Стандартная энергия Гиббса образования некоторых веществ

Вещество	Состояние	кДж/моль	Вещество	Состояние	кДж/моль
BaCO3 CaCO3 Fe3O4 BeCO3 CaO BeO BaO CO2 NaCl ZnO TiO2	К К К К К К К Г К К К	-1138,8 -1128,75 -1014,2 -944,75 -604,2 -581,61 -528,4 -394,38 -384,03 -318,2 -888,6	FeO H2O H2O PbO2 CO CH4 NO2 NO C2H2 TiO2 NaF	К Ж Г К Г Г Г Г Г К К	-244,3 -237,19 -228,59 -219,0 -137,27 -50,79 +51,84 +86,69 +209,20 -888,6 -541

 

Стандартные абсолютные энтропии некоторых веществ

 

Вещество	Состояние	, Дж/(моль·К)	Вещество	Состояние	, Дж/(моль·К)
C C Fe Ti S TiO2 FeO H2O Fe2O3 NH4Cl CH3OH H2 Fe3O4 CH4 HCl	Алмаз Графит К К Ромб К К Ж К К Ж Г К Г Г	2,44 5,69 27,2 30,7 31,9 50,3 54,0 69,94 89,96 94,5 126,8 130,59 146,4 186,19 186,68	H2O N2 NH3 CO C2H2 O2 H2S NO CO2 C2H4 Cl2 NO2 PCl3 PCl5 TiO2 Ti	Г Г Г Г Г Г Г Г Г Г Г Г Г Г К К	188,72 191,49 192,50 197,91 200,82 205,03 205,64 210,20 213,65 219,45 222,95 240,46 311,66 352,71 50,2 30,7

Контрольные вопросы

61. Вычислите для следующих реакций ():

а) 2NaF(к) + С1₂(г) = 2NaCl(к) + F₂(г)

б) РbО₂(к) + 2Zn(к) = Рb(к) + 2ZnО(к)

Можно ли получить фтор по реакции (а) и восстановить РbО₂ цинком по реакции (б)? Ответ: + 313,94 кДж; -417,4 кДж.

62. При какой температуре наступит равновесие системы

4НС1(г) + О₂(г) ↔ 2Н₂О(г) + 2Сl₂(г); ΔH = -114,42 кДж?

Хлор или кислород в этой системе является более сильным окислителем и при каких температурах? Ответ: 891 К.

63. Восстановление Fe₃O₄ оксидом углерода идет по уравнению

Fe₃O₄(к) + CO(г) = 3FeO(к) + СО₂(г).

Вычислите и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно в этом процессе?

Ответ: +24,19 кДж; +31,34 Дж/(моль·К).

64. Реакция горения ацетилена идет по уравнению

С₂Н₂(г) + 5/2О₂(г) = 2СО₂(г) + Н₂О(ж)

Вычислите и . Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. Ответ: -1235,15 кДж; -216,15 Дж/(моль·К).

65. Уменьшается или увеличивается энтропия при переходах:
а) воды в пар; б) графита в алмаз? Почему? Вычислите для каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях.

Ответ: а) 118,78 Дж/(моль·К); б) -3,25 Дж/(моль·К).

66. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция

Н₂(г) + СО₂(г) = СО(г) + Н₂О(ж); ΔН = -2,85кДж?

Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите этой реакции.

Ответ: +19,91 кДж.

67. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе

2NO(г) + О₂(г) ↔ 2NО₂(г)

Ответ мотивируйте, вычислив прямой реакции.

Ответ: -69,70 кДж.

68. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите реакции, протекающей по уравнению

NH₃(г) + HCl(г) = NH₄Cl(к)

Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно? Ответ: -92,08 кДж.

69. При какой температуре наступит равновесие системы

СО(г) + 2Н₂(г) ↔ СН₃ОН(ж); ΔН = -128,05 кДж?

Ответ: ≈ 385,5 К.

70. При какой температуре наступит равновесие системы

СН₄(г) + СО₂(г)= 2СО(г) + 2Н₂(г); ΔН = +247,37 кДж?

