Взаимодействие металлов с серной кислотой. Основные правила составления окислительно-восстановительных реакций

Cl2+H20 -> HCL+O2
2. При взаимодействии (при н.у) хлора с водородом образовалось 11,2 л хлороводорода. Вычислите массу и число молей веществ,вступивших в реакцию
3. Запишите уравнения соответствующих реакций:
C -> CO2 -> Na2CO3 -> CO2 -> CaCO3
4. Рассчитайте массовую долю раствора поваренной соли (NaCl), если в 200 г раствора содержится 16 г соли.
5. Запишите уравнения соответствующих реакций:
P->P2O5->H3PO4->Ca(PO4)2->Ca(OH)2
6. Какой объем кислорода (н.у) необходим для полного сжигания 5 м3 метана CH4?
7. Запишите уравнения соответствующих реакций:
Fe->Fe2O3->FeCl3->Fe(OH)3->Fe(SO4)3
8. При взаимодействии хлора с водородом при н.у образовалась 8,96 л хлороводорода.Вычислите массы и количества веществ (моль), вступивших в реакцию.
9. Найдите коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель в уравнении:
MnO2+HCl->Cl2+MnCl2+H2O
10. Рассчитайте массовые доли (%) элементов,входящих в состав гидроксида алюминия.
11. Вычислите массу и число молей вещества, образовавшегося при взаимодействии Ca с 16 г кислорода.
12. Составить электронную и графическую формулу элемента № 28. Охарактеризовать элемент и его соединения
13. При взаимодействии кальция с 32 г кислорода получилось 100 г оксида кальция. Вычислите выход продукта реакции.
14. Запишите уравнения, описывающие основные типы химических реакций
15. Вычислите объем, который занимают 64 г кислорода при н.у

2.Дайте характеристику реакции:

CO₂+C<>2CO-Q по всем изученным признакам классификации. Рассмотрите условия смещения химического равновесия вправо.

3.В схеме ОВР расставьте коэффициенты методом электронного баланса,укажите окислитель и восстановитель:

Zn+H₂So₄(конц)>ZnSo₄+H₂S+H₂O.

Определите количетсво вещества сульфата калия,Полученного при сливании растворов,содержащих 2 моль серной кислоты и 5 моль гидроксида калия.

восстановитель.

а) Cu + Cl2 = CuCl2

б) CuCl2 + 2KOH = Cu (OH)2 + 2KCl

в) Cu SO4 + Fe = FeSO4 + Cu

г) CuO + H2 = Cu + H2O

д) CuO + 2HCl = CuCl + H2O

2) Укажите окислитель и востановитель и определите, к какому типу относятся окислительно - восстановительные реакции:

а) 2Al + 6HCl = 2AlCl + 3H2

б) 2K ClO3 = 2KCl + O2

в) 2FeO3 + CO = 2Fe3O4 + CO2

г) NH4NO3 = N2O + 2H2O

д) 3S + 6 KOH = 2K2S + KSO3 + 3H2O

окисления(с примерами веществ);высший оксид,его характер;водородное соединение.
2)Даны следующие вещества: F2,NaF,HF.Напишите названия этих веществ и определите тип химической связи.Покажите направление смещения электронной плотности (электроотрицательности),если она смещена;ответ мотивируйте. Составьте электронные формулы для этих веществ.
3) Над стрелками укажите количество электронов, отданных или принятых атомами химических элементов. В каждом случае укажите является химический элемент окислителем или восстановителем,S(0)=S(+4),O (-1) = O (-2), Cr(+6)=Cr(+3),N(+2)=N(+5),Mn(+7)=Mn(+4).
4)Преобразуйте данные схемы в уравнения реакций, составьте схемы электронного баланса, расставьте коэффициенты, укажите окислитель и восстановитель:
NH3 + O2 = NO + H2O
K + HNO3 = KNO3 + H2

Контрольная работа

Задание 10. Газ массой 1,105 г при 27 0 С и Р=101,3 кПа. Занимает объем 0,8 л. Какова его относительная молекулярная масса?

Дано:

m(газа)=1,105 г= кг

t=27 0 С, Т=300К

Р=101,3 кПа=101,3 ·10 3 Па

V=0,8 л=0,8 л·10 -3 м 3

Найти: Мr(газа)-?

Решение.

По уравнению Клайперона-Менделеева PV=n RT, где n – число молей газа; P – давление газа (например, в атм), V – объем газа (в литрах); T – температура газа (К); R – газовая постоянная (8,34Дж/моль К).

Связь между термодинамической температурой Т (по шкале Кельвина) и температурой t по Международной практической шкале (шкале Цельсия): T = (t+273), тогда Т= 300К. Химическое количество газа равно отношению массы газа к его молярной массе: n=m/M , подставив это выражение в уравнение Клайперона-Менделеева и выразив молярную массу, имеем:

М= = =34г/моль

Тогда относительная молекулярная масса газа равна 34.

Ответ: относительная молекулярная масса газа равна 34.

Задание 35. Какой объем воздуха необходим для полного сгорания 25 кг метилэтилового эфира СН 3 ОС 2 Н 5 , если t = -4 0 С, Р = 1,2×10 5 Па?

Решение.

Запишем уравнение реакции: СН 3 ОС 2 Н 5 + 4,5О2 = 3СО 2 + 4Н 2 О

Найдем химическое количество эфира:

n(СН 3 ОС 2 Н 5) = m((СН 3 ОС 2 Н 5)/М(СН 3 ОС 2 Н 5) = 25000/60=4166,67 моль. По реакции найдем химическое количество кислорода, необходимое для сгорания такого количества эфира:

при сгорании 1 моль эфира затрачивается 4,5 моль кислорода,

то при сгорании 4166,67 моль эфира – х моль кислорода.

