Эквивалент. Закон эквивалентов

1. Составьте уравнения реакции полного (до ...) и неполного (до ...) окисления графита при его сгорании в атмосфере кислорода. Определите эквивалентные массы углерода в указанных реакциях. Ответ: 3 и 6  (г/ моль-экв.)

2.  Молярная масса эквивалента сульфида металла равна 36 г/ моль. Определите атомную массу металла и идентифицируйте его, учитывая, что валентность металла равна двум. Ответ: 40 г/ моль

3. При соединении серы с 5,6 г железа образовалось 8,8 г сульфида железа. Вычислите эквивалентную массу металла и его эквивалент, если известно, что сера в образуемом сульфиде двухвалентна. Ответ: 28 г/ моль-экв

4. Составьте уравнение реакции кальция с водным раствором хлорида алюминия, при котором образуется комплексное соединение .... Вычислите эквивалентную массу ... в этой реакции. Ответ: 33,4 г / моль-экв

5. Как определяются эквивалентные массы многоосновных кислот и многоосновных оснований? Найдите эквивалентную массу ортофосфорной кислоты в реакции....

Ответ: 49 г / моль.

6. Одна и та же масса металла соединяется с 2,51 г галогена  и с 180 см³ О₂. Вычислите эквивалентную массу галогена. Ответ: 79,9 г / моль

7. Вычислите эквивалентную массу бихромат-аниона при его восстановлении в кислой среде по схеме:... Ответ: 36 г / моль

8. Избытком гидроксида натрия подействовали на водные растворы: а) хлорида алюминия, б) гидроксохлорида алюминия. Составьте уравнения реакций и определите эквивалентные массы указанных веществ. Ответ: 26; 57,5 (г / моль)

9. Чему равны эквивалентные массы воды при ее реакциях:

а) с металлическим барием,  б) оксидом бария? Ответ: а) 18, б)9 (г / мол-экв).

10. В какой массе гидроксида кальция находится столько же грамм-эквивалентов, сколько их содержится в  147 г ортофосфорной кислоты? Ответ: 166,5 г.

11. На нейтрализацию  1,35 г серной кислоты израсходовано 1,1 г гидроксида  щелочного металла. Какова формула этого гидроксида?

12.  (см. ранее 18) Фосфор образует два различных по составу хлорида. Эквивалент какого элемента сохраняется постоянным? Назовите величины эквивалентных масс P и Cl в указанных соединениях. Ответ: а) 10,3 и 35,5; б) 6,2 и35,5 (г / моль экв.)

13. В состав соединения входит 24,8 % калия, 34,7 % марганца и 40,5 % (мас.) кислорода. Какова его эмпирическая формула и эквивалентная масса? Ответ: 158,0 г / моль-экв

14. При разложении 0,7 г оксида металла выделилось 36,2 мл кислорода, измеренного при нормальных условиях. Найдите эквивалентные массы оксида и металла. Ответ: 108,3; 100,3 (г / моль-экв.)

15. Найдите простейшую формулу кислородного соединения хлора и его эквивалентную массу, если известно, что оно содержит 38,76 % (мас.) галогена. Ответ: 13,1 г /  моль-экв

16. Навеска металла массой 5 г вытесняет из кислоты 4,61 л водорода и 13,1 г меди из раствора ее соли. Вычислите эквивалентные массы неизвестного металла и меди. Чему равна валентность последней? Ответ: 12,2; 31,8 (г / моль-экв.)

17. В оксиде на два атома металла приходится три атома кислорода. Вычислите атомную массу металла, если известно, что содержание кислорода в его оксиде составляет 47% (масс.). Ответ: 27,1 г / моль

18. Назовите эквивалент и определите эквивалентную массу катионов свинца в приведенных реакциях:

а) Pb⁴⁺ + 2 ...  = Pb²⁺  ,       б)   Pb⁴⁺ + 4 OH^- = Pb(OH)₄.

Ответ: а) 103,6,

б) 51,8 (г / моль-экв.)