Ответ: ≈ 961,9 К.

71. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите реакции, протекающей по уравнению

4NН₃(г) + 5O₂(г) = 4NO(г) + 6Н₂О(г).

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Ответ: - 957,77 кДж.

72. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите реакции, протекающей по уравнению

СО₂(г) + 4Н₂(г) = СН₄(г) + 2Н₂О(ж)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Ответ: - 130,89 кДж.

73. Вычислите реакции, протекающей по уравнению

Fe₂O₃(к) + 3Н₂(г) = 2Fe(к) + 3Н₂О(г)

Возможна ли реакция восстановления Fе₂О₃ водородом при температурах 500 и 2000 К?

Ответ: + 96,61 кДж; 138,83 Дж/К; 27,2 кДж; – 181,05 кДж.

74. Какие из карбонатов: ВеСО₃ или ВаСО₃ – можно получить по реакции взаимодействия соответствующих оксидов с СО₂? Какая реакция идет наиболее энергично? Вывод сделайте, вычислив реакций.

Ответ: + 31,24 кДж; - 130,17 кДж; – 216,02 кДж.

75. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите реакции, протекающей по уравнению

СО(г) + 3Н₂(г) = СН₄(г) + Н₂О(г)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Ответ: - 142,16 кДж.

76. Вычислите реакции, протекающей по уравнению

ТiO₂(к) + 2С(к) = Тi(к) + 2СО(г)

Возможна ли реакция восстановления ТiO₂ углеродом при температурах 1000 и 3000 К?

Ответ: + 722,86 кДж; 364,84 Дж/К; + 358,02 кДж; - 371,66 кДж.

77. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите реакции, протекающей по уравнению С₂Н₄(г) + 3O₂(г) = 2СО₂(г) + 2Н₂О(ж)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Ответ: - 1331,21 кДж.

78. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fе₃О₄, протекающая по уравнению

Fe₃O₄(к) + СО(г) = 3FeO(к) + СО₂(г); ΔН = + 34,55 кДж.

Ответ: 1102,4 К.

79. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению

РСl₅(г) = РС1₃(г) + С1₂(г); ΔН = + 92,59 кДж.

Ответ: 509 К.

80. Вычислите изменение энтропии для реакций, протекающих по уравнениям:

2СН₄(г) = С₂Н₂(г) + 3Н₂(г);

N₂(г) + 3H₂(г) = 2NH₃(г);

С(графит) + О₂(г) = СО₂(г).

Почему в этих реакциях > 0; < 0; ≈ 0?

Ответ: 220,21 Дж/К; - 198,26 Дж/К; 2,93 Дж/К.

Тема 5. Химическая кинетика и равновесие

Контрольные вопросы

81. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:

а) S(к) + О₂ = SO₂(к); б) 2SO₂(г) + O₂ = 2SO₃(г).

Как изменятся скорости этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?

82. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы N₂ + 3Н₂ ↔ 2NН₃. Как изменится скорость прямой реакции - образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в три раза?

83. Реакция идет по уравнению N₂ + O₂ = 2NO. Концентрации исходных веществ до начала реакции были: [N₂] = 0,049 моль/л; [О₂] = 0,01 моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ в момент, когда [NO] = 0,005 моль/л. Ответ: [N₂] = 0,0465 моль/л; [О₂] = 0,0075 моль/л.

84. Реакция идет по уравнению N₂ + 3H₂ = 2NH₃. Концентрации участвующих в ней веществ были: [N₂] = 0,80 моль/л; [Н₂] = 1,5 моль/л; [NН₃] = 0,10 моль/л. Вычислите концентрацию водорода и аммиака, когда [N₂] = 0,5 моль/л. Ответ: [NH₃] = 0,70 моль/л; [H₂] = 0,60 моль/л.

85. Реакция идет по уравнению Н₂ + I₂ = 2НI. Константа скорости этой реакции при некоторой температуре равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ: [Н₂] = 0,04 моль/л; [I₂] = 0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда [Н₂] = 0,03 моль/л.
Ответ: 3,2·10^-4; 1,92·10^-4.

86. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120 до 80⁰С. Температурный коэффициент скорости реакции 3.

87. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60⁰С, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?

88. В гомогенной системе СО + Cl₂ ↔ COCl₂ равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО] = 0,2 моль/л; [Cl₂] = 0,3 моль/л; [COCl₂] = 1,2 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации хлора и СО.

Ответ: K = 20; [Сl₂]_ИСХ= 1,5 моль/л; [СО]_ИСХ= 1,4 моль/л.

89. В гомогенной системе А + 2В ↔ С равновесные концентрации реагирующих газов: [A] = 0,06 моль/л; [В] = 0,12 моль/л; [С] = 0,216 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации веществ А и В. Ответ: К = 2,5; [А]_ИСХ= 0,276 моль/л; [В]_ИСХ=0,552 моль/л.

90. В гомогенной газовой системе А + В ↔ С + D равновесие установилось при концентрациях: [В] = 0,05 моль/л и [С] = 0,02 моль/л. Константа равновесия системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В. Ответ: [А]_ИСХ= 0,22 моль/л; [В]_ИСХ= 0,07 моль/л.

91. Константа скорости реакции разложения N₂О, протекающей по уравнению 2N₂O = 2N₂ + О₂, равна 5·10^-4. Начальная концентрация N₂O = 6,0 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, к моменту разложения 50% N₂O. Ответ: 1,8·10^-2; 4,5·10^-3.

92. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы СО₂ + С ↔ 2СО. Как изменится скорость прямой реакции - образования СО, если концентрацию СО₂ уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?

93. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы С + Н₂О(г) ↔ СО + Н₂. Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции - образования водяных паров?

94. Равновесие гомогенной системы

4HCl(г) + O₂ ↔ 2Н₂О(г) + 2С1₂ (г)

установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [Н₂О]_P= = 0,14 моль/л; [С1₂]_P = 0,14 моль/л; [НСl]_P = 0,20 моль/л; [О₂]_P = 0,32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода. Ответ: [НСl]_ИСХ =0,48,моль/л; [О₂]_ИСХ = 0,39 моль/л.

95. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы

СО(г) + Н₂О(г) ↔ CО₂(г) + Н₂(г)

если равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО]_Р= 0,004 моль/л; [Н₂О]_Р = 0,064 моль/л; [СО₂]_Р = 0,016 моль/л; [Н₂]_Р = 0,016 моль/л. Чему равны исходные концентрации воды и СО? Ответ: К = 1; [Н₂О]_ИСХ =0,08 моль/л; [СО]_ИСХ = 0,02 моль/л.

96. Константа равновесия гомогенной системы СО(г) + Н₂О(г) ↔ СО₂ + Н₂(г) при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: [СО]_ИСХ = 0,10 моль/л; [Н₂О]_ИСХ = 0,40 моль/л. Ответ: [СО₂]_Р = [Н₂]_Р = 0,08 моль/л; [СО]_Р = 0,02 моль/л; [Н₂О]_Р = 0,32 моль/л.

97. Константа равновесия гомогенной системы N₂ + 3Н₂ ↔ 2NН₃ при некоторой температуре равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и исходную концентрацию азота. Ответ: [N₂]_P = 8 моль/л;[N₂]_ИСХ =8,04 моль/л.

98. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы 2NO + О₂ ↔ 2NO₂ установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [NO]_Р = 0,2 моль/л; [О₂]_Р = 0,1 моль/л; [NO₂]_Р = 0,1 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходную концентрацию NO и О₂.

Ответ: К = 2,5; [NО]_ИСХ = 0,3 моль/л; [О₂]_ИСХ = 0,15 моль/л.