Отсюда х=1875 моль. Найдем объем кислорода: V(O 2) = Vm n(O 2), где Vm - молярный объем, равен 22,4 л/моль при н.у., то есть V(O 2) =42000 л.

Если учесть, что объемная доля кислорода в воздухе равна 21%, то

V(возд) = V(O 2)/0,21 = 42000/0,21 = 200000 л

При t = -4 0 С, Р = 1,2×10 5 Па этот объем воздуха будет равен по формуле объединенного газового закона:

(P 1 V 1)/T 1 = (P 2 V 2)/T 2, отсюда

V 2 = (P 1 V 1 T 2)/(T 1 P 2) = (101,3 10 3 200000 269) /(273 1,2×10 5) = 166360л или 166,36 м 3

269 и 273 - это температура в Кельвинах, соответствующая -4 0 С и 0 0 С соответственно.

Ответ: 166,36 м 3

Задание 85. Какую степень окисления может проявлять водород в своих соединениях? Приведите примеры реакций, в которых газообразный водород играет роль окислителя и в которых роль восстановителя. Охарактеризуйте пожарную опасность водорода. Степени окисления элемента водорода и примеры соответствующих соединений.

Ответ: водород – элемент первого периода, первой А группы, электронная формула которого 1s 1 . Может принимать следующие степени окисления: +1 (Н 2 О, H 2 S. NH 3 и др.) ,0 (Н 2),-1(гидриды металлов: NaH, CaH 2).

Реакции с участием соединений, в которых водород проявляет степень окисления +1 – это, например, окислительно-восстановительные реакции, в которых участвует вода, в которой водород проявляет окислительные свойства.

2H +1 2 O + 2Li = 2LiOH + H 0 2

2H +1 + 2e = H 0 2 | окислитель

Li 0 -1е= Li + |2 восстановитель

2H 2 O + 2Na = 2NaOH + H 2

Или реакции кислот с металлами, стоящими в ЭХРН до водорода.

2H 2 S + 2K = K 2 S + H 2 В

Водород – восстановитель:

Н 2 0 +Са 0 =Са +2 Н -1 2

Са 0 -2е=Са 0 восстановитель

Н 2 0 +2е= 2Н -1 окислитель

В последние десятилетия часто обсуждаются различные возможности использования водорода в качестве энергоносителя.

В пользу водорода, как универсального энергоносителя говорят многие обстоятельства:

1. Для получения водорода может использоваться вода, запасы которой на сегодняшний день представляются значительными.

2. Продукты горения водорода значительно более экологически чистые, чем у бензина и дизельного топлива.

3. Водород может использоваться в существующих двигателях при их небольшой конструктивной доработке.

4. У водорода высокая удельная теплота сгорания; хорошая воспламеняемость водородовоздушной смеси в широком диапазоне температур; высокая антидетонационная стойкость, допускающая работу при степени сжатия до 14; высокая скорость и полнота сгорания.

Практическое использование водорода наталкивается на ряд существенных трудностей, обусловленных в первую очередь с повышенной взрывоопасностью рабочего тела. Проблемы безопасности в водородной технологии связаны с горением водорода, с его криогенным состоянием, коррозионной стойкостью и снижением прочностных свойств материалов при низких температурах, высокой текучестью и проникающей способностью. Все это требует тщательного соблюдения требований техники безопасности при работе с водородом. Согласно многочисленным справочным данным взрывоопасные свойства водородной смеси с воздухом характеризуются следующими данными: область воспламенения 4,12-75% объема, минимальная энергия зажигания - 0,02 мДж, температура самовоспламенения - 783 К, нормальная скорость распространения пламени - 2,7 м/с, критический диаметр - 0,6-10-3 м, минимальное взрывоопасное содержание кислорода - 5 % объема.

Для обеспечения минимальной опасности при обращении с водородом необходимо соблюдение следующих условий:

1. Широкое ознакомление персонала с особенностями водорода как химического продукта.

2. Постоянное повышение надежности средств и способов обеспечения безопасности при выполнении различных технологических операций с водородом.

3. Создание надежных средств индикации утечек водорода.

Совершенно недопустимо попадание воздуха (кислорода) в емкости и трубопроводы, заполненные жидким водородом. Воздух замерзает и осаждается на стенках выше уровня жидкости водорода или опускается на дно емкости. Ломающиеся кристаллы кислорода или твердого воздуха могут являться источником воспламенения или взрыва. по этой причин азот, которым продуваются магистрали и емкости перед заполнением их водородом, должен содержать не более 0,5-1% кислорода.

Разлитый жидкий водород представляет опасность, т.к. он быстро испаряется, образуя пожаро- и взрывоопасные смеси.

Водородное пламя почти невидимо при дневном свете. В связи с этим необходимо использовать датчики для его детектирование. Наиболее распространенные оптические датчики детектируют ультрафиолетовые и инфракрасное излучение. Вздувающиеся краски также успешно используют для этой цели. Эти краски обугливаются и набухают при сравнительно низкой температуре (около 470К) и выделяют едкие газы.

Меры безопасности при обращении с жидким водородом должны исключать возможность неконтролируемой его утечки, а также обеспечивать быструю эвакуацию просочившегося газа.

Для сооружений, расположенных на открытых площадках, хранилищ жидкого водорода, могут быть рекомендованы следующие мероприятия:

1. В зоне проведения работ с жидким водородом необходимо иметь водяной душ, брандспойт или специальный резервуар с водой для смывания жидкого продукта с обрызганных участков технологического оборудования.

2. Резервуары и цистерны для хранения жидкого продукта следует периодически с интервалом в 1-2 года очищать от твердых отложений (кислород, азот и т.п.) путем их размораживания.

