IREVERZIBILNE REAKCIJE
Reakcije s tvorbo slabo topnih snovi (oborine).
Sestavimo molekularne in ionsko-molekularne enačbe za reakcijo med raztopinama železovega(III) klorida in natrijevega hidroksida.
1. Zapišimo molekularna enačba in izberite koeficiente:
FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 + 3NaCl
2. Poiščimo snov, ki povzroči nastanek reakcije. To je Fe(OH) 3. Postavili smo znak usedline ↓:
3. Navedemo jakost baze in topnost soli:
FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl
topen močan usedlina topen
Solna osnova soli
4. Zapišimo celotno ionsko-molekularno enačbo (predstavljamo topne soli in močno bazo v obliki ionov):
Fe 3+ + 3Cl – + 3Na + + 3OH – = Fe(OH) 3 ↓ + 3Na + + 3Cl –
5. Poudarimo formule, ki ne sodelujejo pri reakciji (to so formule za enake ione na obeh straneh enačbe):
Fe 3+ + 3Cl – + 3Na++ 3OH – = Fe(OH) 3 ↓ + 3Na+ + 3Cl –
6. Izločite podčrtane formule in dobite
Fe 3+ + 3OH – = Fe(OH) 3 ↓
Skrajšana ionsko-molekularna kaže, da se bistvo reakcije zmanjša na interakcijo Fe 3+ in OH – ionov, pri čemer nastane oborina železovega (III) hidroksida Fe (OH) 3.
Reakcije s tvorbo šibko disociirajočih snovi (šibki elektroliti).
Ustvarimo molekularne in ionsko-molekularne enačbe za reakcijo med raztopinami dušikova kislina in kalijev hidroksid.
Molekulska enačba:
HNO3 + KOH = KNO3 + H2O
močan močan topen šibka
kislinsko bazična sol elektrolit
H + + NO 3 – + K + + OH – = K + NO 3 – + H 2 O
Skrajšana ionsko-molekulska enačba:
H + + OH – = H 2 O
Reakcije s tvorbo plinastih snovi.
Sestavimo molekularne in ionsko-molekularne enačbe za reakcijo med raztopinama natrijevega sulfida in žveplove kisline.
Molekulska enačba:
Na 2 S + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 S
topen močan topljiv plin
sol kisla sol
Popolna molekularna ionska enačba:
2Na + + S 2 – + 2H + + SO 4 2 – = 2Na + + SO 4 2 – + H 2 S
Skrajšana ionsko-molekulska enačba:
2H + + S 2 – = H 2 S
REVERZIVNE REAKCIJE
Analizirajmo procese, ki se pojavijo pri spajanju raztopin kalijevega nitrata in natrijevega klorida.
Molekulska enačba:
KNO3 + NaCl = KCl + NaNO3
topen topljiv topljiv topljiv
sol sol sol sol
Popolna molekularna ionska enačba:
K + + NO 3 – + Na + + Cl – ⇄ K + + Cl – + Na + + NO 3 –
IN v tem primeru skrajšane ionsko-molekularne enačbe ne moremo zapisati: po teoriji elektrolitska disociacija, do reakcije ne pride. Če takšno raztopino uparimo, dobimo zmes štirih soli: KNO 3, NaCl, KCl, NaNO 3.
z uporabo a) HCl b) H 2 S c) H 2 O d) NaOH
Svoj odgovor podkrepite z molekularnimi in ionsko-molekularnimi enačbami za možne reakcije.
7 točk
Razmerje molekulske mase višji klorid in oksid elementa, ki se nahaja v skupini IV periodni sistem, je 17:6.
Raztapljanje vzorca aluminija v raztopini kalijevega hidroksida pri 20 0 C se konča v 36 minutah, pri 40 0 ° C pa v 4 minutah. Koliko časa bo trajalo, da se bo isti vzorec aluminija raztopil pri 65 0 C? Napiši reakcijsko enačbo.
Dva kozarca enake mase, od katerih eden vsebuje 100 g 18,25% raztopine klorovodikove kisline, drugi pa 100 g 16% raztopine bakrovega sulfata, sta bila postavljena na dve skodelici tehtnic. Ravnotežje tehtnice smo porušili tako, da smo klorovodikovi kislini dodali 2 g kalcijevega karbonata. Izračunajte maso deleža železa, ki ga je treba dodati drugemu kozarcu, da se tehtnica ponovno uravnoteži.
