Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) LiOH 2) NaNO3 3) K2S 4) ZnBr2 Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация веществ во всех растворах (моль/л) одинаковая.

Реакцию среды здесь определяет то, из какой кислоты и какого основания «собрана» соль (или что перед нами вообще не соль, а щёлочь). 1) \(LiOH\) — это щёлочь, растворимое основание активного металла. Гидролизу оно не подвергается, а просто полностью диссоциирует: \(LiOH \rightarrow Li^{+} + OH^{-}\). Раствор даёт максимальную концентрацию \(OH^{-}\), среда сильнощелочная, pH самый высокий. 2) \(NaNO_{3}\) — соль сильного основания \(NaOH\) и сильной кислоты \(HNO_{3}\). Ни катион, ни анион воду не связывают, гидролиза нет: \(NaNO_{3} + H_{2}O \; \cancel{=} \;\). Среда нейтральная, \(pH = 7\). 3) \(K_{2}S\) — соль сильного основания \(KOH\) и слабой сероводородной кислоты \(H_{2}S\), поэтому идёт гидролиз по аниону (в первую очередь по первой ступени): \(S^{2-} + H_{2}O \rightleftarrows HS^{-} + OH^{-}\). Накапливаются ионы \(OH^{-}\), среда щелочная, но гидролиз обратим и идёт лишь частично, поэтому щёлочи в растворе меньше, чем в растворе \(LiOH\) той же концентрации, и pH ниже. 4) \(ZnBr_{2}\) — соль слабого основания \(Zn(OH)_{2}\) и сильной кислоты \(HBr\), гидролиз идёт по катиону: \(Zn^{2+} + H_{2}O \rightleftarrows ZnOH^{+} + H^{+}\). Избыток ионов \(H^{+}\) делает среду кислой, pH самый низкий. Теперь выстраиваем растворы по возрастанию pH: сначала кислая среда, затем нейтральная, затем щелочная от слабой к сильной. \(ZnBr_{2}\) — кислая среда (номер 4); \(NaNO_{3}\) — нейтральная среда (номер 2); \(K_{2}S\) — щелочная за счёт гидролиза (номер 3); \(LiOH\) — сильнощелочная (номер 1). Ответ: 4231.

Установите соответствие между воздействием на равновесную систему CH3COOH(ж.) + CH3OH(ж.) CH3COOCH3(ж.) + H2O(ж.) + Q, и смещением химического равновесия в этой системе. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ: А) добавление метанола; Б) повышение давления; В) повышение концентрации эфира; Г) уменьшение концентрации метанола. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ: 1) смещается в сторону прямой реакции; 2) смещается в сторону обратной реакции; 3) не происходит смещения равновесия.

Принцип Ле Шателье: если на равновесную систему подействовать извне, равновесие смещается в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие. Здесь \(CH_{3}COOH + CH_{3}OH \rightleftharpoons CH_{3}COOCH_{3} + H_{2}O + Q\) — все участники жидкие, газов в системе нет, прямая реакция экзотермическая. А) добавление метанола — метанол исходное вещество, рост его концентрации система гасит, ускоряя его расходование. Равновесие смещается вправо, в сторону прямой реакции — 1. Б) повышение давления — давление сдвигает равновесие только тогда, когда меняется число молей газов. Все вещества — жидкости, объём практически не меняется, поэтому смещения нет — 3. В) повышение концентрации эфира — \(CH_{3}COOCH_{3}\) продукт; его избыток система убирает, усиливая обратную реакцию (гидролиз эфира). Равновесие смещается влево, в сторону обратной реакции — 2. Г) уменьшение концентрации метанола — убыль исходного вещества система восполняет, разлагая продукты. Равновесие смещается влево, в сторону обратной реакции — 2. Помни две подсказки для таких заданий: катализатор одинаково ускоряет прямую и обратную реакции и равновесие не смещает, а вещество, которого в системе нет (не реагент и не продукт), на равновесие не влияет. По тепловому эффекту здесь работало бы так: нагревание сместило бы равновесие влево (реакция идёт с выделением теплоты, \(+Q\)), охлаждение — вправо. Ответ: 1322

В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество пропана и водяного пара. В результате протекания обратимой реакции C3H8(г.) + 3H2O(г.) 3CO(г.) + 7H2(г.) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации пропана, воды и монооксида углерода составили 0,2 моль/л, 0,2 моль/л и 0,6 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию C3H8 (X) и равновесную концентрацию H2 (Y). 1) 0,4 моль/л 2) 0,6 моль/л 3) 0,8 моль/л 4) 1,0 моль/л 5) 1,2 моль/л 6) 1,4 моль/л Запишите выбранные номера (X, Y).