3. Необходима тщательная проверка технологического оборудования на герметичность. Признаком утечки водорода из хранилища является образование инея на деталях оборудования.

4. Защитные стены нельзя сооружать около резервуаров хранилищ. Для хорошей циркуляции газов резервуары следует устанавливать таким образом, чтобы они были открыты для доступа воздуха с возможно большего числа сторон.

5. Зона возможной опасности вокруг резервуара в соответствии с инструкцией по технике безопасности должна быть обозначена.

Кроме того, при длительном хранении фосфорорганических отравляющих веществ внутри герметичной полости наряду с другими продуктами распада выделяется в заметных количествах фтористый водород. При его взаимодействии с железом корпуса изделия происходит интенсивное образование водорода - вещества чрезвычайно химически активного. Двухатомная молекула водорода образует соединения со всеми элементами (кроме благородных газов), хорошо растворяется в металлах и относительно легко проникает через них. С фтором водород непосредственно соединяется (даже при температуре - 252°С).

Учёт таких особенностей молекулярного водорода позволяет предположить, что в корпусе химического боеприпасе или герметичной ёмкости с отравляющим веществом происходит процесс накопления водорода до определённого давления, после чего этот элемент начинает диффундировать через металлический корпус ёмкости. При определённом давлении процесс стабилизируется и в дальнейшем может измениться только за счёт изменения количества выделяемого фтористого водорода или температуры наружного воздуха. Поглощённый металлом водород приводит к потере металлом пластичности и прочности. Этот эффект известен как водородное охрупчивание. Он обуславливает появление трещин в результате скопления водорода на различных дефектах кристаллической структуры металла.

Водород, выделяющийся из ёмкостей и боеприпасов внутри бетонных хранилищ, будет скапливаться около потолка и может явиться, кроме того, источником пожарной и взрывной опасностей, так как он в смеси с кислородом воздуха образует аварийно-опасный гремучий газ.

Аналогичные проблемы возникают при хранении радиоактивных отходов. При попадании в хранилище воды происходит её разложение под действием ионизирующих излучений. Радиолиз воды создаёт водород, способный при концентрации более 4 объемных процентов образовать «гремучую» смесь. Концентрация водорода в хранилище из-за конвективного характера его рассеяния пропорциональна температуре наружного воздуха, что приводит к необходимости принудительной вентиляции хранилищ радиоактивных отходов в жаркую погоду.

Задание 60. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 3d или 4s , 5s или 4р ? Почему? Составьте электронную формулу элемента с порядковым номером 21.

Ответ. Следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он обладает наименьшей энергией - меньшая сумма n + ℓ (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

1s→2s→ 2р→ 3s→ 3р→ 4s→ 3d→ 4р→ 5s→ 4d→ 5р→ 6s→ 5d 1 →4f→ 5d→ 6р→ 7s →6d 1 →5f→ 6d→ 7р.

В нашем случае

D 4s 5s 4р

Значение n 3 4 5 4

Значениеl 2 0 0 1

Сумма (n +l ) 5 4 5 5

Последовательность заполнения (на основании правил Клечковского):

1 – 4s затем 3d; 1-4 р затем – 5s. 4р заполняется первым, не смотря на равную сумму (n +l ), так как n=4, а у 5s n=5, а при одинаковых значениях этой суммы в первую очередь заполняется подуровень с меньшим значением главного квантового числа n .

Cu +2 +2е Cu 0 |3 окислитель

2N -3 -6е N 2 0 |1 восстановитель

3CuO +2 NH 3 = 3Cu + N 2 + 3H 2 O

Задание 135. При сгорании 1 л паров метанола СН 3 ОН выделилось 32,3 кДж теплоты. Вычислить энтальпию образования метанола. Условия стандартные.

V(СН 3 ОН)= 1л

DНр =-32,3 кДж

Найти: DН 0 (СН 3 ОН)-?

Решение. Найдем теплоту сгорания 1 моль (22,4 л) метанола. При сгорании 1л выделилось 32,3 кДж, то при 22,4 моль сгорания метанола – х кДж, х=723,52кДж/моль, то есть DН 0 гор (СН 3 ОН)=- 723,52кДж/моль.

Запишем уравнение реакции: СН 3 ОН+1,5О 2 =СО 2 +2Н 2 О

Для расчета энтальпии образования метанола привлекаем следствие

из закона Гесса: ΔН (Х.Р.) = ΣΔН 0 (прод.) - ΣΔН 0 (исх.).

Используем найденную нами энтальпию горения метанола и приведенные в приложении энтальпии образования всех (кроме метанола) участников процесса.

По 1-му следствию закона Гесса тепловой эффект этой реакции DН 0 р-и может быть записан следующим образом:

DН 0 р-и = DН 0 (СО 2) + 2DН 0 (Н 2 О) - DН 0 (СН 3 ОН). (1)

DН 0 (СО 2), DН 0 (Н 2 О), DН 0 (СН 3 ОН) – энтальпии образования веществ. По условию задачи энтальпию образования метанола необходимо рассчитать. По 2-му следствию закона Гесса тепловой эффект этой же реакции равен энтальпии горения этилацетата.

DН 0 р-и = DН 0 гор (СН 3 ОН). (2)

Величину DН 0 гор (СН 3 ОН) мы нашли. Объединив уравнения (1) и (2) можно записать:

DН 0 гор (СН 3 ОН) = DН 0 (СО 2) + 2DН 0 (Н 2 О) - DН 0 (СН 3 ОН).

Тогда энтальпия образования этилацетата DН 0 (СН 3 ОН) может быть рассчитана следующим образом:

DН 0 (СН 3 ОН) = DН 0 (СО 2) + 2DН 0 (Н 2 О) -DН 0 гор (СН 3 ОН)= (–393,5) + 2×(–241,8) – (-723,52) = - 153,57 кДж/моль.

