Установите соответствие между реагирующими веществами и типами реакции, в которой они участвуют: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВЕЩЕСТВА: А) фенол и натрий; Б) этилен и хлороводород; В) стирол и бром. ТИПЫ РЕАКЦИИ: 1) замещения, окислительно-восстановительная; 2) гидрогалогенирования, присоединения; 3) галогенирования, присоединения; 4) обмена, каталитическая.

Разбираем каждую пару отдельно и подбираем тип, который описан в правой колонке. А) фенол и натрий — 1. \(2C_{6}H_{5}OH + 2Na = 2C_{6}H_{5}ONa + H_{2}\uparrow\). Натрий вытесняет атом водорода из гидроксильной группы, то есть замещает его в молекуле — это реакция замещения. Степени окисления меняются: \(Na^{0} - 1e \rightarrow Na^{+}\), \(2H^{+} + 2e \rightarrow H_{2}^{0}\), значит реакция окислительно-восстановительная (натрий — восстановитель, фенол — окислитель). Оба реагента твёрдые, фазы разные — реакция гетерогенная и экзотермическая (идёт самопроизвольно с выделением теплоты и газа). Всё это и даёт вариант 1. Б) этилен и хлороводород — 2. \(CH_{2}=CH_{2} + HCl \rightarrow CH_{3}-CH_{2}Cl\). Двойная связь раскрывается, из двух молекул получается одна — это присоединение, а поскольку присоединяется галогеноводород, то по названию это гидрогалогенирование. Водород остаётся в степени окисления \(+1\), хлор — \(-1\), внешнего окислителя и восстановителя нет, поэтому реакция не окислительно-восстановительная. Оба вещества газы — система гомогенная, процесс экзотермический. Подходит только вариант 2. В) стирол и бром — 3. \(C_{6}H_{5}-CH=CH_{2} + Br_{2} \rightarrow C_{6}H_{5}-CHBr-CH_{2}Br\). Бром идёт по двойной связи боковой цепи (бензольное кольцо в этих условиях не затрагивается), из двух молекул образуется одна — присоединение, по названию реагента — галогенирование. Бром при этом восстанавливается: \(Br_{2}^{0} + 2e \rightarrow 2Br^{-}\), а углерод окисляется, так что реакция ещё и окислительно-восстановительная; она экзотермическая и гомогенная (жидкий стирол и раствор брома образуют одну фазу). Это вариант 3. Почему не 4. Вариант «обмена, каталитическая» не подходит ни одной паре: реакции обмена идут между двумя сложными веществами, которые меняются своими составными частями, а здесь в двух случаях один из реагентов — простое вещество (\(Na\), \(Br_{2}\)), и ни одна из трёх реакций не требует катализатора. Ответ: 123.

Из предложенного перечня выберите все внешние воздействия, которые оказывают влияние на скорость химической реакции между железом и серой. 1) понижение давления; 2) измельчение серы; 3) охлаждение системы; 4) повышение температуры; 5) измельчение железа. Запишите номера выбранных ответов.

Реакция железа с серой идёт между двумя твёрдыми веществами: \(Fe + S \overset{t}{\rightarrow} FeS\). Значит, на её скорость влияют только те воздействия, которые меняют температуру или площадь соприкосновения реагентов. Давление заметно влияет на скорость лишь тогда, когда среди реагентов есть газы: изменение давления меняет их концентрацию. Здесь газов нет, оба вещества твёрдые, поэтому понижение давления скорость не изменит — вариант 1 не подходит. Измельчение серы и измельчение железа увеличивают площадь поверхности соприкосновения твёрдых веществ, число столкновений частиц растёт, и реакция ускоряется — подходят варианты 2 и 5. Температура влияет на скорость любой реакции: при нагревании доля активных частиц, чья энергия достаточна для преодоления энергетического барьера, резко возрастает, и скорость увеличивается (правило Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые \(10\) °C скорость растёт в 2–4 раза). Охлаждение системы действует в обратную сторону и скорость уменьшает. Обрати внимание: в задании спрашивают именно о влиянии, а не об ускорении, поэтому засчитываются оба воздействия — и повышение температуры, и охлаждение, то есть варианты 3 и 4. Ответ: 2345.