99. Почему при изменении давления смещается равновесие системы N₂ + 3H₂ ↔ 2NH₃ и не смещается равновесие системы N₂ + O₂ ↔ 2NO? Ответ мотивируйте на основании расчета скорости прямой и обратной реакции в этих системах до и после изменения давления. Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

100. Исходные концентрации [NО]_ИСХ и [Сl₂]_ИСХ в гомогенной системе 2NO + Cl₂ ↔ 2NOCl составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% NO. Ответ: 0,416.

Тема 6. Способы выражения концентрации раствора

Контрольные вопросы

101. Вычислите молярную и эквивалентную концентрации 20%-ного раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/см³. Ответ: 2,1 М; 4,2 н.

102. Чему равна нормальность 30%-ного раствора NaOH плотностью 1,328 г/см³? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: 9,96 н.; 6,3%.

103. К 3 л 10%-ного раствора HNO₃ плотностью 1,054 г/см³ прибавили 5 л 2%-ного раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/см³. Вычислите процентную и молярную концентрацию полученного раствора, объем которого равен 8 л. Ответ: 5,0%; 0,82 М.

104. Вычислите эквивалентную и моляльную концентрации 20,8%-ного раствора HNO₃ плотностью 1,12 г/см³. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? Ответ: 3,70 н.; 4,17 м; 931,8 г.

105. Вычислите молярную, эквивалентную и моляльную концентрации 16%-ного раствора хлорида алюминия плотностью 1,149 г/см³. Ответ: 1,38 М; 4,14 н.; 1,43 м.

106. Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см³ 0,3 н. раствора H₂SO₄ прибавить 125 см³ 0,2 н. раствора КОН? Ответ: 0,14 г КОН.

107. Для осаждения в виде AgCl всего серебра, содержащегося в 100 см³ раствора AgNO₃, потребовалось 50 см³ 0,2 н. раствора HCl. Какова нормальность раствора AgNO₃? Какая масса AgCl выпала в осадок? Ответ: 0,1 н.; 1,433 г.

108. Какой объем 20,01%-ного раствора HCl (пл. 1,100 г/см³) требуется для приготовления 1л 10,17%-ного раствора (пл. 1,050 г/см³)? Ответ: 485,38 см³.

109. Смешали 10 см³ 10%-ного раствора HNO₃ (пл. 1,056 г/см³) и 100 см³ 30%-ного раствора HNO₃ (пл. 1,184 г/см³). Вычислите процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: 28,38%.

110. Какой объем 50%-ного раствора КОН (пл. 1,538 г/см³) требуется для приготовления 3 л 6%-ного раствора (пл. 1,048 г/см³)? Ответ: 245,5 см³.

111. Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрия (пл. 1,105 г/см³) требуется для приготовления 5 л 2%-ного раствора (пл. 1,02 г/см³)? Ответ: 923,1 см³.

112. На нейтрализацию 31 см³ 0,16 н. раствора щелочи требуется 217 см³ раствора H₂SO₄. Чему равны нормальность и титр раствора H₂SO₄? Ответ: 0,023 н.; 1,127·10^-3 г/см³.

113. Какой объем 0,3 н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см³? Ответ: 26,6 см³.

114. На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 см³ раствора кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты. Ответ: 0,53 н.

115. Какая масса HNO₃ содержалась в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 см³ 0,4 н. раствора NaOH? Каков титр раствора NaOH? Ответ: 0,882 г, 0,016 г/см³.

116. Какую массу NaNO₃ нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор? Ответ: 100 г.

117. Смешали 300 г 20%-ного раствора и 500 г 40%-ного раствора NaCl. Чему равна процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 32,5%.

118. Смешали 247 г 62%-ного и 145 г 18%-ного раствора серной кислоты. Какова процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 45,72%.

119. Из 700 г 60%-ной серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна процентная концентрация оставшегося раствора? Ответ: 84%.

120. Из 10 кг 20%-ного раствора при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна процентная концентрация охлажденного раствора? Ответ: 16,7%.

Тема 7. Свойства растворов

Контрольные вопросы

121. Раствор, содержащий 0,512 г неэлектролита в 100 г бензола, кристаллизуется при 5,296⁰ С. Температура кристаллизации бензола 5,5⁰ С. Криоскопическая константа 5,1⁰. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Ответ: 128 г/моль.