Zapišite reakcijske enačbe, s katerimi lahko izvedete naslednje transformacije:
5 točk
Določite molekulsko formulo alkena, če je znano, da njegova enaka količina pri interakciji z različnimi vodikovimi halidi tvori bodisi 5,23 g klorovega derivata bodisi 8,2 g bromovega derivata.
Izdelki popolno zgorevanje zmes propana in metilamina v presežku kisika spustimo skozi presežek raztopine barijevega hidroksida, pri čemer nastane 13,97 g oborine. Pline, ki se niso absorbirali, smo spustili čez vroč baker. Nato pripeljal do normalne razmere prostornina plina je postala 2,5-krat manjša od prostornine prvotne mešanice propana in metilamina (n.o.). Določite masni deleži snovi v začetni mešanici plinov.
Olimpijada 11. razred (1 krog)
(odgovori)
1. Ali je mogoče izvesti transformacijo: BaS → Ba(HS) 2
z uporabo a) HCl b) H 2 S c) H 2 O d) NaOH?
Svoj odgovor podkrepite z molekularnimi in ionsko-molekularnimi enačbami za možne reakcije..
a) 2BaS + 2HCl = Ba(HS) 2 + BaCl 2 2b
2Ва 2+ + 2S 2– + 2Н + + 2Сl – = Ва 2+ + 2НS – + Ва 2+ + 2Сl –
2S 2– + 2Н + = 2НS –
S 2– + H + = NS –
Lahko
b) BaS + H 2 S = Ba(HS) 2 2b
Ba 2+ + S 2– + H 2 S = Ba 2+ + 2НS –
S 2– + Н 2 S = 2НS –
Lahko
c) 2BaS + 2H 2 O = Ba(HS) 2 + Ba(OH) 2 2b
S 2– + H 2 O = NS – + OH –
To ni mogoče, saj hidrolizira le del prvotne snovi.
d) BaS + 2NaON = Ba(OH) 2 + Na 2 S 1b
Ba 2+ + S 2– + 2Na + + 2OH – = Ba 2+ + 2OH – + 2Na + + S 2–
Nemogoče je, ker do reakcije ne pride.
2. Razmerje molekulskih mas višjega klorida in oksida elementa, ki se nahaja v skupini IV periodnega sistema, je 17: 6. Identificiraj element.
Skupina IV element (E) ima višja valenca IV in tvori klorid ESl 4 in oksid EO 2:
M(ESl 4) = x + 4 35,5 = (x + 142) g/mol,
M(EO 2) = x + 2 16 = (x + 32) g/mol. 1b
Ker po pogoju
M(ESl 4) ∕ M(EO 2) = 17 ∕ 6, potem
(x + 142) ∕ (x + 32) = 17 ∕ 6.
Od kod x = 28. To je element silicij. 1b
3. Raztapljanje vzorca aluminija v raztopini kalijevega hidroksida pri 20 0 C se konča v 36 minutah, pri 40 0 C pa v 4 minutah. Koliko časa bo trajalo, da se bo isti vzorec aluminija raztopil pri 65 0 C? Napiši reakcijsko enačbo.
Enačba reakcije
2Al + 2KOH + 6H 2 O = 2K + 3H 2. 1b
Ker povprečna hitrost reakcija je obratno sorazmerna z reakcijskim časom, potem ko se temperatura poveča z 20 0 C na 40 0 C, se bo hitrost reakcije povečala za
enkrat.
Po van't Hoffovem pravilu ( ) dobimo vrednost γ:
γ = 3. 1b
Povečanje hitrosti reakcije, ko se temperatura poveča s 40 0 C na 65 0 C, bo:
enkrat. 1b
Posledično bo reakcijski čas pri 65 0 C 15,588-krat krajši kot pri 40 0 C in enak
1b
4. Dva kozarca enake mase, od katerih eden vsebuje 100 g 18,25% raztopine klorovodikove kisline, drugi pa 100 g 16% raztopine bakrovega sulfata, sta bila postavljena na dve skodelici tehtnic. Ravnotežje tehtnice smo porušili tako, da smo klorovodikovi kislini dodali 2 g kalcijevega karbonata. Izračunajte maso deleža železa, ki ga je treba dodati drugemu kozarcu, da se tehtnica ponovno uravnoteži.