Установите соответствие между схемой реакции и формулой вещества-восстановителя в данной реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. СХЕМА РЕАКЦИИ: А) NO2 + H2O + O2 -> HNO3; Б) Cu + HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO + H2O; В) NH3 + CuO -> Cu + N2 + H2O ФОРМУЛА ВОССТАНОВИТЕЛЯ: 1) NH3; 2) CuO; 3) NO2; 4) Cu

Восстановитель — это вещество, атомы которого отдают электроны и повышают степень окисления. Поэтому в каждой схеме достаточно найти элемент, у которого степень окисления выросла, и указать вещество, в состав которого он входил до реакции. А) \(4NO_{2} + 2H_{2}O + O_{2} = 4HNO_{3}\). Азот меняет степень окисления с \(+4\) в \(NO_{2}\) на \(+5\) в \(HNO_{3}\), то есть отдаёт электроны; принимает их кислород простого вещества \(O_{2}\) (\(0 \rightarrow -2\)). Восстановитель — \(NO_{2}\), ответ 3. Б) \(3Cu + 8HNO_{3} = 3Cu(NO_{3})_{2} + 2NO\uparrow + 4H_{2}O\). Медь из простого вещества переходит в соль: \(0 \rightarrow +2\), значит отдаёт электроны. Азот же понижает степень окисления с \(+5\) до \(+2\), то есть кислотой здесь выступает окислитель. Восстановитель — \(Cu\), ответ 4. В) \(2NH_{3} + 3CuO = 3Cu + N_{2}\uparrow + 3H_{2}O\). Азот повышает степень окисления с \(-3\) в \(NH_{3}\) до \(0\) в \(N_{2}\), а медь понижает с \(+2\) до \(0\) — оксид меди(II) забирает электроны. Восстановитель — \(NH_{3}\), ответ 1. Ответ: 341.

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) Cu(NO3)2; Б) KClO4; В) BaCl2 ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА: 1) металл и хлор; 2) водород и хлор; 3) водород и кислород; 4) металл и кислород

Электролиз проводят в водном растворе соли на инертных электродах, поэтому в разряде участвуют не только ионы соли, но и молекулы воды. А) \(Cu(NO_{3})_{2}\) — ответ 4 (металл и кислород). Медь стоит в ряду активности после водорода, поэтому на катоде восстанавливается сам катион: \(Cu^{2+} + 2e^{-} \rightarrow Cu\). Нитрат-ион в водном растворе не окисляется, на аноде окисляется вода: \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\). Суммарно: \(2Cu(NO_{3})_{2} + 2H_{2}O \rightarrow 2Cu + O_{2}\uparrow + 4HNO_{3}\). Б) \(KClO_{4}\) — ответ 3 (водород и кислород). Калий — активный металл, его катион в растворе не восстанавливается, на катоде разряжается вода: \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\). Хлор в перхлорат-ионе имеет максимальную степень окисления \(+7\) и окисляться уже не может, поэтому на аноде снова вода: \(2H_{2}O - 4e^{-} \rightarrow O_{2}\uparrow + 4H^{+}\). Идёт фактически электролиз воды: \(2H_{2}O \rightarrow 2H_{2}\uparrow + O_{2}\uparrow\), соль остаётся в растворе. В) \(BaCl_{2}\) — ответ 2 (водород и хлор). Барий — активный металл, на катоде выделяется водород: \(2H_{2}O + 2e^{-} \rightarrow H_{2}\uparrow + 2OH^{-}\). Хлорид-ион — анион бескислородной кислоты, он окисляется легче воды: \(2Cl^{-} - 2e^{-} \rightarrow Cl_{2}\uparrow\). Суммарно: \(BaCl_{2} + 2H_{2}O \rightarrow H_{2}\uparrow + Cl_{2}\uparrow + Ba(OH)_{2}\). Ответ: 432.

Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов. 1) KNO2; 2) KClO4; 3) Sr(OH)2; 4) HBr. Запишите номера веществ в порядке возрастания значения pH их водных растворов, учитывая, что концентрация всех растворов (моль/л) одинаковая.

Чтобы расставить растворы по возрастанию pH, сначала определим характер среды каждого из них. \(KNO_{2}\) — соль сильного основания \(KOH\) и слабой кислоты \(HNO_{2}\), поэтому идёт гидролиз по аниону: \(NO_{2}^{-} + H_{2}O \rightleftarrows HNO_{2} + OH^{-}\). Накапливаются \(OH^{-}\), среда слабощелочная (pH чуть больше 7). \(KClO_{4}\) — соль сильного основания \(KOH\) и сильной кислоты \(HClO_{4}\), гидролизу не подвергается. Среда нейтральная (pH = 7). \(Sr(OH)_{2}\) — растворимое основание щёлочноземельного металла, то есть щёлочь: \(Sr(OH)_{2} = Sr^{2+} + 2OH^{-}\). Среда сильнощелочная, причём каждая формульная единица даёт сразу два иона \(OH^{-}\), поэтому pH выше, чем у раствора \(KNO_{2}\) той же концентрации. \(HBr\) — сильная одноосновная кислота, полностью диссоциирует: \(HBr = H^{+} + Br^{-}\). Среда сильнокислотная, это самый низкий pH в перечне. Итак, по возрастанию pH идём от самого кислого раствора к самому щелочному: сильная кислота \(HBr\) → нейтральный \(KClO_{4}\) → слабощелочной за счёт гидролиза \(KNO_{2}\) → щёлочь \(Sr(OH)_{2}\). Ответ: 4213