122. Вычислите процентную концентрацию водного раствора сахара C₁₂H₂₂O₁₁, зная, что температура кристаллизации раствора -0,93⁰ С. Криоскопическая константа воды 1,86⁰. Ответ: 14,6%.

123. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины (NH₂)₂CO, содержащего 5 г мочевины в 150 г воды. Криоскопическая константа воды 1,86⁰. Ответ: -1,03⁰ С.

124. Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С₁₀Н₁₆О в 100 г бензола, кипит при 80,714⁰ С. Температура кипения бензола 80,2⁰ С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола. Ответ: 2,57⁰.

125. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глицерина С₃Н₅(ОН)₃, зная, что этот раствор кипит при 100,39⁰ С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52⁰. Ответ: 6,45%.

126. Вычислите мольную (молярную) массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при -0,279⁰ С. Криоскопическая константа воды. 1,86⁰. Ответ: 60 г/моль.

127. Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина С₁₀Н₈ в бензоле. Температура кипения бензола 80,2⁰ С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57⁰. Ответ: 81,25° С.

128. Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при -0,465⁰ С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86⁰. Ответ: 342 г/моль.

129. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 4,25 г антрацена С₁₄Н₁₀ в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718⁰ С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65⁰ С. Ответ: 3,9⁰.

130. При растворении 4,86 г серы в 60 г бензола температура кипения его повысилась на 0,81⁰С. Сколько атомов содержит молекула серы в этом растворе. Эбуллиоскопическая константа бензола 2,57⁰. Ответ: 8.

131. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна – 0,558⁰ С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86⁰.

Ответ: 442 г/моль.

132. Какую массу анилина C₆H₅NH₂ следует растворить в 50 г этилового эфира, чтобы температура кипения раствора была выше температуры кипения этилового эфира на 0,53⁰. Эбуллиоскопическая константа этилового эфира 2,12⁰. Ответ: 1,16 г.

133. Вычислите температуру кристаллизации 2%-ного раствора этилового спирта С₂Н₅ОН. Криоскопическая константа воды 1,86⁰. Ответ: -0,82⁰ С.

134. Сколько граммов мочевины (NН₂)₂СО следует растворить в 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465⁰? Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 1,12 г.

135. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы C₆H₁₂O₆, зная, что этот раствор кипит при 100,26⁰ С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52⁰. Ответ: 8,25%.

136. Сколько граммов фенола C₆H₅OH следует растворить в 125 г бензола, чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1,7⁰? Криоскопическая константа бензола 5,1⁰. Ответ: 3,91 г.

137. Сколько граммов мочевины (NН₂)₂СО следует растворить в 250 г воды, чтобы температура кипения повысилась на 0,26⁰? Эбуллиоскопическая константа воды 0,52⁰С. Ответ: 7,5 г.

138. При растворении 2,3 г некоторого неэлектролита в 125 г воды температура кристаллизации понижается на 0,372⁰. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86⁰С.

Ответ: 92 г/моль.

139. Вычислите температуру кипения 15%-ного водного раствора пропилового спирта С₃Н₇ОН. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52⁰. Ответ: 101,52⁰ С.

140. Вычислите процентную концентрацию водного раствора метанола CH₃OH, температура кристаллизации которого -2,79⁰ С. Криоскопическая константа воды 1,86⁰. Ответ: 4,58%.

Тема 8. Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена

Контрольные вопросы

141. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) NaHCO₃ и NaOH; б) K₂SiO₃ и НСl; в) BaCl₂ и Na₂SO₄.

142. Составьте молекулярные и ионно-молекуляpные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) K₂S и HCl; б) FeSO₄ и (NH₄)₂S; в) Сr(ОН)₃ и КОН.

143. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Мg²⁺ + СO₃^2- = МgСO₃;

б) H⁺ + OH^- = H₂O.