Kozarec klorovodikove kisline vsebuje
100·0,1825 = 18,25 g HCl. 1b
Po dodatku CaCO 3 pride do reakcije
2HCl + CaCO 3 = CaCl 2 + CO 2 + H 2 O, 1b
v tem primeru se CaCO 3 popolnoma porabi, saj je v raztopini presežek HCl (kot je razvidno iz raztopine razmerja):
2 36,5 g HCl ─ 100 g CaCO 3
x g HCl ─ 2 g CaCO 3
x = 1,46 g HCl je potrebno (od 18,25 g) za raztapljanje CaCO 3, 1b
in se oblikuje
100 g CaCO 3 ─ 44 g CO 2
2 g CaCO 3 ─ y g CO 2
y = 0,88 g CO 2. 1b
Tako se je masa stekla s HCl ob dodajanju CaCO 3 povečala za 2 g, po koncu reakcije pa se je zaradi odstranitve CO 2 zmanjšala za 0,88 g (predpostavljamo, da ves CO 2 izhlapi) in postala enaka. do
100 g + 2 g – 0,88 g = 101,12 g.
Je več začetna masa za 1,12 g. 1b
Za ponovno vzpostavitev ravnovesja tehtnic je treba v drugo steklo dodati enako količino (1,12 g) Fe, saj je posledica reakcije
Fe + CuSO 4 = Cu + FeSO 4 1b
nastanejo snovi, ki ostanejo v steklu.
5. Napišite reakcijske enačbe, s katerimi lahko izvedete naslednje transformacije:
Elementi odziva:
Sestavljene so bile reakcijske enačbe, ki ustrezajo transformacijski shemi:
(tvorba CO 3 je sprejemljiva)
Odgovor je pravilen in popoln, vsebuje vse zgoraj navedene elemente 5 točk
4 pravilno zapisane reakcijske enačbe 4 točke
Pravilno zapisane 3 reakcijske enačbe 3 točke
Pravilno napisani 2 reakcijski enačbi 2 točki
Pravilno napisana 1 reakcijska enačba 1 točka
Vsi elementi odgovora so napačno zapisani 0 točk
Točka: največ 5
6. Določite molekulsko formulo alkena, če je znano, da njegova enaka količina pri interakciji z različnimi vodikovimi halidi tvori bodisi 5,23 g klorovega derivata bodisi 8,2 g bromovega derivata.
Elementi odziva:
1) Reakcijske enačbe so zapisane in označeno, da so količine haloalkanov med seboj enake:
C n H 2 n + HCl C n H 2 n +1 Cl
C n H 2 n + HBr C n H 2 n +1 Br
n(C n H 2n+1 Cl) = n(C n H 2n+1 Br)
2) Odločitev algebrska enačba Ugotovljena je bila molekulska formula alkena:
5,23/(14n+36,5) = 8,2/(14n+81)
Molekulska formula alkena C 3 H 6
Odgovor je pravilen in popoln, vsebuje vse zgoraj navedene elemente 2 točki
Pravilno zapisan prvi element odgovora 1 točka
Vsi elementi odgovora so napačno zapisani 0 točk
Najvišja ocena 2
Točka: max2
7. Produkte popolnega zgorevanja zmesi propana in metilamina v presežku kisika smo spustili skozi presežek raztopine barijevega hidroksida, pri čemer je nastalo 13,97 g usedline. Pline, ki se niso absorbirali, smo spustili čez vroč baker. Po tem je prostornina plina, reducirana na normalne pogoje, postala 2,5-krat manjša od prostornine prvotne mešanice propana in metilamina (n.o.). Določite masne deleže snovi v začetni mešanici plinov.
rešitev:
C 3 P 8 + 5O 2 -------- 3CO 2 + 4H 2 O
4CH 3 NH 2 + 9O 2 ------ 4CO 2 + 2N 2 + 10 H 2 O
CO 2 + Ba(OH) 2 ------ BaCO 3 + H 2 O
O 2 + 2Cu ------ 2CuO
Naj bo ν(C 3 H 8) = x mol, ν(CH 3 NH 2) = y mol, potem
ν(CO 2) = 3x+y, ν(CO 2) = ν(BaCO 3) = 13,97/197 = 0,0709 mol
Po prehodu čez baker je ostal samo dušik.