Полученная величина означает, что при образовании 1 моль метанола выделяется 153,57 кДж тепла (DН<0 ).

Рассмотрите приведённые ниже схемы уравнений реакций. В чём их существенное отличие? Изменились ли степени окисления элементов в этих реакциях?

В первом уравнении степени окисления элементов не изменились, а во втором изменились – у меди и железа .

Вторая реакция относится к окислительно-восстановительным.

Реакции, в результате которых изменяются степени окисления элементов, входящих в состав реагирующих веществ и продуктов реакции, называют окислительно-восстановительными реакциями (ОВР).

СОСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЙ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ.

Существуют два метода составления окислительно - восстановительных реакций - метод электронного баланса и метод полуреакций. Здесь мы рассмотрим метод электронного баланса .
В этом методе сравнивают степени окисления атомов в исходных веществах и в продуктах реакции, при этом руководствуемся правилом: число электронов, отданных восстановителем, должно равняться числу электронов, присоединённых окислителем.
Для составления уравнения надо знать формулы реагирующих веществ и продуктов реакции. Рассмотрим этот метод на примере.

Основные положения теории окислительно-восстановительных реакций

1. Окислением называется процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом .

Например:

Al – 3e - = Al 3+

Fe 2+ - e - = Fe 3+

H 2 – 2e - = 2H +

2Cl - - 2e - = Cl 2

При окислении степень окисления повышается .

2. Восстановлением называется процесс присоединения электронов атомом, молекулой или ионом .

Например:

S + 2е - = S 2-

Сl 2 + 2е- = 2Сl -

Fe 3+ + e - = Fe 2+

При восстановлении степень окисления понижается .

3. Атомы, молекулы или ионы, отдающие электроны называются восстановителями . Во время реакции они окисляются .

Ато­мы, молекулы или ионы, присоединяющие электроны, называются окислителями . Во время реакции они восстанавливаются .

Так как атомы, молекулы и ионы входят в состав определенных веществ,то и эти вещества соответственно называются восстановителями или окислителями .

4. Окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов - окисления и восстановле­ния.

Число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, присоединяемых окислителем .

ТРЕНАЖЁРЫ

Тренажёр №1 Окислительно-восстановительные реакции

Тренажёр №2 Метод электронного баланса

Тренажёр №3 Тест «Окислительно-восстановительные реакции»

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Определите степень окисления атомов химических элементов по формулам их соединений: H 2 S , O 2 , NH 3 , HNO 3 , Fe , K 2 Cr 2 O 7

№2. Определите, что происходит со степенью окисления серы при следующих переходах:

А) H 2 S → SO 2 → SO 3

Б) SO 2 → H 2 SO 3 → Na 2 SO 3

Какой можно сделать вывод после выполнения второй генетической цепочки?

На какие группы можно классифицировать химические реакции по изменения степени окисления атомов химических элементов?

№3. Расставьте коэффициенты в УХР методом электронного баланса, укажите процессы окисления (восстановления), окислитель (восстановитель); запишите реакции в полном и ионном виде:

А) Zn + HCl = H 2 + ZnCl 2

Б) Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

№4. Данысхемыуравненийреакций:
СuS + HNO 3 (разбавленная) = Cu(NO 3) 2 + S + NO + H 2 O

K + H 2 O = KOH + H 2
Расставьте коэффициенты в реакциях используя метод электронного баланса.
Укажите вещество - окислитель и вещество - восстановитель.

1 . C + HNO 3 = CO 2 + NO + H 2 O

2. H 2 S + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = S + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

3. V 2 O 5 + Ca = CaO + V

4. Mn 2 O 3 + Si = SiO 2 + Mn

5. TiCl 4 + Mg = MgCl 2 + Ti

6. P 2 O 5 + C = P + CO

7. KClO 3 + S = KCl + SO 2

8. H 2 S + HNO 3 = S + NO 2 + H 2 O

9. KNO 2 + KClO 3 = KCl + KNO 3

10. NaI + NaIO 3 + H 2 SO 4 = I 2 + Na 2 SO 4 + H 2 O

11. Na 2 S 2 O 3 + Br 2 + NaOH = Na Br + Na 2 SO 4 + H 2 O

12. Mn(NO 3) 2 + NaBiO 3 + HNO 3 = HMnO 4 + Bi(NO 3) 3 + NaNO 3 + H 2 O

13. Cr 2 O 3 + Br 2 + NaOH = Na 2 CrO 4 + NaBr + H 2 O

14. HCl + KMnO 4 = MnCl 2 + Cl 2 + KCl + H 2 O

15. KBr + KMnO 4 + H 2 SO 4 = Br 2 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

16. Cu + H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + H 2 O

17. Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 S + H 2 O

18. K + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + S + H 2 O

19. Ag + HNO 3 = AgNO 3 + NO 2 + H 2 O

20. Cu + HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + NO + H 2 O

21. Ca + HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + N 2 O + H 2 O

22. Zn + HNO 3 =Zn(NO 3) 2 + N 2 + H 2 O

23. Mg + HNO 3 = Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + H 2 O

24. Na 2 SO 3 + KMnO 4 + KOH = Na 2 SO 4 + K 2 MnO 4 + H 2 O

25. K 2 S + KMnO 4 + H 2 SO 4 = S + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

26. Zn + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O

27. SnSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 = Sn(SO 4) 2 + MnSO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

