Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) сероводород; 2) иодоводород; 3) сульфат лития; 4) карбонат рубидия. Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая.

Сравниваем растворы одинаковой концентрации: чем сильнее кислотная среда, тем ниже pH. Значит, сначала идут кислоты (сильная перед слабой), затем нейтральная соль, затем соль с щелочной средой. Сероводород \(H_{2}S\) — слабая двухосновная кислота, диссоциирует ступенчато и обратимо: \(H_{2}S \rightleftarrows H^{+} + HS^{-}\). Ионов \(H^{+}\) немного, поэтому среда кислая, но pH выше, чем у сильной кислоты той же концентрации. Иодоводород \(HI\) — сильная кислота, в растворе распадается практически полностью: \(HI \rightarrow H^{+} + I^{-}\). Концентрация \(H^{+}\) максимальна, среда сильнокислая, pH самый низкий. Сульфат лития \(Li_{2}SO_{4}\) — соль сильного основания \(LiOH\) и сильной кислоты \(H_{2}SO_{4}\), гидролизу не подвергается: \(Li_{2}SO_{4} + H_{2}O \cancel{=}\). Среда нейтральная, \(pH \approx 7\). Карбонат рубидия \(Rb_{2}CO_{3}\) — соль сильного основания \(RbOH\) и слабой кислоты \(H_{2}CO_{3}\), поэтому идёт гидролиз по аниону: \(CO_{3}^{2-} + H_{2}O \rightleftarrows HCO_{3}^{-} + OH^{-}\). Накапливаются ионы \(OH^{-}\), среда щелочная, pH самый высокий. Выстраиваем по возрастанию pH: \(HI\) (сильная кислота) → \(H_{2}S\) (слабая кислота) → \(Li_{2}SO_{4}\) (нейтральный раствор) → \(Rb_{2}CO_{3}\) (щелочной раствор). Ответ: 2134

Установите соответствие между уравнением химической реакции и воздействиями на реакционную систему, которые одновременно приводят к смещению химического равновесия в сторону обратной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ: А) 2NO(г) + O2(г) 2NO2(г) + Q; Б) 3O2(г) 2O3(г) - Q; В) CO2(г) + H2O(ж) H2CO3(р-р) + Q; Г) 4HCl(г) + O2(г) 2H2O(г) + 2Cl2(г) + Q. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ: 1) увеличение температуры и давления; 2) уменьшение температуры и давления; 3) увеличение температуры и уменьшение давления; 4) уменьшение температуры и увеличение давления.

Принцип Ле Шателье: если на равновесную систему подействовать извне (изменить температуру, давление, концентрацию), равновесие смещается в сторону той реакции, которая это воздействие ослабляет. Нагревание смещает равновесие в сторону эндотермической реакции (той, что идёт с поглощением теплоты), повышение давления — в сторону меньшего числа молей газов, повышение концентрации вещества — в сторону его расходования. Нам нужно сместить равновесие влево, то есть в сторону обратной реакции. Значит, для каждого уравнения смотрим, какой обратная реакция является по теплоте и как при ней меняется число молей газов. А) \(2NO + O_{2} \rightleftharpoons 2NO_{2} + Q\). Прямая реакция экзотермическая, значит обратная — эндотермическая, и её усиливает повышение температуры. По газам: слева \(2 + 1 = 3\) моль, справа \(2\) моль; обратная реакция идёт с увеличением числа молей газов, поэтому её усиливает понижение давления. Ответ — 3. Б) \(3O_{2} \rightleftharpoons 2O_{3} - Q\). Здесь всё наоборот по теплоте: прямая реакция эндотермическая, обратная — экзотермическая, поэтому влево равновесие сдвинет понижение температуры. По газам: \(3\) моль слева и \(2\) моль справа, обратная реакция увеличивает число молей газов — нужно понижение давления. Ответ — 2. В) \(CO_{2} + H_{2}O_{(ж)} \rightleftharpoons H_{2}CO_{3} + Q\). Прямая экзотермическая, значит обратную усиливает повышение температуры. Считаем только газы: слева \(1\) моль газообразного \(CO_{2}\) (вода жидкая, а угольная кислота в растворе — они в подсчёте не участвуют), справа газов нет. Обратная реакция даёт газ, то есть увеличивает давление, поэтому её усиливает понижение давления. Ответ — 3. Г) \(4HCl + O_{2} \rightleftharpoons 2H_{2}O + 2Cl_{2} + Q\). Прямая экзотермическая — обратной помогает повышение температуры. По газам: слева \(4 + 1 = 5\) моль, справа \(2 + 2 = 4\) моль (вода здесь газообразная и считается); обратная реакция увеличивает число молей газов, значит нужно понижение давления. Ответ — 3. О чём важно помнить в таких заданиях. Катализатор равновесие не смещает: он одинаково ускоряет и прямую, и обратную реакцию, поэтому лишь быстрее приводит систему к тому же самому равновесию. Изменение концентрации вещества, которого в системе нет (оно не стоит ни в левой, ни в правой части уравнения), на равновесие тоже не влияет — смещение вызывают только участники реакции. И при подсчёте молей учитываются исключительно газы: жидкости и растворённые вещества в сравнении не участвуют. Ответ: 3233.

В реактор постоянного объёма поместили оксид азота(II) и хлор. При этом исходная концентрация хлора составляла 0,15 моль/л. В результате протекания обратимой реакции 2NO(г) + Cl2(г) 2NOCl(г) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации оксида азота(II) и хлора составили по 0,05 моль/л. Определите исходную концентрацию NO (X) и равновесную концентрацию NOCl (Y). Выберите из списка номера правильных ответов. 1) 0,05 моль/л; 2) 0,10 моль/л; 3) 0,15 моль/л; 4) 0,20 моль/л; 5) 0,25 моль/л; 6) 0,30 моль/л. Запишите выбранные номера (X, Y).