19. Эквивалентная масса трехвалентного металла равна 68,1 г/моль. Вычислите атомную массу металла, эквивалентную массу оксида и процентное содержание кислорода в оксиде. Ответ: 204,3 г / моль-экв; 76,3 г / моль-экв; 10,5 % (масс.)

20. Молярная масса эквивалента металла составляет 23,8 г/ моль. Рассчитайте массовую долю металла в оксиде. Ответ: 74,8 % (мас.)

СТРОЕНИЕ АТОМОВ

21. Структуры валентных электронных слоев выражаются формулами:

а) 4s²4p²; б) 5d⁴6s²; в) 4s¹. Составьте полные электронные формулы, определите порядковые номера, приведите названия элементов, определите принадлежность к электронным семействам.

22. Внешние энергетические уровни атомов имеют вид 3s¹;  5s²5p²;  4s²4p⁶; 2s²2p⁵. В каких периодах и в каких подгруппах находятся эти элементы? К каким электронным семействам они принадлежат?

23. Какие из электронных конфигураций соответствуют основному, возбужденному или запрещенному (невозможному) состоянию:

а) 1s²2s²2p⁵3s³;  б) 1s²2s²2p⁶3s¹3p⁵3d¹;  в) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²4p⁶4d⁴5s¹; г) 1s²2s¹2p⁷.

24. Напишите электронные формулы атома Te и иона Te^2-. Докажите, что валентность теллура в соединениях 2, 4, 6.

25. Напишите электронные формулы атома железа, ионов Fe²⁺ и Fe³⁺. Докажите с помощью электронно-графической схемы, что максимальная валентность железа в соединениях равна 6.

26. Что такое изотопы? Приведите примеры изотопов какого-либо элемента, напишите электронную формулу изотопов этого элемента. Почему изотопы элемента имеют сходные химические свойства?

27. Определите по правилу Клечковского последовательность заполнения электронами энергетических подуровней, если n+l=7. Какой элемент имеет валентные электроны 7s²?

28. Напишите электронные формулы атома стронция и иона Sr²⁺. Укажите валентность стронция в нормальном и возбужденном состояниях. Какие значения принимают кантовые числа для внешних электронов атома стронция?

29. Напишите значения всех четырех квантовых чисел для трех любых электронов на 4p-подуровне. Значениями какого квантового числа различаются три электрона указанного подуровня? Почему максимальное число электронов на p-подуровне равно 6?

30. По какому признаку элементы подразделяются на электронные семейства? Напишите электронные формулы атомов любых двух элементов пятого периода, принадлежащих к разным электронным семействам. Какие электроны этих элементов являются валентными? Какой подуровень заполняется раньше: 5s или 4d? Почему?

31. Какое состояние атома называется основным и какое – возбужденным? Чем ион отличается от нейтрального атома? Ответы на вопросы подтвердите написанием электронных формул атома брома и бромид-иона. Изобразите электронно-графические схемы атома брома в нормальном и возбужденных состояниях.

32. Составьте электронную формулу атомов элементов с зарядом ядра +25 и +33. Покажите распределение валентных электронов в нормальном и возбужденном состояниях. Какие степени окисления возможны у этих элементов?

33. Структуры валентных электронных слоёв атомов элементов выражаются формулами:

а) 5s²5p⁴; б) 3d⁵4s¹; в) 7s². Определите порядковые номера, приведите названия элементов, а также укажите принадлежность к электронным семействам.

34. Составьте электронные формулы и электронно-графические схемы атомов элементов с порядковыми номерами 23 и 33 в нормальном и возбужденных состояниях. Приведите валентные электроны этих элементов и их электронных аналогов.

35. На примерах галлия и марганца докажите, что имеется взаимосвязь строения атомов элементов с положением их в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

36. Напишите электронные формулы и электронно-графические схемы атомов фосфора и ванадия в нормальном и возбужденном состояниях. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

37. На каком основании иттрий (Z=39) и индий (Z=49) помещены в одну группу периодической системы элементов Д.И. Менделеева? Почему они в разных подгруппах? Приведите валентные электроны этих элементов и их электронных аналогов.

