Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему CaSO4(тв.) Ca2+(р-р) + SO4 2-(р-р) - Q и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ: А) повышение давления; Б) добавление твёрдого сульфата магния; В) добавление твёрдого хлорида кальция; Г) повышение температуры. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ: 1) смещается в сторону прямой реакции; 2) смещается в сторону обратной реакции; 3) практически не смещается.

Вспомни принцип Ле Шателье: если на равновесную систему подействовать извне, равновесие смещается в ту сторону, которая ослабляет это воздействие. В этой системе равновесие гетерогенное: слева — твёрдый осадок \(CaSO_{4}\), справа — ионы в растворе. Прямая реакция — растворение осадка, обратная — его выпадение. Реакция эндотермическая (\(-Q\)), то есть прямая реакция идёт с поглощением теплоты. А) Повышение давления — практически не смещает равновесие (3). Давление сдвигает равновесие только тогда, когда меняется число молей газов. Здесь газов нет вообще: участвуют твёрдое вещество и ионы в растворе, а их объём при сжатии практически не меняется. Значит, ослаблять воздействие системе нечем, и равновесие остаётся на месте. Б) Добавление твёрдого сульфата магния — в сторону обратной реакции (2). \(MgSO_{4}\) хорошо растворим и даёт в растворе избыток \(SO_{4}^{2-}\): \(MgSO_{4} \rightarrow Mg^{2+} + SO_{4}^{2-}\). Концентрация продукта прямой реакции растёт, и система гасит это воздействие, связывая лишние сульфат-ионы: равновесие идёт влево, осадок \(CaSO_{4}\downarrow\) выпадает, растворимость падает. В) Добавление твёрдого хлорида кальция — в сторону обратной реакции (2). Здесь та же логика, но по другому иону: \(CaCl_{2} \rightarrow Ca^{2+} + 2Cl^{-}\), в растворе растёт концентрация \(Ca^{2+}\). Избыток любого из одноимённых ионов справа смещает равновесие влево, к выпадению осадка. Г) Повышение температуры — в сторону прямой реакции (1). При нагревании равновесие смещается в сторону реакции, поглощающей теплоту, — так система «расходует» подведённое тепло. Прямая реакция эндотермическая (\(-Q\)), поэтому равновесие идёт вправо: осадок растворяется сильнее, концентрации \(Ca^{2+}\) и \(SO_{4}^{2-}\) возрастают. Обрати внимание на два момента, которые часто проверяют в этой линии. Катализатор равновесие не смещает никогда: он одинаково ускоряет и прямую, и обратную реакцию, поэтому меняется только время достижения равновесия, но не его положение. И вещество, которого в системе нет (например, газ там, где все участники — твёрдое вещество и ионы), на равновесие не влияет — воздействие на отсутствующий компонент система просто «не чувствует». Ответ: 3221.

В реактор постоянного объёма поместили некоторое количество порошка графита и водяного пара. В результате протекания обратимой реакции C(тв.) + H2O(г.) H2(г.) + CO(г.) в реакционной системе установилось химическое равновесие, при котором концентрации водяного пара и водорода составили 0,2 моль/л и 0,3 моль/л соответственно. Определите исходную концентрацию H2O (X) и равновесную концентрацию CO (Y). Выберите из списка номера правильных ответов. 1) 0,1 моль/л; 2) 0,2 моль/л; 3) 0,3 моль/л; 4) 0,4 моль/л; 5) 0,5 моль/л; 6) 0,6 моль/л. Запишите выбранные номера (X, Y).

Реакция обратимая, графит — твёрдое вещество, поэтому в расчёте участвуют только газы: Уравнение: \(C + H_{2}O \rightleftharpoons H_{2} + CO\). Коэффициенты при \(H_{2}O\), \(H_{2}\) и \(CO\) равны 1, значит вещества расходуются и образуются в равных количествах: сколько моль/л водяного пара прореагировало, столько же моль/л водорода и оксида углерода(II) образовалось. Изменение концентраций. К моменту равновесия образовалось \(0{,}3\) моль/л \(H_{2}\), следовательно, прореагировало \(0{,}3\) моль/л \(H_{2}O\) и образовалось \(0{,}3\) моль/л \(CO\). Исходная концентрация водяного пара: \(X = 0{,}2 + 0{,}3 = 0{,}5\) моль/л. Равновесная концентрация оксида углерода(II): \(Y = 0{,}3\) моль/л. Итог: X — 0,5 моль/л (вариант 5), Y — 0,3 моль/л (вариант 3). Ответ: 53.

Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. ВЕЩЕСТВА: А) Zn(OH)2 и Mg(OH)2; Б) K2SO4(р-р) и NaNO3(р-р); В) KOH(р-р) и HCl(р-р); Г) Al(NO3)3(р-р) и Al2(SO4)3(р-р). РЕАКТИВ: 1) NaOH(р-р); 2) фенолфталеин; 3) азотная кислота; 4) BaCl2; 5) H2O.