ν(N 2) = 0,5у, ν (izvorni plini) = x+y
x+y= 2,5(0,5y) x= 0,25y
3х+y+0,0709 0,75y+y=0,0709
x=0,25*0,0405= 0,0101 y=0,0709/1,75=0,0405
ν(C3H8) = 0,0101 mol; m(C3H8)= 0,0101*44= 0?446u
ν(CH3NH2) = 0,0405 mol; m(CH3NH2)0,0405*31= 1,256g
m(zmes) = 0,446+1,256 = 1,7g
ω(C 3 H 8) = 0,0446/1,7 = 0,262 (26,2 %)
ω(CH3H2) = 1,256/1,7 = 0,738 (73,8%)
Sestavljene enačbe kemične reakcije 2 točki
Ustvarjena je enačba za izračun 2 točk
Izveden je bil sklep o preostalem plinu in njegova količina snovi je bila določena z 2 točkama
Sestavil in rešil sistem enačb 3 točke
Masni deleži določenih snovi 1 točka
Teorija elektrolitske disociacije priznava, da so vse reakcije v vodnih raztopinah elektrolitov reakcije med ioni. Zato so reakcijske enačbe za te procese, zapisane v molekularna oblika, ne odražajo pravega stanja snovi v raztopinah. Poleg zapisovanja reakcijskih enačb obstaja v molekularni obliki ionska (ionsko-molekularna) oblika predstavljanja reakcijskih enačb med elektroliti v vodnih raztopinah. IN ionsko-molekularne enačbe reakcije, snovi, ki so rahlo topne, rahlo disociirane in plinaste, zapišemo v obliki molekul in močni elektroliti- v obliki ionov, na katere disociirajo. Na primer, ko reagirata raztopini bakrovega (II) klorida in natrijevega hidroksida, nastane oborina bakrovega (II) hidroksida: CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2| + 2NaCl. V ionsko-molekularni obliki je enačba za to reakcijo zapisana takole: Cu2+ + 2C1″ + 2Na+ + 20NG = Cu(OH)2i + 2Na+ + 2SG. Koncentracije natrijevih in klorovih ionov ostanejo med reakcijo nespremenjene, zato jih lahko izključimo iz reakcijske enačbe. Ker so na primer reakcije med ioni v raztopini kemijsko ravnovesje, zanje velja načelo ravnotežnega premika Jle Chatelier. Po tem principu se lahko ravnovesje premakne, če se katera koli snov med potekom reakcije odstrani iz sfere. Odstranitev snovi se lahko izvede v treh primerih: 1) tvorba slabo topne oborine; 2) izbor plinasta snov; 3) tvorba rahlo disociirane spojine. Pri interakciji raztopine (NH4)2S s klorovodikovo kislino nastane plin vodikov sulfid in ravnovesje reakcije se premakne v desno: (NH4)2S + 2HC1 - 2NH4C1 + H2ST, 2NH4+ + S2″ + 2H4″ + 2SG = 2NH4+ + 2SG + H2Sf ali 2H+ + S2″ = H2Sf. Primer reakcije, pri kateri se ravnotežje premakne v smeri tvorbe rahlo disociirane spojine, je interakcija med raztopinama dušikove kisline in natrijevega hidroksida: HN03 + NaOH - NaN03 + H20, H+ + N03″ + Na+ + OH» = Na+ + NO3 - + H20 ali H + + OH" - H20. Reakcija s tvorbo rahlo topne spojine je bila obravnavana zgoraj. Pogosto se srečujemo s procesi, pri katerih se ne izvaja ena od treh obravnavanih vrst menjalnih reakcij, temveč ena ali druga njihova kombinacija. Tako pri interakciji raztopine kalijevega sulfita z žveplovo kislino pride do tvorbe rahlo disociirane snovi - vode in hkrati do sproščanja plinastega produkta: K2S03 + H2S04 = K2S04 + S02T + H20, 2K+ + S032″ + 2H+ + S042′ - 2K+ + S042″ + S02t + H20 ali 2H+ + S032~ - S02t + H20. In ko raztopina barijevega hidroksida komunicira z žveplovo kislino, nastane oborina in šibek elektrolit: Ba(OH)2 + H2S04 = BaS04i + 2H20, 'Ba2+ + 20H" + 2H* + S042' "BaS04i + 2H20. Nekatere reakcije potekajo s tvorbo dveh težko topnih snovi: CuS04 + BaS = BaS04| + CuSj, Cu2+ + S042″ + Ba2* + S2″ = BaS04l + CuSi. V številnih presnovnih procesih se med začetnimi in končnimi produkti reakcije nahajajo rahlo disociirane ali težko topne spojine: nh4oh + n+ + C1-?± nh4+ + cr + n2o. Zaradi tvorbe težko topnih spojin v v nekaterih primerih možen premik močna kislina iz šibkih spojin, na primer: Cu24″ + 2СГ + H2S « CuSJ + 2Н* + 2СГ, Cu2+ + H2S-CuSi + 2Н+. Zgoraj obravnavani primeri torej potrjujejo splošni vzorec: vse reakcije izmenjave v raztopinah elektrolitov potekajo v smeri zmanjševanja števila prostih ionov.