Реакция: \(C_{3}H_{8} + 3H_{2}O \rightleftharpoons 3CO + 7H_{2}\). По коэффициентам количества веществ изменяются так: на каждый 1 моль вступившего в реакцию пропана расходуется 3 моль воды и образуется 3 моль \(CO\) и 7 моль \(H_{2}\), то есть изменение концентрации \(CO\) в 3 раза, а \(H_{2}\) — в 7 раз больше изменения концентрации пропана. Монооксид углерода в исходной смеси отсутствовал, значит вся его равновесная концентрация — образовавшаяся: \(\Delta c(CO) = 0{,}6\) моль/л. Отсюда прореагировало пропана: \(\Delta c(C_{3}H_{8}) = 0{,}6 : 3 = 0{,}2\) моль/л. Исходная концентрация пропана — это то, что прореагировало, плюс то, что осталось к моменту равновесия: \(X = c_{исх}(C_{3}H_{8}) = 0{,}2 + 0{,}2 = 0{,}4\) моль/л. Водорода образовалось в 7 раз больше, чем прореагировало пропана, а исходно его не было, поэтому \(Y = c_{равн}(H_{2}) = 7 \cdot 0{,}2 = 1{,}4\) моль/л. Проверка по воде: её израсходовано \(3 \cdot 0{,}2 = 0{,}6\) моль/л, значит исходная концентрация \(H_{2}O\) равна \(0{,}6 + 0{,}2 = 0{,}8\) моль/л — все величины положительны, расчёт согласован. Ответ: 16.

Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого можно различить растворы этих веществ. ВЕЩЕСТВА: А) карбонат натрия и сульфат натрия; Б) хлорид алюминия и хлорид калия; В) сульфат магния и сульфат лития; Г) иодид калия и хлорид натрия. РЕАКТИВ: 1) гидроксид меди(II); 2) медь; 3) соляная кислота; 4) хлорная вода; 5) гидроксид калия.

А) Карбонат натрия и сульфат натрия — 3 (соляная кислота). Признак: выделение газа без цвета и запаха. Карбонат — соль слабой летучей кислоты, поэтому сильная кислота вытесняет из него \(CO_{2}\); сульфат-ион с \(HCl\) не реагирует. \(Na_{2}CO_{3} + 2HCl = 2NaCl + H_{2}O + CO_{2}\uparrow\) \(Na_{2}SO_{4} + HCl \cancel{=}\) Б) Хлорид алюминия и хлорид калия — 5 (гидроксид калия). Признак: появление белого осадка (в избытке щёлочи он растворяется). Гидроксид алюминия нерастворим и амфотерен, а \(KOH\) — растворимое основание, поэтому с \(KCl\) осадка не будет. \(AlCl_{3} + 3KOH = Al(OH)_{3}\downarrow + 3KCl\) \(Al(OH)_{3} + KOH = K[Al(OH)_{4}]\) \(KCl + KOH \cancel{=}\) В) Сульфат магния и сульфат лития — 5 (гидроксид калия). Признак: белый осадок только в одной пробирке. \(Mg(OH)_{2}\) нерастворим и выпадает в осадок, а гидроксид литий — щёлочь, поэтому обмен с \(Li_{2}SO_{4}\) не идёт. \(MgSO_{4} + 2KOH = Mg(OH)_{2}\downarrow + K_{2}SO_{4}\) \(Li_{2}SO_{4} + KOH \cancel{=}\) Г) Иодид калия и хлорид натрия — 4 (хлорная вода). Признак: раствор буреет (выделяется свободный иод). Хлор активнее иода и вытесняет его из иодида; хлорид-ион окислить хлором нельзя. \(2KI + Cl_{2} = 2KCl + I_{2}\) \(NaCl + Cl_{2} \cancel{=}\) Ответ: 3554.

Установите соответствие между веществом и основной областью его применения. ВЕЩЕСТВО: А) аммиак; Б) алюминий; В) аргон. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: 1) создание инертной атмосферы; 2) производство удобрений; 3) производство лёгких сплавов; 4) получение водорода

Здесь достаточно вспомнить, для чего каждое вещество применяют в промышленности. А) Аммиак \(NH_{3}\) — 2) производство удобрений. Аммиак получают из азота и водорода: \(N_{2} + 3H_{2} \rightleftharpoons 2NH_{3}\). Он служит сырьём почти для всех азотных удобрений: из него получают азотную кислоту, а затем нитраты, а также аммиачную селитру \(NH_{4}NO_{3}\), сульфат аммония \((NH_{4})_{2}SO_{4}\) и карбамид (мочевину) \(CO(NH_{2})_{2}\). Обрати внимание: аммиак сам содержит водород, но его не используют как источник водорода — наоборот, водород расходуют на его синтез. Б) Алюминий \(Al\) — 3) производство лёгких сплавов. Алюминий отличается малой плотностью и прочной защитной оксидной плёнкой \(Al_{2}O_{3}\), поэтому на его основе делают лёгкие и коррозионностойкие сплавы (дуралюмин, силумин), которые идут на детали самолётов, автомобилей, посуду и упаковку. В) Аргон \(Ar\) — 1) создание инертной атмосферы. Аргон — благородный газ, внешний электронный слой у него завершён, поэтому он практически не вступает в реакции. Этим и пользуются: аргоном заполняют пространство при сварке металлов и при выращивании кристаллов, чтобы защитить горячий металл от кислорода и азота воздуха, а также наполняют им лампы. Вариант 4) остаётся лишним — водород в промышленности получают не из этих веществ, а конверсией метана и электролизом. Ответ: 231.