28. NaI + KMnO 4 + KOH = I 2 + K 2 MnO 4 + NaOH

29. S + KClO 3 + H 2 O = Cl 2 + K 2 SO 4 + H 2 SO 4

30. Na 2 SO 3 + KIO 3 + H 2 SO 4 = I 2 + Na 2 SO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O

31. HNO 3 = NO 2 + O 2 + H 2 O

32. Cu(NO 3) 2 = CuO + NO 2 + O 2

33. NH 4 NO 3 = N 2 O + H 2 O

34. KNO 3 = KNO 2 + O 2

35. KClO 3 = KCl + O 2

36. KClO = KCl + O 2

37. HNO 2 = HNO 3 + NO + H 2 O

38. K 2 MnO 4 + CO 2 = KMnO 4 + MnO 2 + K 2 CO 3

39. KClO 3 = KClO 4 + KCl

40. Cl 2 + KOH = KCl + KClO 3 + H 2 O

41. KClO = KCl + KClO 3

42. S + KOH = K 2 S + K 2 SO 3 + H 2 O

43. Na 2 SO 3 = Na 2 S + Na 2 SO 4

44. H 2 C 2 O 4 + KMnO 4 = CO 2 + K 2 CO 3 + MnO 2 + H 2 O

45. CH 3 OH+K 2 Cr 2 O 7 +H 2 SO 4 = HCOOH+Cr 2 (SO 4) 3 +K 2 SO 4 +H 2 O

46. C 12 H 22 O 11 +K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 = CO 2 + Cr 2 (SO 4) 3 +K 2 SO 4 +H 2 O

47. CH 2 O+KMnO 4 +H 2 SO 4 = HCOOH+MnSO 4 +K 2 SO 4 + H 2 O

48. Mn 3 O 4 + Al = Al 2 O 3 + Mn

49. Fe 3 O 4 + H 2 = FeO + H 2 O

50. NaN 3 = Na + N 2

51. Na 2 S 4 O 6 +KMnO 4 +HNO 3 =Na 2 SO 4 +H 2 SO 4 +Mn(NO 3) 2 +KNO 3 +H 2 O

52. Mn 3 O 4 + KClO 3 + K 2 CO 3 = K 2 MnO 4 + KCl + CO 2

53. As 2 S 3 + HNO 3 = H 3 AsO 4 + SO 2 + NO 2 + H 2 O

54. KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

55. Cu 2 S + O 2 + CaCO 3 = CuO + CaSO 3 + CO 2

56. FeCl 2 + KMnO 4 + HCl = FeCl 3 + Cl 2 + MnCl 2 + KCl + H 2 O

57. Pb(NO 3) 2 = PbO + NO 2 + O 2

58. KNO 2 + KI + H 2 SO 4 = I 2 + NO + K 2 SO 4 + H 2 O

59. KMnO 4 + NO + H 2 SO 4 = MnSO 4 + NO 2 + K 2 SO 4 + H 2 O

60. CuO + NH 3 = Cu + N 2 + H 2 O

61. Cl 2 + Br 2 + KOH = KCl + KBrO 3 + H 2 O

62. NH 3 + KMnO 4 + KOH = KCl + K 2 MnO 4 + H 2 O

63. Ti 2 (SO 4) 3 + KClO 3 + H 2 O = TiOSO 4 + KCl + H 2 SO 4

64. Fe(NO 3) 2 + MnO 2 + HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + Mn(NO 3) 2 + H 2 O

65. KCNS+K 2 Cr 2 O 7 +H 2 SO 4 =Cr 2 (SO 4) 3 +SO 2 +CO 2 +NO 2 +K 2 SO 4 +H 2 O

66. CuFeS 2 +HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + Fe(NO 3) 3 + H 2 SO 4 + NO + H 2 O

67. H 2 O 2 + HI = I 2 + H 2 O

68. H 2 O 2 + HIO 3 = I 2 + O 2 + H 2 O

69. H 2 O 2 + KMnO 4 + HNO 3 = Mn(NO 3) 2 + O 2 + KNO 3 + H 2 O

70. H 2 O 2 + CrCl 3 + KOH = K 2 CrO 4 + KCl + H 2 O

71. H 2 O 2 + H 2 S = H 2 SO 4 + H 2 O

Варианты заданий

101. Реакции №№ 1, 26, 51,

102. Реакции №№ 2, 27, 52,

103. Реакции №№ 3, 28, 53,

104. Реакции №№ 4, 29, 54,

105. Реакции №№ 5, 30, 55,

106. Реакции №№ 6, 31, 56,

107. Реакции №№ 7, 32, 57,

108. Реакции №№ 8, 33, 58,

109. Реакции №№ 9, 34, 59,

110. Реакции №№ 10, 35, 60,

111. Реакции №№ 11, 36, 61,

112. Реакции №№ 12, 37, 62,

113. Реакции №№ 13, 38, 63,

114. Реакции №№ 14, 39, 64,

115. Реакции №№ 15, 40, 65,

116. Реакции №№ 16, 41, 66,

117. Реакции №№ 17, 42, 67,

118. Реакции №№ 18, 43, 68,

119. Реакции №№ 19, 44, 69,

120. Реакции №№ 20, 45, 70,

121. Реакции №№ 21, 46, 71,

122. Реакции №№ 22, 47, 62,

123. Реакции №№ 23, 48, 64,

124. Реакции №№ 24, 49, 66,

125. Реакции №№ 25, 50, 38.

6. ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ

(задачи №№ 126 – 150).

Литература :

Для выполнения заданий можно воспользоваться данными таблицы 1 приложения.

Варианты заданий

126. Чему равна энтальпия образования пентана С 5 Н 12 , если при сгорании 24 г пентана выделилось 1176,7 кДж теплоты?

127. Сколько теплоты выделится при сжигании 92 г этилового спирта С 2 Н 5 ОН ?

