Установите соответствие между схемой реакции и свойством кремния, которое этот элемент проявляет в данной реакции. СХЕМА РЕАКЦИИ: А) SiF4 + Mg \(\xrightarrow{}\) Si + MgF2; Б) Na2CO3 + SiO2 \(\xrightarrow{}\) Na2SiO3 + CO2; В) SiO2 + HF \(\xrightarrow{}\) SiF4 + H2O СВОЙСТВО КРЕМНИЯ: 1) является окислителем; 2) является и окислителем, и восстановителем; 3) является восстановителем; 4) не проявляет окислительно-восстановительных свойств

В таких заданиях нужно сравнить степень окисления кремния слева и справа: если она понизилась — кремний окислитель, если повысилась — восстановитель, если не изменилась — окислительно-восстановительных свойств он не проявляет. А) \(SiF_{4} + 2Mg = Si + 2MgF_{2}\). В \(SiF_{4}\) кремний имеет степень окисления \(+4\), в простом веществе \(Si\) — \(0\). Кремний принимает 4 электрона, то есть понижает степень окисления, а магний окисляется до \(+2\). Значит, кремний здесь является окислителем — ответ 1. Б) \(Na_{2}CO_{3} + SiO_{2} \overset{t}{\rightarrow} Na_{2}SiO_{3} + CO_{2}\uparrow\). Это реакция обмена между более нелетучим кислотным оксидом и солью слабой летучей кислоты. Кремний и слева, и справа находится в степени окисления \(+4\) (в \(SiO_{2}\) и в \(Na_{2}SiO_{3}\)), степени окисления остальных элементов тоже не меняются. Следовательно, кремний не проявляет окислительно-восстановительных свойств — ответ 4. В) \(SiO_{2} + 4HF = SiF_{4} + 2H_{2}O\). Фтор — единственный элемент, который травит стекло. Кремний сохраняет степень окисления \(+4\): был \(+4\) в \(SiO_{2}\), остался \(+4\) в \(SiF_{4}\) (фтор в обоих случаях \(-1\), кислород \(-2\) переходит в воду без изменений). Это тоже реакция обмена, поэтому кремний не проявляет окислительно-восстановительных свойств — ответ 4. Ответ: 144

Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах. СОЛЬ: А) Na2CO3; Б) Cu(NO3)2; В) AuCl3 ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА: 1) O2, H2, металл; 2) Cl2, металл; 3) O2, металл; 4) O2, H2

Во всех трёх случаях речь идёт об электролизе водных растворов солей на инертных электродах, поэтому наряду с ионами соли в процессах может участвовать вода: на катоде она восстанавливается до \(H_{2}\), на аноде окисляется до \(O_{2}\). А) \(Na_{2}CO_{3}\) — соль активного металла (\(Na\) стоит в ряду активности левее \(Al\)) и кислородсодержащей кислоты, поэтому на электродах разряжаются только молекулы воды: Катод: \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\) Анод: \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) Ионы \(Na^{+}\) и \(CO_{3}^{2-}\) остаются в растворе, металл не выделяется. Продукты: \(O_{2}\) и \(H_{2}\) — вариант 4. Б) \(Cu(NO_{3})_{2}\) — катион меди стоит в ряду активности после водорода и восстанавливается до металла, а кислородсодержащий анион \(NO_{3}^{-}\) на аноде не окисляется, вместо него окисляется вода: Катод: \(Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu\) Анод: \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\) Продукты: \(O_{2}\) и металл — вариант 3. В) \(AuCl_{3}\) — золото в ряду активности стоит правее водорода, поэтому на катоде выделяется металл; анион \(Cl^{-}\) бескислородный и окисляется легче воды: Катод: \(Au^{3+} + 3e^{-} \rightarrow Au\) Анод: \(2Cl^{-} - 2e^{-} \rightarrow Cl_{2}\uparrow\) Суммарно: \(2AuCl_{3} \overset{\text{электролиз}}{\rightarrow} 2Au + 3Cl_{2}\uparrow\) Продукты: \(Cl_{2}\) и металл — вариант 2. Ответ: 432

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) HClO3 2) CH3COOK 3) Sr(OH)2 4) KI. Запишите номера веществ в порядке убывания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая.