144. Какое из веществ: Al(OH)₃; H₂SO₄; Bа(ОН)₂ - будет взаимодействовать с гидроксидом калия? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.

145. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакции взаимодействия в растворах между: а) КНСО₃ и H₂SO₄; б) Zn(OH)₂ и NaOH; в) СаС1₂ и AgNO₃.

146. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между a) CuSO₄ и H₂S; б) ВаСО₃ и HNO₃; в) FeCl₃ и КОН.

147. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Сu²⁺ + S^2- = CuS;

б) SiO₃^2- + 2Н⁺ = H₂SiO₃^.

148. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между a) Sn(OH)₂ и HCl; б) BeSO₄ и КОН; в) NH₄Cl и Ва(ОН)₂.

149. Какое из веществ: КНСО₃, СН₃СООН, NiSO₄, Na₂S – взаимодействует с раствором серной кислоты? Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.

150. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: a) AgNO₃ и К₂СгО₄; б) Pb(NO₃)₂ и KI; в) CdSO₄ и Na₂S.

151. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) СаСО₃ + 2Н⁺ = Са²⁺ + Н₂О + СО₂;

б) А1(ОН)₃ + ОН^- = АlO₂^- + 2Н₂O;

в) Рb₂⁺ + 2I^- = РbI₂.

152. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Ве(ОН)₂ и NaOH; б) Сu(ОН)₂ и HNO₃; в) ZnOHNO₃ и HNO₃.

153. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) Na₃PO₄ и CaCl₂; б) K₂CO₃ и BaCl₂; в) Zn(OH)₂ и KOH.

154. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

Fe(OH)₃ + 3H⁺ = Fe³⁺ + 3H₂O;

Cd²⁺ + 2OH^- = Cd(OH)₂;

H⁺ + NO₂^- = HNO₂.

155. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) CdS и HCl; б) Cr(OH)₃ и NaOH; в) Ba(OH)₂ и CoCl₂.

156. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Zn²⁺ + H₂S = ZnS + 2H⁺;

б) HCO₃^- + H⁺ = H₂O + CO₂;

в) Ag⁺ + Cl^- = AgCl.

157. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) H₂SO₄ и Ba(OH)₂; б) FeCl₃ и NH₄OH; в) CH₃COONa и HCl.

158. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между: а) FeCl₃ и KOH; б) NiSO₄ и (NH₄)₂S; в) MgCO₃ и HNO₃.

159. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

а) Be(OH)₂ + 2OH^- = BeO₂^2- + 2H₂O;

б) CH₃COO^- + H⁺ = CH₃COOH;

в) Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO_4.

160. Какое из веществ: NaCl, NiSO₄, Be(OH)₂, KHCO₃ – взаимодействует с раствором гидроксида натрия. Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.

Тема 9. Окислительно-восстановительные реакции

Контрольные вопросы

161. Исходя из степени окисления хлора в соединениях HCl, НС1О₃, НСlO₄, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

КВr + КВrO₃ + H₂SO₄ → Br₂ + K₂SO₄ + Н₂О.

162. Реакции выражаются схемами:

Р + НIO₃ + Н₂О → Н₃РО₄ + HI;

H₂S + Cl₂ + Н₂О → H₂SO₄ + HCl.

Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое – восстановителем; какое вещество окисляется, какое – восстанавливается.

163. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс – окисление или восстановление – происходит при следующих превращениях:

As^3- → As⁵⁺; N³⁺ → N^3-; S^2- → S⁰.

На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂O → Na₂SO₄ + MnO₂ + КОН.

164. Исходя из степени окисления фосфора в соединениях РН₃, Н₃РО₄, Н₃РО₃, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

PbS + HNO₃ → S + Pb(NO₃)₂ + NO + H₂O.

165. См. условие задачи 162.

Р + HNO₃ + Н₂О → Н₃РО₄ + NО;

KMnO₄ + Na₂SO₃ + КОН → K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + Н₂О.

166. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс - окисление или восстановление – происходит при следующих превращениях:

Мn⁶⁺ → Mn²⁺; Cl⁵⁺ → Cl^-; N^3- → N⁵⁺.

