип Ле Шателье: если на равновесную систему подействовать извне, равновесие сместится в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие. Для реакции \(COCl_{2} \rightleftarrows CO + Cl_{2} - Q\) запомним два признака: прямая реакция идёт с увеличением числа молей газов (1 моль газа \(\rightarrow\) 2 моль газа) и является эндотермической (тепло поглощается, знак \(-Q\)); обратная, соответственно, идёт с уменьшением объёма газов и с выделением теплоты. А) увеличение концентрации хлора — 1. Хлор \(Cl_{2}\) — продукт прямой реакции. Система стремится погасить избыток продукта, то есть израсходовать его, поэтому усиливается обратная реакция \(CO + Cl_{2} \rightarrow COCl_{2}\): равновесие смещается в сторону обратной реакции. Б) добавление катализатора — 2. Катализатор одинаково ускоряет и прямую, и обратную реакции, поэтому лишь быстрее приводит систему к равновесию, но не меняет равновесных концентраций. Равновесие практически не смещается. В) повышение температуры — 3. При нагревании равновесие смещается в сторону эндотермической реакции, чтобы поглотить подведённое тепло. Здесь тепло поглощает прямая реакция (\(-Q\)), значит равновесие смещается в сторону прямой реакции. Г) понижение давления — 3. При понижении давления система «отвечает» увеличением числа молей газов, чтобы давление частично восстановить. Молей газа больше справа (2 против 1), поэтому равновесие смещается в сторону прямой реакции. Ответ: 1233. На заметку: изменение концентрации влияет на равновесие только для тех веществ, которые реально участвуют в реакции и присутствуют в системе; добавление вещества, которого в этой системе нет, равновесие не сместит. Также не влияет на смещение равновесия ввод катализатора или инертного газа при постоянном объёме — воздействовать нужно на концентрации, температуру или объём (давление) самих участников.

В реактор постоянного объёма поместили оксид азота(II) и кислород. В результате протекания обратимой реакции 2NO(г.) + O2(г.) ⇄ 2NO2(г.) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации оксида азота(II), кислорода и оксида азота(IV) составили 0,2 моль/л, 0,4 моль/л и 0,8 моль/л соответственно. Определите исходные концентрации NO (X) и O2 (Y). 1) 0,2 моль/л 2) 0,4 моль/л 3) 0,6 моль/л 4) 0,8 моль/л 5) 1,0 моль/л 6) 1,2 моль/л Запишите выбранные номера (X, Y).

1) По уравнению \(2NO + O_{2} = 2NO_{2}\) на 2 моль образовавшегося \(NO_{2}\) расходуется 2 моль \(NO\) и 1 моль \(O_{2}\), то есть \(NO\) расходуется столько же, сколько получилось \(NO_{2}\), а кислорода — в 2 раза меньше. 2) К равновесию образовалось \(NO_{2}\): 0,8 моль/л. Значит, прореагировало \(NO\): 0,8 моль/л, а \(O_{2}\): 0,8 : 2 = 0,4 моль/л. 3) Исходная концентрация равна сумме равновесной и прореагировавшей: \(c_{исх}(NO) = 0{,}2 + 0{,}8 = 1{,}0\) моль/л; \(c_{исх}(O_{2}) = 0{,}4 + 0{,}4 = 0{,}8\) моль/л. 4) По условию спрашивают исходные концентрации: \(X = 1{,}0\) моль/л — это вариант 5, \(Y = 0{,}8\) моль/л — вариант 4. Ответ: 54.

Установите соответствие между реагирующими веществами и признаком протекающей между ними реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА: А) Al(OH)3 и KOH Б) HNO3 и K2CO3 (р-р) В) K2Cr2O7 (р-р) и NaOH Г) Zn(OH)2 и HNO3 (р-р) ПРИЗНАК РЕАКЦИИ: 1) видимые признаки реакции отсутствуют 2) растворение осадка 3) образование осадка 4) выделение газа 5) изменение цвета раствора

Ключ к линии 24 — определить, в каком виде находится каждый реагент: осадок он или растворённое вещество, и что появляется или исчезает после реакции. А) \(Al(OH)_{3}\) и \(KOH\) — 2 (растворение осадка). Гидроксид алюминия нерастворим и находится в пробирке в виде белого осадка. Он амфотерен, поэтому реагирует со щёлочью с образованием растворимого гидроксокомплекса — осадок исчезает, раствор становится прозрачным. \(Al(OH)_{3}\downarrow + KOH = K[Al(OH)_{4}]\) Б) \(HNO_{3}\) и \(K_{2}CO_{3}\) (р-р) — 4 (выделение газа). Сильная кислота вытесняет из соли слабую угольную кислоту, а она сразу распадается на воду и углекислый газ. Наблюдаем вскипание — выделение пузырьков \(CO_{2}\). \(2HNO_{3} + K_{2}CO_{3} = 2KNO_{3} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\) В) \(K_{2}Cr_{2}O_{7}\) (р-р) и \(NaOH\) — 5 (изменение цвета раствора). В кислой и нейтральной среде хром существует в виде дихромат-иона \(Cr_{2}O_{7}^{2-}\), окрашивающего раствор в оранжевый цвет. При добавлении щёлочи он переходит в хромат-ион \(CrO_{4}^{2-}\), и раствор становится жёлтым. Степень окисления хрома не меняется — это не окислительно-восстановительная реакция, оба вещества растворимы, поэтому единственный признак — смена окраски. \(K_{2}Cr_{2}O_{7} + 2NaOH = K_{2}CrO_{4} + Na_{2}CrO_{4} + H_{2}O\) Г) \(Zn(OH)_{2}\) и \(HNO_{3}\) (р-р) — 2 (растворение осадка). Гидроксид цинка нерастворим, поэтому взят в виде белого осадка. Как основный (и амфотерный) гидроксид он нейтрализуется кислотой с образованием растворимой соли — нитрата цинка, и осадок растворяется. \(Zn(OH)_{2}\downarrow + 2HNO_{3} = Zn(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O\) Ответ: 2452. На заметку: признак «растворение осадка» всегда требует, чтобы одно из исходных веществ было нерастворимым; если оба реагента растворимы и продукты тоже, остаются только варианты «изменение цвета», «выделение газа» или «видимые признаки отсутствуют».