А) \(Zn(OH)_{2}\) и \(Mg(OH)_{2}\) — реактив 1) \(NaOH\)(р-р). Признак различия: амфотерность гидроксида. \(Zn(OH)_{2}\) амфотерен и растворяется в избытке щёлочи, а \(Mg(OH)_{2}\) проявляет только основные свойства и остаётся в виде осадка. \(Zn(OH)_{2} + 2NaOH = Na_{2}[Zn(OH)_{4}]\) — осадок растворяется \(Mg(OH)_{2} + NaOH \cancel{=}\) — осадок не изменяется Б) \(K_{2}SO_{4}\)(р-р) и \(NaNO_{3}\)(р-р) — реактив 4) \(BaCl_{2}\). Признак различия: наличие сульфат-иона. Ионы \(Ba^{2+}\) дают с \(SO_{4}^{2-}\) белый осадок, нерастворимый в воде и кислотах; с нитратом осадка нет. \(K_{2}SO_{4} + BaCl_{2} = BaSO_{4}\downarrow + 2KCl\) — белый осадок \(NaNO_{3} + BaCl_{2} \cancel{=}\) — видимых изменений нет В) \(KOH\)(р-р) и \(HCl\)(р-р) — реактив 2) фенолфталеин. Признак различия: среда раствора. Фенолфталеин окрашивается в малиновый цвет только в щелочной среде, в кислой остаётся бесцветным. \(KOH\): \(OH^{-}\) в растворе — малиновая окраска \(HCl\): \(H^{+}\) в растворе — окраска не появляется Г) \(Al(NO_{3})_{3}\)(р-р) и \(Al_{2}(SO_{4})_{3}\)(р-р) — реактив 4) \(BaCl_{2}\). Признак различия: анион соли (катион в обоих растворах одинаковый — \(Al^{3+}\), поэтому различать нужно по кислотному остатку). Сульфат даёт с \(BaCl_{2}\) белый осадок, нитрат — нет. \(Al_{2}(SO_{4})_{3} + 3BaCl_{2} = 3BaSO_{4}\downarrow + 2AlCl_{3}\) — белый осадок \(Al(NO_{3})_{3} + BaCl_{2} \cancel{=}\) — видимых изменений нет Ответ: 1424.

Установите соответствие между названиями мономера и полимера, который из него получают: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. МОНОМЕР: А) бутадиен-1,3; Б) винилбензол; В) изопрен ПОЛИМЕР: 1) полистирол; 2) тефлон; 3) каучук; 4) полибутилен

Полимер образуется при полимеризации мономера, поэтому в звене цепи сохраняется тот же углеродный скелет: сопряжённые диены дают каучуки, а производные этилена — соответствующие «поли-». А) Бутадиен-1,3 → 3) каучук. При полимеризации по концам сопряжённой системы \(nCH_{2}=CH-CH=CH_{2} \rightarrow (-CH_{2}-CH=CH-CH_{2}-)_{n}\) получается бутадиеновый каучук (синтетический каучук Лебедева) с двойной связью в каждом звене. Полибутилен здесь получиться не может: его дал бы бутен (бутилен) с одной двойной связью. Б) Винилбензол → 1) полистирол. Винилбензол — это стирол \(C_{6}H_{5}-CH=CH_{2}\); раскрытие двойной связи винильной группы даёт \((-CH_{2}-CH(C_{6}H_{5})-)_{n}\) — полистирол. В) Изопрен → 3) каучук. 2-метилбутадиен-1,3 \(CH_{2}=C(CH_{3})-CH=CH_{2}\) полимеризуется в изопреновый каучук \((-CH_{2}-C(CH_{3})=CH-CH_{2}-)_{n}\); его цис-форма отвечает природному каучуку. Тефлон в ответе не используется: он получается из тетрафторэтилена \(CF_{2}=CF_{2}\). Одна и та же цифра может стоять под разными буквами, и оба диена дают каучук. Ответ: 313

К 820 г раствора нитрата кальция с массовой долей 10 % добавили 20 г той же соли и 60 мл воды. Какова массовая доля соли в образовавшемся растворе? (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ в процентах (%).

Схема условия: \(820\ \text{г раствора } Ca(NO_{3})_{2},\ \omega = 10\%\ \ +\ \ 20\ \text{г } Ca(NO_{3})_{2}\ \ +\ \ 60\ \text{мл } H_{2}O\ \rightarrow\ \text{новый раствор},\ \omega = ?\) Решение: Соль в исходном растворе: \(m(Ca(NO_{3})_{2}) = 820 \cdot 0{,}10 = 82\ \text{г}\). Вода не содержит соли, а добавленные 20 г — та же соль, поэтому она целиком идёт в общую массу растворённого вещества: \(m_{\text{соли}} = 82 + 20 = 102\ \text{г}\). Масса добавленной воды при плотности \(1\ \text{г/мл}\): \(m(H_{2}O) = 60 \cdot 1 = 60\ \text{г}\). Масса нового раствора складывается из всего, что попало в стакан: \(m_{\text{р-ра}} = 820 + 20 + 60 = 900\ \text{г}\). Массовая доля: \(\omega = \dfrac{102}{900} \cdot 100\% = 11{,}33\% \approx 11{,}3\%\). Ответ: 11,3 %.