Из предложенного перечня выберите все внешние воздействия, которые способствуют уменьшению скорости следующей химической реакции: 2NH3(г.) = N2(г.) + 3H2(г.) 1) уменьшение концентрации аммиака 2) увеличение давления 3) увеличение температуры 4) добавление катализатора 5) уменьшение температуры Запишите номера выбранных ответов.

Скорость реакции зависит от концентрации реагирующих веществ и от температуры: чем реже и чем менее энергично сталкиваются молекулы, тем медленнее идёт процесс. Реагент здесь только один — газообразный аммиак \(NH_{3}\), поэтому замедлить реакцию можно, либо уменьшив его концентрацию, либо охладив систему. Уменьшение концентрации аммиака — подходит: аммиак единственный реагент, при снижении его концентрации число столкновений молекул в единице объёма падает, и скорость уменьшается. Уменьшение температуры — подходит: при охлаждении снижается доля молекул с энергией не меньше энергии активации, и по правилу Вант-Гоффа скорость уменьшается в 2–4 раза на каждые 10 °C. Остальные воздействия скорость только увеличивают: повышение давления сжимает газ и тем самым увеличивает концентрацию \(NH_{3}\), повышение температуры ускоряет реакцию, а катализатор снижает энергию активации. Ответ: 15

Установите соответствие между изменением степени окисления серы и формулами веществ, при взаимодействии которых это изменение происходит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ: А) S\(^0\) \(\xrightarrow{}\) S\(^{+4}\) Б) S\(^{+4}\) \(\xrightarrow{}\) S\(^{+6}\) В) S\(^{-2}\) \(\xrightarrow{}\) S\(^0\) ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ: 1) Cu и H2SO4 (конц.) 2) H2S и I2 3) S и O2 4) SO2 и Cl2 (р-р) Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами (А Б В).

А) \(S^{0} \rightarrow S^{+4}\) — 3. Простая сера в реакции с кислородом окисляется до оксида серы(IV): \(S + O_{2} \overset{t}{\rightarrow} SO_{2}\). Степень окисления серы повышается с \(0\) до \(+4\). Б) \(S^{+4} \rightarrow S^{+6}\) — 4. В водном растворе хлор окисляет серу(IV) до серы(VI): \(SO_{2} + Cl_{2} + 2H_{2}O = H_{2}SO_{4} + 2HCl\). Сера из \(+4\) переходит в \(+6\), хлор восстанавливается до \(Cl^{-}\). В) \(S^{-2} \rightarrow S^{0}\) — 2. Иод окисляет сульфид-серу до простого вещества: \(H_{2}S + I_{2} = S\downarrow + 2HI\). Сера из \(-2\) переходит в \(0\). Остаётся вариант 1: там медь восстанавливает концентрированную серную кислоту, и сера, наоборот, понижает степень окисления с \(+6\) до \(+4\): \(Cu + 2H_{2}SO_{4} = CuSO_{4} + SO_{2}\uparrow + 2H_{2}O\). Ответ: 342.

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) NaNO3 Б) CuBr2 В) Cu(NO3)2 ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА: 1) H2, O2 2) Cu, O2 3) Cu, Br2 4) H2, NO2

Во всех трёх случаях электролизу подвергают водный раствор соли на инертных электродах, поэтому в процессах может участвовать и сама вода. А) \(NaNO_{3}\) — ответ 1. Катион \(Na^{+}\) отвечает активному металлу и из раствора не восстанавливается, анион \(NO_{3}^{-}\) — кислородсодержащий и на аноде не окисляется, так что на обоих электродах разряжается вода: К(–): \(2H_{2}O + 2e^{-} = H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) А(+): \(2H_{2}O - 4e^{-} = O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) Суммарно: \(2H_{2}O \overset{\text{эл-з}}{\rightarrow} 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow\) — выделяются \(H_{2}\) и \(O_{2}\). Б) \(CuBr_{2}\) — ответ 3. Медь стоит в ряду напряжений после водорода, поэтому на катоде восстанавливается именно \(Cu^{2+}\); бромид-ион — бескислородный, он окисляется легче воды: К(–): \(Cu^{2+} + 2e^{-} = Cu^{0}\) А(+): \(2Br^{-} - 2e^{-} = Br_{2}\) Суммарно: \(CuBr_{2} \overset{\text{эл-з}}{\rightarrow} Cu + Br_{2}\) — получаются \(Cu\) и \(Br_{2}\). В) \(Cu(NO_{3})_{2}\) — ответ 2. Катод работает так же, как в предыдущем случае, а на аноде вместо нитрат-иона окисляется вода: К(–): \(Cu^{2+} + 2e^{-} = Cu^{0}\) А(+): \(2H_{2}O - 4e^{-} = O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) Суммарно: \(2Cu(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O \overset{\text{эл-з}}{\rightarrow} 2Cu + O_{2}\uparrow + 4HNO_{3}\) — выделяются \(Cu\) и \(O_{2}\). Ответ: 132.