38. Напишите электронные формулы атома Ba и иона Ba²⁺. Какую валентность проявляет барий в нормальном и возбужденном состояниях? Структуру какого инертного газа имеет ион Ba²⁺?

39. Напишите электронную формулу атома технеция. Укажите валентные электроны. Распределите валентные электроны по энергетическим ячейкам в нормальном и возбужденном состояниях. Определите суммарный спин электронов в возбужденном состоянии.

40. Напишите электронную формулу атома меди; учтите, что у меди происходит провал одного 4s электрона на 3d-подуровень. Приведите электронные формулы двух последних уровней электронных аналогов меди.

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

41. Составьте формулы оксидов и гидроксидов марганца. Как изменяется кислотно-основной и окислительно-восстановительный характер этих соединений? Подчиняются ли эти соединения общей закономерности изменения свойств оксидов и гидроксидов?

42. Исходя из положения хрома, селена, углерода и серы в периодической системе, определите, какая из кислот является более сильным окислителем: а) H₂CrO₄ или H₂SeO₄, б) H₂CO₃ или H₂SO₃.

43. У какого элемента наибольшая энергия ионизации: а) Sr или Cd; б) Rb или Ag? У какого элемента наибольшая электроотрицательность: а) As или Sb; б) As или Br?

44. Какую высшую и низшую степени окисления проявляют вольфрам, теллур, серебро в соединениях? Почему? Составьте формулы соединений, отвечающих этим степеням окисления и изобразите их структурные формулы.

45. Приведите современную формулировку периодического закона. Объясните, почему в периодической системе элементов аргон, кобальт, теллур и торий помещены соответственно перед калием, никелем, йодом и протактинием, хотя имеют бóльшую атомную массу. Как называются пары таких элементов? 

46. Исходя из положения металлов в периодической системе, определите, какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: а) KOH или Mn(OH)₂; б) Zn(OH)₂ или Сa(OH)₂; в) Mg(OH)₂ или Be(OH)₂.

47. Исходя из положения технеция, селена, цезия в периодической системе, составьте формулы следующих соединений: технециевой кислоты, оксида селена, гидрокарбоната цезия, отвечающих их высшей степени окисления. Изобразите структурные формулы соединений.

48. Исходя из положения серы, фосфора и хлора в периодической системе, определите, как изменяются окислительные свойства кислот: H₂SO₄, H₃PO₄, HClO₄?

49. В ряду кислородных кислот хлора: HClO – HСlO₂ – HСlO₃ - HClO₄ определите, какая из кислот наиболее сильный окислитель, какая из кислот наиболее сильный электролит.

50. На основании строения атомов лития и бериллия поясните, почему первый потенциал ионизации у лития меньше, чем у бериллия, а второй потенциал ионизации лития больше, чем у бериллия?

51. Какие элементы принадлежат к f–электронному семейству? На примерах строения атомов двух любых лантаноидов (или актиноидов) докажите, что химические свойства в группах лантаноидов (или актиноидов) близки друг к другу.

52. Как изменяются кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов в периодах с увеличением порядковых номеров элементов? Ответ мотивируйте строением атомов элементов и величин их важнейших характеристик: радиусов атомов и электроотрицательностей.

53. Составьте формулы оксидов и гидроксидов ванадия. Как изменяется кислотно-основной и окислительно-восстановительный характер этих соединений?

54. Исходя из строения атомов элементов, определите, какое основание более сильное: а) Sr(OH)₂ или Fe(OH)₂; б) Cu(OH)₂ или KOH; какая кислота более сильная: а) H₃AsO₄ или H₂SeO₄; б) HClO₄ или HMnO₄.

55. Какую высшую и низшую степени окисления проявляют молибден, йод и цирконий? Почему? Составьте формулы соединений, отвечающих этим степеням окисления и изобразите их структурные формулы.