128. Вычислить тепловой эффект образования 156 г бензола С 6 Н 6 , если его энтальпия горения DН гор = - 3267,5 кДж/моль?

129. При сгорании 1 л ацетилена С 2 Н 2 выделяется 58,2 кДж теплоты. Вычислить энтальпию горения ацетилена.

130. Вычислить тепловой эффект образовании 20 г толуола С 7 Н 8 , если его энтальпия горения DН гор = - 3912,3 кДж/моль?

131. Чему равна энтальпия образования гексана С 6 Н 14 , если при сгорании 43 г гексана выделилось 2097,4 кДж теплоты?

132. Сколько теплоты выделится при сжигании 11 г этилацетата СН 3 СООС 2 Н 5 ?

133. Вычислить тепловой эффект образования 1 моль циклопентана С 5 Н 10 , если его энтальпия горения DН гор = - 3290 кДж/моль?

134. При сгорании 267 г антрацена С 14 Н 10 выделяется 10601,2 кДж теплоты. Вычислить энтальпию образования антрацена.

135. При сгорании 1 л паров метанола СН 3 ОН выделилось 32,3 кДж теплоты. Вычислить энтальпию образования метанола. Условия стандартные.

136. Вычислить тепловой эффект образования 1 м 3 пропана С 3 Н 8

137. Чему равна энтальпия образования пентана С 5 Н 12 , если при сгорании 12 г пентана выделилось 588,35 кДж теплоты?

138. Сколько теплоты выделится при сжигании 84 г этилена С 2 Н 4 ?

139. Вычислить тепловой эффект образования 156 г этана С 2 Н 6

140. Сколько теплоты выделится при сжигании 10 л метана СН 4 ? Условия нормальные.

141. При сгорании 10 л бутана С 4 Н 10 выделилось 1191 кДж теплоты. Вычислить энтальпию образования бутана. Условия стандартные.

142. Вычислить тепловой эффект образования 100 л пропана С 3 Н 8 , если его энтальпия горения DН гор = - 2223,2 кДж/моль?

143. При сгорании 1 л бутана С 4 Н 10 выделилось 119,1 кДж теплоты. Вычислить энтальпию образования бутана. Условия нормальные.

144. Вычислить тепловой эффект образования 200 л пропанола С 3 Н 7 ОН , если его энтальпия горения DН гор = - 2010,4 кДж/моль?

145. Сколько теплоты выделится при сжигании 1 кг оксида углерода (II) СО ?

146. Вычислить тепловой эффект образования 15 г этана С 2 Н 6 , если его энтальпия горения DН гор = - 1560 кДж/моль?

147. При сгорании 30,8 г дифенила С 12 Н 10 выделяется 124,98 кДж теплоты. Вычислить энтальпию образования дифенила.

148. Сколько теплоты выделится при сжигании 1 м 3 ацетилена С 2 Н 2 ? Условия нормальные.

149. При сгорании 184 г этилового спирта С 2 Н 5 ОН выделяется 4482,7 кДж теплоты. Вычислить энтальпию образования этилового спирта.

150. Сколько теплоты выделится при сжигании 100 кг угля С ?

7. РАСЧЕТЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ

ФУНКЦИЙ СОСТОЯНИЯ

(задачи №№ 151 – 175).

Литература :

1. Глинка Н.Л. "Общая химия". - Л.: Химия, 1986, гл. 6, с.158-162, 182-191.

2. Кожевникова Н.Ю., Коробейникова Е.Г., Кутуев Р.Х., Малинин В.Р., Решетов А.П. "Общая химия". Учебное пособие. - Л.: СПбВПТШ, 1991, тема 6, с.40-53.

3. Глинка Н.Л. "Задачи и упражнения по общей химии". - Л.: Химия, 1987, гл 5, с. 73-88, приложение № 5.

4. Коробейникова Е.Г., Кожевникова Н.Ю. "Сборник задач и упражнений по общей химии" ч. 2. Энергетика химических реакций. Химическая кинетика. - Л.: СПбВПТШ, 1991, с.2-14.

Варианты заданий

151. Докажите расчетами возможность окисления кислорода фтором при 10 0 С:

0,5О 2 + F 2 = ОF 2 .

152. Определите возможность протекания в газовой фазе следующей реакции при 30 0 С: Н 2 + С 2 Н 2 = С 2 Н 4 .

153. Докажите расчетами, что при стандартных условиях и при 200 0 С

реакция 0,5N 2 + O 2 = NO 2 невозможна.

154. Вычислите, при какой температуре начнется реакция тримеризации ацетилена:

3С 2 Н 2 (г) = С 6 Н 6 (ж) .

155. При какой температуре возможно протекание следующей реакции:

H 2 S + 0,5O 2 = SO 2 + H 2 O (г) ?

156. Установите возможность (или невозможность) самопроизвольного протекания следующей реакции при температуре 100 0 С:

С 2 Н 4 = Н 2 + С 2 Н 2 .

С 2 Н 4 = Н 2 + С 2 Н 2 ?

158. При какой температуре начнется окисление железа по реакции:

Fe + 0,5O 2 = FeO ?

159. Вычислите, при какой температуре возможно протекание следующей реакции:

2СН 4 = С 2 Н 2 + 3Н 2 .

160. Определите, при какой температуре начинается реакция восстановления оксида кальция углем:

СаО + 3С = СаС 2 + СО.

161. Определите пожарную опасность контакта сероуглерода и кислорода при –20 0 С, если реакция протекает по уравнению:

CS 2 + 3O 2 = CO 2 + 2SO 2 .

162. Возможно ли при 200 0 С протекание следующей реакции:

СО + 0,5О 2 = СО 2 ?

163. Вычислите, при какой температуре реакция горения водорода в кислороде пойдет в обратном направлении.