На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

Cu₂O + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + Н₂О.

167. См. условие задачи 162.

HNO₃ + Ca → NH₄NO₃ + Ca(NO₃)₂ + Н₂О;

K₂S + KMnO₄ + H₂SO₄ → S + K₂SO₄ + MnSO₄ + H₂O.

168. Исходя из степени окисления хрома, иода и серы в соединениях К₂Сr₂О₇, KI и H₂SO₃, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

NaCrO₂ + РbО₂ + NaOH → Na₂CrO₄ + Na₂PbO₂ + Н₂О.

169. См. условие задачи 162.

H₂S + Сl₂ + Н₂О → H₂SO₄ + HCl;

K₂Cr₂O₇ + H₂S + H₂SO₄ → S+ Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O.

170. См. условие задачи 162.

KClO₃ + Na₂SO₃ → KCl + Na₂SO₄^;

KMnO₄ + HBr → Br₂ + KBr + MnBr₂ + H₂O.

171. См. условие задачи 162.

Р + HClO₃ + Н₂О → Н₃РО₄ + HCl;

H₃AsO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ → H₃AsO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O.

172. Cм. условие задачи 162.

NaCrO₂ + Br₂ + NaOH → Na₂CrO₄ + NaBr + H₂O;

FeS + HNO₃ → Fe(NO₃)₂ + S + NO + H₂O.

173. См. условие задачи 162.

HNO₃ + Zn → N₂O + Zn(NO₃)₂ + H₂O;

FeSO₄ + KClO₃ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + KCl + H₂O.

174. См. условие задачи 162.

К₂Сr₂О₇ + HCl → Cl₂ + CrCl₃ + KCl + H₂O;

Au + HNO₃ + HCl → AuCl₃ + NO + H₂O.

175. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а)NН₃ и КМnО₄; б) HNO₂ и HI; в) HCl и H₂Se? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

KМnO₄ + KNO₂ + H₂SO₄ → MnSO₄ + KNO₃ + K₂SO₄ + H₂O.

176. См. условие задачи 162.

HCl + CrO₃ → Cl₂ + CrCl₃ + H₂O;

Cd + KMnO₄ + H₂SO₄ → CdSO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O.

177. См. условие задачи 162.

Cr₂O₃ + KClO₃ + KOH → K₂CrO₄ + KCl + H₂O;

MnSO₄ + PbO₂ + HNO₃ → HMnO₄ + Pb(NO₃)₂ + PbSO₄ + H₂O.

178. См. условие задачи 162.

H₂SO₃ + HClO₃ → H₂SO₄ + HCl;

FeSО₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O.

179. См. условие задачи 162.

I₂ + Cl₂ + H₂O → HIO₃ + HCl;

K₂Cr₂O₇ + Н₃РО₃ + H₂SO₄ → Cr₂(SO₄)₃ + Н₃РO₄ + K₂SO₄ + Н₂О.

 

180. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами: а) РН₃ и НВr; б) К₂Сr₂О₇ и Н₃РО₃; в) HNO₃ и H₂S? Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

AsH₃ + HNO₃ → H₃AsO₄ + NO₂ + H₂O.

Т е м а 10. Электронные потенциалы и электродвижущие силы

Стандартные электродные потенциалы (Е°) некоторых металлов (ряд напряжений Н.Н.Бекетова)

Электрод	E0, B	Электрод	E0, B
Li+/Li Rb+/Rb K+/K Cs+/Cs Ba2+/Ba Ca2+/Ca Na+/Na Mg2+/Mg Al3+/Al Ti2+/Ti Zr4+/Zr Mn2+/Mn V2+/V Cr2+/Cr Zn2+/Zn Cr3+/Cr Fe2+/Fe	-3,045 -2,925 -2,924 -2,923 -2,90 -2,87 -2,714 -2,37 -1,70 -1,603 -1,58 -1,18 -1,18 -0,913 -0,763 -0,74 -0,44	Cd2+/Cd Co2+/Co Ni2+/Ni Sn2+/Sn Pb2+/Pb Fe3+/Fe 2H+/H2 Sb3+/Sb Bi3+/Bi Cu2+/Cu Cu+/Cu Hg22+/2Hg Ag+/Ag Hg2+/Hg Pt2+/Pt Au3+/Au Au+/Au	-0,403 -0,277 -0,25 -0,136 -0,127 -0,037 -0,000 +0,20 +0,215 +0,34 +0,52 +0,79 +0,80 +0,85 +1,19 +1,50 +1,70