56. Как изменяется прочность связи между атомами в молекулах галогенов Cl₂ – Br₂ – J₂? Почему молекула F₂ выпадает из общей закономерности?

57. Как изменяются металлические свойства в VВ подгруппе периодической системы? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов элементов и величин важнейших их характеристик: радиусов атомов и энергий ионизации.

58. Исходя из положения галогенов в периодической системе, поясните, как изменяются восстановительные свойства в ряду HCl – HBr – HJ. Почему HF входит в исключение?

59. Как изменяются неметаллические свойства в VIА подгруппе периодической системы? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов элементов и величин важнейших их характеристик: радиусов атомов и электроотрицательностей.

60. В какой степени окисления галогены и элементы подгруппы марганца проявляют наибольшее сходство в свойствах? Приведите примеры сходных соединений.

ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

61. Определите тепловой эффект реакции разложения 1 моля бертолетовой соли КСlО_3(к) , протекающей по уравнению:

2КСlО_3(к) = 2КСl_(к) + 3О_2(г).

Напишите термохимическое уравнение. Определите, сколько тепла выделится при разложении 100 г бертолетовой соли. Какая из солей KCl или  KClO₃ более термически стойкая? Ответы: - 44,7 кДж,   - 36,5 кДж

62. Вычислите тепловой эффект реакции спиртового брожения глюкозы (под действием ферментов), если известны теплоты образования C₆H₁₂O₆ (к),  C₂H₅OH (ж) соответственно, кДж /моль:  - 1273,0;  -277,6:   

С₆Н₁₂О_6(к) = 2 С₂Н₅ОН_(ж) + 2СО_2(г)

Напишите термохимическое уравнение. Сколько выделится тепла при брожении 1кг глюкозы? Ответы: -69,22 кДж;   -384,55 кДж. 

63. Реакция горения аммиака выражается уравнением:  

4 NН_{3 (г)} + 5О_2(г) = 4 NО _(г) + 6Н₂О_(г).

Вычислите тепловой эффект реакции в пересчете на 1 моль NН_{3 (г)}. Напишите термохимическое уравнение горения аммиака. Ответ: -226,2 кДж

64. Рассчитайте энтальпию образования жидкого сероуглерода CS₂ по следующим данным:

S_{монокл.} + О_2(г) = SО_2(г); DН = -296,9 кДж;

СS_2(ж) + 3О_2(г) = СО_2(г) + 2SО_2(г); DН = -1076,43 кДж;

С_(граф.) + О_2(г) = СО_2(г); DН = -393,5 кДж.

Ответ: +89,12 кДж · моль^-1.

65. Определите тепловой эффект химической реакции

Al₂O_{3 (к)} + SO_{3 (г)} = Al₂ (SO₄)_{3 (к)}    ,

зная при стандартных условиях теплоты образования Al₂O_{3 (к)}, SO_{3 (г)}  и Al₂(SO₄)_{3 (к)} соответственно, кДж·моль^-1: -1676,0; -395,8 и -3441,2. Сколько тепла выделится, если в реакции участвует 0,25 моль Al₂O_{3 (к)}? Ответы: -1370 кДж;  -342,5 кДж

66. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II)  водородом, исходя из следующих термохимических уравнений:

FeO (к) + CO (г) = Fe (к) + CО₂ (г); DH = -18,20 кДж;

СO (г) + 1/2O₂ (г) = СO₂ (г)  DН = -283,0 кДж;

H₂ (г) + ½ O₂ (г) = H₂O (г) DН = -241,83 кДж.