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) FeCl3 2) NaNO2 3) Ca(NO3)2 4) HBr Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая. (Для выполнения задания 21 используйте справочные данные со стр. 24.)

Здесь всё решает то, какой ион в растворе «командует» средой: сильные электролиты сразу дают избыток \(H^{+}\) или \(OH^{-}\), а соли меняют среду только за счёт гидролиза, поэтому их отклонение от нейтрального pH заметно слабее. 4) \(HBr\) — сильная одноосновная кислота, диссоциирует практически полностью: \(HBr \rightarrow H^{+} + Br^{-}\). Концентрация \(H^{+}\) максимальная из всего перечня, значит среда сильнокислая и pH самый низкий. 1) \(FeCl_{3}\) — соль слабого основания \(Fe(OH)_{3}\) и сильной кислоты \(HCl\), то есть гидролиз по катиону: \(Fe^{3+} + H_{2}O \rightleftarrows FeOH^{2+} + H^{+}\). Ионы \(H^{+}\) накапливаются, но гидролиз обратим и идёт лишь частично, поэтому среда кислая, однако pH выше, чем у сильной кислоты той же концентрации. 3) \(Ca(NO_{3})_{2}\) — соль сильного основания \(Ca(OH)_{2}\) и сильной кислоты \(HNO_{3}\), гидролизу не подвергается: \(Ca^{2+} + H_{2}O \, \cancel{=} \, CaOH^{+} + H^{+}\). Ни \(H^{+}\), ни \(OH^{-}\) в избытке нет — среда нейтральная, pH \(\approx 7\). 2) \(NaNO_{2}\) — соль сильного основания \(NaOH\) и слабой кислоты \(HNO_{2}\), гидролиз по аниону: \(NO_{2}^{-} + H_{2}O \rightleftarrows HNO_{2} + OH^{-}\). Появляется избыток \(OH^{-}\), среда щелочная, pH самый высокий. Выстраиваем вещества от самой кислой среды к самой щелочной — так pH и растёт: сильная кислота, затем кислая соль по гидролизу, затем нейтральный раствор, затем щелочной. Ответ: 4132

Установите соответствие между уравнением обратимой химической реакции и смещением химического равновесия при повышении давления в системе: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ: А) N2(г.) + O2(г.) 2NO(г.) - Q Б) N2O4(г.) 2NO2(г.) - Q В) CaCO3(тв.) CaO(тв.) + CO2(г.) - Q Г) Fe3O4(тв.) + 4CO(г.) 3Fe(тв.) + 4CO2(г.) + Q 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 это воздействие ослабляет. При повышении давления система «сопротивляется» ему, уменьшая число молекул газа, поэтому равновесие уходит в сторону меньшего числа молей газообразных веществ. Считать нужно только газы: твёрдые вещества и жидкости в этом подсчёте не участвуют. Тепловой эффект (\(+Q\) или \(-Q\)) на смещение при изменении давления не влияет — он важен только при изменении температуры. А) \(N_{2} + O_{2} \rightleftharpoons 2NO - Q\). Слева \(1 + 1 = 2\) моль газа, справа \(2\) моль газа. Числа молей газов равны, объём при реакции не меняется, ослаблять давление системе «нечем» — равновесие практически не смещается. Ответ — 3. Б) \(N_{2}O_{4} \rightleftharpoons 2NO_{2} - Q\). Слева \(1\) моль газа, справа \(2\) моль газа. Меньше газа — со стороны исходного вещества, поэтому при повышении давления равновесие смещается в сторону обратной реакции (образования \(N_{2}O_{4}\)). Ответ — 2. В) \(CaCO_{3} \rightleftharpoons CaO + CO_{2} - Q\). \(CaCO_{3}\) и \(CaO\) — твёрдые, их не учитываем; единственный газ — \(CO_{2}\) в продуктах, то есть \(0\) моль газа слева и \(1\) моль справа. Повышение давления смещает равновесие туда, где газа нет, — в сторону обратной реакции. Ответ — 2. Г) \(Fe_{3}O_{4} + 4CO \rightleftharpoons 3Fe + 4CO_{2} + Q\). \(Fe_{3}O_{4}\) и \(Fe\) — твёрдые, в счёт не идут. Газов слева \(4\) моль (\(CO\)) и справа \(4\) моль (\(CO_{2}\)) — одинаково, значит давление равновесие практически не смещает. Ответ — 3. Полезно помнить ещё две вещи. Катализатор равновесие не смещает: он одинаково ускоряет и прямую, и обратную реакции, поэтому меняется лишь время достижения равновесия, а не его положение. И добавление вещества, которого в данной системе нет, на равновесие тоже не влияет: сместить равновесие концентрацией можно только для тех веществ, что участвуют в уравнении (причём для газов и растворённых веществ, а не для твёрдых, чья концентрация постоянна). Ответ: 3223.