 

Контрольные вопросы

181. Есть два сосуда с голубым раствором медного купороса. В первый поместили цинковую пластинку, а во второй – серебряную. В каком сосуде цвет раствора постепенно исчезает? Почему? Составьте электронные и молекулярное уравнения соответствующей реакции.

182. Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса цинковой пластинки при взаимодействии ее с растворами: a) CuSO₄; б) МgSO₄; в) Рb(NO₃)₂? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

183. При какой концентрации ионов Zn²⁺ (в моль/л) потенциал цинкового электрода будет на 0,015 В меньше его стандартного электродного потенциала? Ответ: 0,30 моль/л.

184. Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса кадмиевой пластинки при взаимодействии ее с растворами: a) AgNO₃; б) ZnSO₄; в) NiSO₄? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

185. Марганцевый электрод в растворе его соли имеет потенциал – 1,23 В. Вычислите концентрацию ионов Мn²⁺ (в моль/л). Ответ: 1,89·10^-12 моль/л.

186. Потенциал серебряного электрода в растворе AgNO₃ составил 95% от значения его стандартного электродного потенциала. Чему равна концентрация ионов Аg⁺ (в моль/л)? Ответ: 0,20 моль/л.

187. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС медно-кадмиевого гальванического элемента, в котором [Cd²⁺] = 0,8 моль/л, а [Сu²⁺] = 0,01 моль/л. Ответ: 0,68 В.

188. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь была бы катодом, а в другом – анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.

189. При какой концентрации ионов Сu²⁺ (моль/л) значение потенциала медного электрода становится равным стандартному потенциалу водородного электрода? Ответ: 1,89·10^-12 моль/л.

190. Какой гальванический элемент называется концентрационным? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из серебряных электродов, опущенных: первый в 0,01 н., а второй в 0,1 н. растворы AgNO₃. Ответ: 0,059 В.

191. При каком условии будет работать гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один никелевый электрод находится в 0,001 М растворе, а другой такой же электрод - в 0,01 М растворе сульфата никеля. Ответ: 0,0295 В.

192. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовой и магниевой пластин, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Pb²⁺] = [Mg²⁺] = 0,01 моль/л. Изменится ли ЭДС этого элемента, если концентрацию каждого из ионов увеличить в одинаковое число раз? Ответ: 2,244 В.

193. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых никель является катодом, а в другом – анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.

194. Железная и серебряная пластины соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты. Составьте схему данного гальванического элемента и напишите электронные уравнения процессов, происходящих на аноде и на катоде.

195. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из пластин кадмия и магния, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Mg²⁺] = [Cd²⁺] = 1 моль/л. Изменится ли значение ЭДС, если концентрацию каждого из ионов понизить до 0,01 моль/л? Ответ: 1,967 В.

196. Составьте схему гальванического элемента, состоящего из пластин цинка и железа, погруженных в растворы их солей. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде. Какой концентрации надо было бы взять ионы железа (моль/л), чтобы ЭДС элемента стала равной нулю, если [Zn²⁺] = 0,001 моль/л? Ответ: 7,3·10^-15 моль/л.

197. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению

Ni + Pb(NO₃)₂ = Ni(NO₃)₂ + Рb.

Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если [Ni²⁺] = 0,01 моль/л, [Рb²⁺] = 0,0001 моль/л. Ответ: 0,064 В.

198. Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке свинцового аккумулятора?

199. Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке кадмий – никелевого аккумулятора?

200. Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке железо-никелевого аккумулятора?