Определим характер среды каждого раствора, а затем расставим вещества по убыванию pH. \(Sr(OH)_{2}\) — гидроксид щёлочноземельного металла, сильное основание, в растворе полностью распадается на ионы: \(Sr(OH)_{2} \rightarrow Sr^{2+} + 2OH^{-}\). Гидролизу не подвергается, но даёт больше всего гидроксид-ионов (два на формульную единицу), поэтому среда сильнощелочная и pH самый высокий. \(CH_{3}COOK\) — соль сильного основания и слабой кислоты, поэтому идёт гидролиз по аниону: \(CH_{3}COO^{-} + H_{2}O \rightleftharpoons CH_{3}COOH + OH^{-}\). Гидроксид-ионы накапливаются, но лишь частично, ведь гидролиз обратим. Среда слабощелочная: pH больше 7, но заметно ниже, чем у щёлочи той же концентрации. \(KI\) — соль сильного основания \(KOH\) и сильной кислоты \(HI\). Ни катион \(K^{+}\), ни анион \(I^{-}\) с водой не взаимодействуют, гидролиза нет: \(K^{+} + I^{-} + H_{2}O \: \cancel{=} \:\) продукты гидролиза. Среда нейтральная, pH \(= 7\). \(HClO_{3}\) — хлорноватая кислота, сильная (в ней у хлора высокая степень окисления \(+5\), и число атомов кислорода велико), диссоциирует практически полностью: \(HClO_{3} \rightarrow H^{+} + ClO_{3}^{-}\). Гидролиз к кислотам не применяют, речь о диссоциации. Среда сильнокислотная, pH самый низкий. Итак, от щелочной среды к кислотной: сильная щёлочь \(\rightarrow\) соль со щелочной средой \(\rightarrow\) нейтральный раствор \(\rightarrow\) сильная кислота. Ответ: 3241

Установите соответствие между внешним воздействием на систему 2NO(г) + O2(г) 2NO2(г) + Q и смещением химического равновесия. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ: А) уменьшение давления; Б) увеличение температуры; В) увеличение концентрации NO2; Г) добавление O2. 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 (изменить давление, температуру или концентрацию участника), равновесие смещается в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие. В реакции \(2NO(г) + O_{2}(г) \rightleftharpoons 2NO_{2}(г) + Q\) слева 3 моль газов, справа — 2 моль, то есть прямая реакция идёт с уменьшением объёма; знак \(+Q\) означает, что прямая реакция экзотермическая, а обратная — эндотермическая. А) уменьшение давления. Система стремится восстановить давление, значит смещается туда, где газов больше — влево (3 моль газов против 2 моль). Это обратная реакция — 2. Б) увеличение температуры. Избыток теплоты система «поглощает», поэтому усиливается эндотермическое направление. Так как прямая реакция идёт с выделением теплоты, равновесие смещается влево — обратная реакция — 2. В) увеличение концентрации \(NO_{2}\). \(NO_{2}\) — продукт; система расходует его избыток, превращая обратно в \(NO\) и \(O_{2}\). Смещение влево — обратная реакция — 2. Г) добавление \(O_{2}\). \(O_{2}\) — исходное вещество; рост его концентрации ускоряет расходование реагентов, равновесие смещается вправо — прямая реакция — 1. Отдельно запомни два случая, которые дают ответ «практически не смещается»: катализатор одинаково ускоряет прямую и обратную реакции, поэтому он лишь быстрее приводит систему к равновесию, но положение равновесия не меняет; и вещество, которого в системе нет (не реагент и не продукт), не входит в выражение константы равновесия, поэтому на равновесие тоже не влияет. В этом задании таких воздействий нет, поэтому цифра 3 не используется. Ответ: 2221.

В реактор постоянного объёма поместили монооксид азота и озон. При этом исходные концентрации монооксида азота и озона составляли 0,25 моль/л и 0,30 моль/л соответственно. В результате протекания обратимой реакции NO(г) + O3(г) NO2(г) + O2(г) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрация монооксида азота составила 0,05 моль/л. Определите равновесные концентрации O3 (X) и NO2 (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).

Уравнение реакции: \(NO_{(г)} + O_{3(г)} \rightleftharpoons NO_{2(г)} + O_{2(г)}\). Все коэффициенты равны 1, значит количества всех веществ изменяются в равных мольных долях: сколько моль/л \(NO\) израсходовалось, столько же израсходовалось \(O_{3}\) и столько же образовалось \(NO_{2}\). Изменение концентрации \(NO\): \(\Delta c(NO) = 0{,}25 - 0{,}05 = 0{,}20\) моль/л (израсходовано). По уравнению \(\Delta c(O_{3}) = \Delta c(NO) = 0{,}20\) моль/л (израсходовано), \(\Delta c(NO_{2}) = 0{,}20\) моль/л (образовалось). Равновесная концентрация озона: \(c(O_{3}) = 0{,}30 - 0{,}20 = 0{,}10\) моль/л — это ответ 2). Равновесная концентрация \(NO_{2}\) (исходно её не было): \(c(NO_{2}) = 0 + 0{,}20 = 0{,}20\) моль/л — это ответ 4). Ответ: 24 (X — 2, Y — 4).