164. При какой температуре протекание реакции

Al + 0,75O 2 =0,5Al 2 O 3 невозможно?

СО 2 + Н 2 = СН 4 + Н 2 О (ж) .

167. При какой температуре возможно протекание следующей реакции:

С 2 Н 4 + Н 2 О (ж) = С 2 Н 5 ОН ?

168. При какой температуре начнется разложение воды на водород и кислород?

4HCl + O 2 = 2H 2 O (г) + 2Cl 2 ?

170. Определите возможность протекания следующей реакции при 40 0 С:

2С + 0,5О 2 + 3Н 2 = С 2 Н 5 ОН .

171. При какой температуре наступит равновесие в системе:

СО + 2Н 2 = СН 3 ОН ?

172. Определите возможность самопроизвольного протекания реакции при 50 0 С:

С + СО 2 = 2СО .

173. Возможно ли при 400 0 С самопроизвольное протекание реакции

H 2 + Cl 2 = 2HCl .

175. Возможно ли при температуре 100 0 С протекание следующей реакции:

СН 4 = С + 2Н 2 ?

8. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

(задачи №№ 176 – 200).

Литература :

Варианты заданий

176. Чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 30 0 скорость реакции возрастет в 15,6 раза?

177. Во сколько раз следует увеличить концентрацию водорода в системе

N 2 + 3H 2 = 2NH 3 , чтобы скорость реакции возросла в 100 раз?

178. Во сколько раз следует увеличить концентрацию оксида углерода в системе 2СО = СО 2 + С , чтобы скорость прямой реакции увеличилась в 4 раза?

179. Во сколько раз следует увеличить давление, чтобы скорость образования NO по реакции 2NO + O 2 = 2NO 2 возросла в 1000 раз?

180. Написать уравнение скорости реакции горения угля (С ) в кислороде и определить, во сколько раз увеличится скорость реакции:

а) при увеличении концентрации кислорода в 3 раза;

б) при замене кислорода воздухом.

181. На сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции возросла в 30 раз, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2,5?

182. Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 , если объем газовой смеси увеличится в 4 раза?

183. Температурный коэффициент скорости реакции равен 2. Как изменится скорость реакции при повышении температуры на 40 0 ?

184. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:

а) S (кр) + O 2 = SO 2 б) 2SO 2 + O 2 = 2SO 3 .

Как изменится скорость этих реакций, если объем каждой из систем уменьшить в 4 раза?

185. Вычислить, во сколько раз изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, N 2 + 3H 2 = 2NH 3 , если

а) давление системы уменьшить в 2 раза;

б) увеличить концентрацию водорода в 3 раза?

186. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при понижении температуры на 30 0 , если температурный коэффициент скорости реакции равен 2.

187. Во сколько раз изменится скорость прямой реакции

СО + Сl 2 = СОСl 2 , если

концентрацию СО увеличить от 0,03 до 0,12 моль/л, а концентрацию Cl 2 уменьшить от 0,06 до 0,02 моль/л?

189. Температурный коэффициент скорости реакции равен 3. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 140 до 170 0 ?

190. Реакция протекает по уравнению СО (г) + S (тв) = СОS (тв)

а) уменьшить концентрацию СО в 5 раз;

б) уменьшить объем системы в 3 раза?

191. Во сколько раз изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 150 до 180 0 ? Температурный коэффициент скорости реакции равен 2.

192. Реакция протекает по уравнению: NH 3 + CO 2 +H 2 O = NH 4 HCO 3 . Как изменится скорость прямой реакции, если

а) увеличить объем системы в 3 раза;

б) уменьшить концентрацию аммиака и паров воды в 2 раза?

193. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при понижении температуры на 40 0 , если температурный коэффициент скорости реакции равен 3?

194. Как изменится скорость прямой реакции

2СН 4 + О 2 + 2Н 2 О (г) = 2СО 2 + 6Н 2 , если

а) уменьшить концентрацию метана и кислорода в 3 раза;

б) уменьшить объем системы в 2 раза?

195. Температурный коэффициент скорости реакции равен 2. Как изменится скорость реакции при повышении температуры на 30 0 .

196. Реакция идет по уравнению 2СН 4 + О 2 = 4Н 2 + 2СО .

Как изменится скорость обратной реакции, если

а) уменьшить объем системы в 4 раза;

б) увеличить концентрацию водорода в 2 раза?

197. Во сколько раз изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70 0 С, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2?

198. Реакция идет по уравнению: Cl 2 O (г) + Н 2 О (г) = 2НСlО (ж) .

Концентрация исходных веществ составляет = 0,35 моль/л и

=1,3 моль/л. Как изменится скорость прямой реакции, если изменить концентрации веществ до 0,4 моль/л и 0,9 моль/л соответственно?

199. Вычислить, во сколько раз изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 130 до 90 0 С. Температурный коэффициент скорости реакции равен 2.

200. Как изменится скорость обратной реакции, протекающей в газовой фазе по уравнению: 2N 2 O 5 = 4NO 2 + O 2 , если

а) уменьшить концентрацию NO 2 в 2 раза;

б) уменьшить давление в системе в 3 раза?

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

(задачи №№ 201 – 225).

Литература :

1. Глинка Н.Л. "Общая химия". - Л.: Химия, 1986, гл. 6, с.163-181.

2. Кожевникова Н.Ю., Коробейникова Е.Г., Кутуев Р.Х., Малинин В.Р., Решетов А.П. "Общая химия". Учебное пособие. - Л.: ЛВПТШ, 1991, тема 7, с.54-65.

3. Глинка Н.Л. "Задачи и упражнения по общей химии". - Л.: Химия, 1987, гл 5, с. 89-105.