Opraviti delo
Poskus 1. Tvorba slabo topnih baz. V eno epruveto nalijte 3-5 kapljic raztopine železove (III) soli, v drugo enako količino raztopine bakrove (II) soli in v tretjo raztopino nikljeve (II) soli. V vsako epruveto dodajte nekaj kapljic raztopine alkalije, dokler se ne pojavi oborina. Usedlino shranimo do naslednjega poskusa.
V kateri razred spadajo nastale oborine kovinskega hidroksida? Ali so ti hidroksidi močne baze?
Poskus 2. Raztapljanje slabo topnih baz. Dodajte nekaj kapljic raztopine v oborino, dobljeno v prejšnjem poskusu. klorovodikova kislina koncentraciji 15 %, dokler se popolnoma ne raztopijo.
Katera nova, rahlo disociirana spojina nastane, ko se baze raztopijo v kislini?
Poskus 3. Tvorba slabo topnih soli.
A. V dve epruveti nalijte 3-5 kapljic raztopine svinčevega (II) nitrata in v eno dodajte nekaj kapljic kalijevega jodida, v drugo pa barijevega klorida.
Kaj opazimo v posamezni epruveti?
B. V eno epruveto kanite 3-5 kapljic raztopine natrijevega sulfata, v drugo pa enako količino raztopine kromovega (III) sulfata. Dodajte nekaj kapljic raztopine barijevega klorida v vsako epruveto, dokler se ne pojavi oborina.
Katera snov nastane kot oborina? Ali bo prišlo do podobne reakcije na primer barijevega klorida z železovim (III) sulfatom?
Poskus 4. Preučevanje lastnosti amfoternih hidroksidov.
A . Dodajte 3 kapljice raztopine cinkove soli in nekaj kapljic razredčeno raztopino natrijevega hidroksida (iz stojala z reagenti), dokler ne nastane oborina cinkovega hidroksida. Raztopite nastale oborine: v eni epruveti - v raztopini klorovodikove kisline, v drugi - v presežku koncentrirano
B. Dodajte 3 kapljice raztopine aluminijeve soli in nekaj kapljic v dve epruveti razredčeno raztopino kavstične sode (iz stojala z reagenti), dokler ne nastane oborina aluminijevega hidroksida. Raztopite nastale oborine: v eni epruveti - v raztopini klorovodikove kisline, v drugi - v presežku koncentrirano raztopina kavstične sode (iz dimne nape).
B. Dodajte 3 kapljice raztopine kromove (III) soli in nekaj kapljic razredčeno raztopino natrijevega hidroksida (iz stojala z reagenti), dokler ne nastane oborina kromovega (III) hidroksida. Raztopite nastale oborine: v eni epruveti - v raztopini klorovodikove kisline, v drugi - v presežku koncentrirano raztopina kavstične sode (iz dimne nape).
Poskus 5. Tvorba rahlo disociiranih spojin. V epruveto dodajte 3-5 kapljic raztopine amonijevega klorida in dodajte nekaj kapljic raztopine natrijevega hidroksida. Bodite pozorni na vonj, razložite njegov videz na podlagi reakcijske enačbe.
Poskus 6. Tvorba kompleksov. V epruveto nalijte 3-5 kapljic raztopine bakrovega (II) sulfata, nato dodajte po kapljicah razredčeno(iz stojala z reagenti!) raztopino amoniaka, dokler ne nastane oborina hidroksibakrovega (II) sulfata po reakciji:
2CuSO 4 + 2NH 4 OH = (CuOH) 2 SO 4 ↓ + (NH 4) 2 SO 4
Presežek dodajte usedlini koncentrirano raztopina amoniaka (iz dimne nape!). Bodite pozorni na raztapljanje oborine glede na reakcijo:
(CuOH) 2 SO 4 + (NH 4) 2 SO 4 + 6NH 4 OH = 2SO 4 + 8H 2 O
Kakšne barve ima nastali topen kompleks bakrovega amina?
Poskus 7. Nastajanje plinov.
A. V epruveto kanite 3-5 kapljic raztopine natrijevega karbonata in nekaj kapljic žveplove kisline. Kaj se opazuje?
B. V epruveto kanite 3-5 kapljic raztopine natrijevega sulfida in 1 kapljico žveplove kisline. Bodite pozorni na vonj uhajajočega plina.