1) Уравнение реакции: \(2NO + Cl_{2} \rightleftharpoons 2NOCl\). По коэффициентам на 1 моль израсходованного \(Cl_{2}\) расходуется в 2 раза больше \(NO\) и образуется в 2 раза больше \(NOCl\). 2) Изменение концентрации хлора: \(\Delta c(Cl_{2}) = 0{,}15 - 0{,}05 = 0{,}10\) моль/л. 3) Изменение концентраций остальных веществ (в 2 раза больше): \(\Delta c(NO) = 2 \cdot 0{,}10 = 0{,}20\) моль/л (израсходовано), \(\Delta c(NOCl) = 2 \cdot 0{,}10 = 0{,}20\) моль/л (образовалось). 4) Исходная концентрация \(NO\) — это равновесная плюс израсходованная: \(X = c_{исх}(NO) = 0{,}05 + 0{,}20 = 0{,}25\) моль/л. 5) Равновесная концентрация \(NOCl\): изначально его не было, поэтому \(Y = c_{равн}(NOCl) = 0 + 0{,}20 = 0{,}20\) моль/л. Ответ: 54 (X — 0,25 моль/л, Y — 0,20 моль/л).

Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого их можно отличить друг от друга: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВЕЩЕСТВА: А) NaOH и HBr; Б) Na2SO4 и LiCl; В) KOH и CaCl2; Г) Na2O и ZnO РЕАКТИВ: 1) фенолфталеин; 2) HNO3; 3) Ba(NO3)2; 4) KCl; 5) H2O

А) \(NaOH\) и \(HBr\) — 1 (фенолфталеин). Различаются средой раствора: щёлочь даёт щелочную среду, кислота — кислую. В растворе \(NaOH\) фенолфталеин становится малиновым, в растворе \(HBr\) остаётся бесцветным. \(NaOH \rightarrow Na^{+} + OH^{-}\) — малиновая окраска; \(HBr \rightarrow H^{+} + Br^{-}\) — окраска не появляется. Б) \(Na_{2}SO_{4}\) и \(LiCl\) — 3 (\(Ba(NO_{3})_{2}\)). Различаются анионом: сульфат-ион даёт с ионами \(Ba^{2+}\) нерастворимый осадок, хлорид-ион — нет. \(Na_{2}SO_{4} + Ba(NO_{3})_{2} = BaSO_{4}\downarrow + 2NaNO_{3}\) \(2LiCl + Ba(NO_{3})_{2} \cancel{=} BaCl_{2} + 2LiNO_{3}\) (белого осадка нет) В) \(KOH\) и \(CaCl_{2}\) — 1 (фенолфталеин). Различаются средой раствора: \(KOH\) — щёлочь, а \(CaCl_{2}\) — соль сильного основания и сильной кислоты, гидролизу не подвергается, среда нейтральная. В \(KOH\) фенолфталеин малиновый, в \(CaCl_{2}\) — бесцветный. \(KOH \rightarrow K^{+} + OH^{-}\) — малиновая окраска; \(CaCl_{2} \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^{-}\) — окраска не появляется. Г) \(Na_{2}O\) и \(ZnO\) — 5 (\(H_{2}O\)). Различаются характером оксида: \(Na_{2}O\) — основный оксид активного металла и реагирует с водой, \(ZnO\) — амфотерный оксид, с водой не взаимодействует и в ней не растворяется. \(Na_{2}O + H_{2}O = 2NaOH\) \(ZnO + H_{2}O \cancel{=} Zn(OH)_{2}\) Ответ: 1315.

Установите соответствие между областью применения и веществом, которое в ней используется: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: А) производство резины; Б) производство керамических изделий; В) производство удобрений. ВЕЩЕСТВО 1) сера; 2) оксид кремния(IV); 3) фосфат кальция; 4) хлорид натрия.

Разберём каждую область применения и подберём вещество. А) Производство резины — сера (1). Природный каучук сам по себе непрочен и липнет при нагревании. Чтобы получить резину, каучук вулканизуют: при нагревании с серой атомы \(S\) образуют «мостики» между линейными молекулами каучука, связывая их в сетку. Именно поэтому резина становится упругой, прочной и устойчивой к нагреванию. Больше нигде в списке сера не нужна, значит А — 1. Б) Производство керамических изделий — оксид кремния(IV) (2). Керамика (фарфор, фаянс, облицовочная плитка) изготавливается из смеси глины с кварцевым песком, а песок — это и есть \(SiO_{2}\). Он входит в состав керамической массы как отощающая добавка и при обжиге вместе с другими компонентами даёт стекловидную составляющую, скрепляющую изделие. Тот же \(SiO_{2}\) — основное сырьё стекольного производства, поэтому Б — 2. В) Производство удобрений — фосфат кальция (3). \(Ca_{3}(PO_{4})_{2}\) — главный компонент природных фосфоритов и апатитов, из которых получают фосфорные удобрения. Его либо просто размалывают (фосфоритная мука), либо переводят в растворимую форму действием серной кислоты, получая простой суперфосфат: \(Ca_{3}(PO_{4})_{2} + 2H_{2}SO_{4} = Ca(H_{2}PO_{4})_{2} + 2CaSO_{4}\) Растения усваивают фосфор именно из растворимых дигидрофосфатов, поэтому фосфат кальция — сырьё удобрений, и В — 3. Хлорид натрия (4) в задании остаётся лишним: он применяется в пищевой промышленности и как сырьё для получения соды, хлора и гидроксида натрия, а не в перечисленных производствах. Ответ: 123.