4. Коробейникова Е.Г., Кожевникова Н.Ю. "Сборник задач и упражнений по общей химии" ч. 2. Энергетика химических реакций. Химическая кинетика. - Л.: ЛВПТШ, 1991, с.15-31.

Варианты заданий

201. Как изменится скорость реакции:

2 NO (г) + O 2 (г) « 2NO 2(г)

если увеличить объем реакционного сосуда в четыре раза?

202. В каком направлении произойдет смещение равновесия системы:

Н 2 (г) + 2 S (тв) « 2 H 2 S (г) Q = 21,0 кДж,

б) увеличить концентрацию водорода?

203. В каком направлении сместится равновесие в системах:

а) CO (г) + Cl 2(г) « COCl 2 (г) ,

б) Н 2(г) + I 2(г) « 2HI (г),

если при неизменной температуре уменьшить давление путем увеличения объема газовой смеси?

204. В каком направлении произойдет смещение равновесия в системе:

2 СО (г) « СО 2(г) + С (тв) Q = 171 кДж,

если а) понизить температуру системы,

б) понизить давление в системе?

205. Во сколько раз изменится скорость реакции

2 А + В « А 2 В,

если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в 2 раза?

206. В каком направлении произойдет смещение равновесия в системе:

2 SO 3(г) « 2 SO 2(г) + O 2(г) Q = - 192 кДж,

если а) повысить температуру системы,

б) понизить концентрацию SO 2 ?

207. Во сколько раз следует увеличить концентрацию вещества В 2 в системе

2 А 2(г) + В 2(г) « 2 А 2 В (г) , чтобы при уменьшении концентрации вещества А 2 в 4 раза скорость прямой реакции не изменилась?

208. В каком направлении произойдет смещение равновесия в системе:

СОСl 2(г) « CO (г) + Cl 2(г) ,

если а) повысить давление в системе,

б) увеличить концентрацию СОСl 2 ?

209. Как изменится скорость реакции:

2 NO (г) + O 2(г) « 2 NO 2(г) ,

если а) увеличить давление в системе в 3 раза,

б) уменьшить объем системы в 3 раза,

в) повысить концентрацию NO в 3 раза?

210. В каком направлении произойдет смещение равновесия в системе:

CO (г) + Cl 2(г) « COCl 2(г) ,

если а) увеличить объем системы,

б) увеличить концентрацию СО ?

211. В каком направлении произойдет смещение равновесия в системе:

2 N 2 O 5(г) « 4 NO 2(г) + 5 O 2(г),

если а) увеличить концентрацию О 2 ,

б) расширить систему?

212. Выведите уравнение константы химического равновесия для реакции: MgO (тв) + CO 2(г) « MgCO 3(тв) Q > 0.

Какими способами можно сместить химическое равновесие этой реакции влево?

213. Как изменятся скорости прямой и обратной реакции и в какую сторону сместится равновесие в системе А (г) + 2 В (г) « АВ 2(г) , если увеличить давление всех веществ в 3 раза?

214. При состоянии равновесия в системе:

N 2(г) + 3 H 2(г) « 2 NH 3(г) Q = 92,4 кДж

определить, в каком направлении сместится равновесие

а) с ростом температуры,

б) при уменьшении объема реакционного сосуда?

215. В каком направлении произойдет смещение равновесия в системе:

CO 2(г) + Н 2 O (г) « H 2 CO 3(тв) +Q,

при а) расширении системы,

б) при увеличении концентрации углекислого газа?

216. Как изменится скорость прямой и обратной реакции в системе:

2 SO 2(г) + O 2(г) « SO 3(г) ,

если уменьшить объем реактора в 2 раза? Повлияет ли это на равновесие в системе?

217. Указать, какими изменениями концентраций реагирующих веществ можно сместить вправо равновесие реакции:

СО 2(г) + С (тв) « 2 CO (г) .

218. При каких условиях равновесие реакции:

4 Fe (тв) + 3 O 2(г) « 2 Fe 2 O 3 (тв) ,

будет смещаться в сторону разложения оксида?

219. Обратимая реакция протекает в газовой фазе и в уравнении прямой реакции сумма стехиометрических коэффициентов больше, чем в уравнении обратной. Как будет влиять на равновесие в системе изменение давления? Объясните.

220. Какие условия будут способствовать большему выходу В по реакции: 2 А (г) + Б 2(г) « 2В (г) , Q =100 кДж.

221. Метанол получается в результате реакции:

CO (г) + 2 Н 2 (г) « CH 3 OH (ж) Q = 127,8 кДж.

Как будет смещаться равновесие при повышении

а) температуры,

б) давления?

222. Как повлияет на выход хлора в системе:

4 HCl (г) + О 2(г) « 2 Cl 2(г) + 2 Н 2 О (ж) , Q = 202,4 кДж,

а) повышение температуры в системе,

б) уменьшение общего объема смеси,

в) уменьшение концентрации кислорода,

г) увеличение общего объема реактора,

д) введение катализатора?

223. В каком направлении сместятся равновесия в системах:

1) 2 CO (г) + О 2(г) « 2 CO 2 (г) , Q = 566 кДж,

2) = - 180 кДж,

если а) понизить температуру,

б) повысить давление?

224. В каком направлении сместятся равновесия в системах:

1) 2 CO (г) + О 2(г) « 2 CO 2(г) , Q = 566 КДж,

2) N 2(г) + О 2(г) « 2 NO (г) , Q = - 180 кДж,

если а) повысить температуру,

б) понизить давление?

225. Как повлияет на равновесие в следующeй реакции:

CaCO 3(тв) « CaO (тв) + СО 2(г) , Q = - 179 кДж,

а) повышение давления,

б) повышение температуры?