Ответ: + 23 кДж

67. Растворение моля безводной соды Na₂CO₃ в достаточно большом количестве воды сопровождается выделением 25,10 кДж теплоты, тогда как при растворении кристаллогидрата Na₂CO₃×10Н₂О поглощается 66,94 кДж теплоты. Составьте термохимические уравнения процессов гидратации и растворения гидратированной соли. Вычислите теплоту гидратации Na₂CO₃. Ответ: -91,04 кДж

68. Тепловой эффект реакции восстановления оксида вольфрама WO_3(к) водородом, приводящий к образованию вольфрама и паров воды, равен +117,2 кДж. Вычислите теплоту образования оксида вольфрама. Сколько нужно затратить тепла для получения 500 г вольфрама? Ответы: -842,7 кДж · моль^-1; + 318,82 кДж

69. Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением:

4NH_3(г) + 3О_2(г) = 2N_2(г) + 6H₂О_(ж); DН = -1530,0 кДж.

Вычислите теплоту образования аммиака NH_3(г).Сколько тепла выделяется при сгорании 10 молей NH_3(г)? Ответы:  -46,2 кДж · моль^-1  ;   – 3825 кДж

70. При получении одного грамм-эквивалента гидроксида кальция из CaO_(к) и Н₂О_(ж) выделяется 32,75 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция. Ответ: - 635, 5 кДж

71. Вычислите теплоту образования карбида кальция СаС₂, исходя из теплового эффекта реакции:

СаО_(т) + 3С_(т) = СаС_2(т) + СО_(г) +462,2кДж и стандартных энтальпий образования СаО и СО. Сколько нужно затратить тепла для получения 100 кг СаС_2(т)?   Ответы: – 62,8 кДж · моль^-1;  +7,22 · 10⁵кДж

72. Вычислите тепловой эффект реакции горения толуола С₇Н_8(ж):

С₇Н_8(ж) + 9О_2(г)  = 7 СО_2(г) + 4Н₂О_(г)

Напишите термохимическое уравнение. Сколько тепла выделится при сгорании 200 г толуола? Ответ: -3771,9 кДж; - 8199,8 кДж

73. Используя энтальпии образования веществ, определите DН⁰ химической реакции:

2Mg_(к) + СО_2(г) = 2MgО_(к) + С_графит.

Сколько образуется графита, если в реакцию вступит 100 г Mg и сколько выделится тепла при этом? Ответы: – 810,1 кДж; 25 г; - 1687,5 кДж.

74. Реакция окисления этилового спирта выражается уравнением:

С₂Н₅ОН_(ж) + 3,0 О_2(г) = 2СО_2(г) + 3Н₂О_(ж) .

Определить теплоту образования С₂Н₅ОН_(ж) , зная DН х.р. = - 1366,87 кДж. Напишите термохимическое уравнение. Определите мольную теплоту парообразования С₂Н₅ОН_(ж) ® С₂Н₅ОН_(г), если известна теплота образования С₂Н₅ОН_(г), равная      –235,31 кДж · моль^-1. Ответы: - 277,67 кДж · моль^-1 ;   +42,36 кДж · моль^-1

75. Рассчитайте, сколько тепла выделится при гашении 50 кг 80%-ной негашеной извести, если теплота гашения на 1 моль СаО составляет - 65 кДж/моль. Определите теплоту образования гашеной извести.  Ответы: -4,64 · 10⁴ кДж; -986,6 кДж · моль^-1 .

76. Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением:

С₆Н_6(ж) + 7½ О_2(г) = 6СО_2(г) + 3Н₂О_(г) – 3135,6 кДж.

Вычислите теплоту образования жидкого бензола. Определите теплотворную способность жидкого бензола при условии, что стандартные условия совпадают с нормальными.  Ответы: 49,1 кДж · моль^-1;  -1,4 ·10 ⁵ кДж. 

77. Определите тепловой эффект сгорания природного газа, протекающего по уравнению:

СН_4(г)  + 2О_2(г) = СО_2(г) + 2Н₂О_(г),

Сколько тепла выделится при сгорании 1 м³ газа? Расчет проведите с допущением, что стандартные условия течения реакции совпадают с нормальными условиями. Ответы: - 802,3 кДж; - 35817 кДж

78. Определите тепловой эффект сгорания жидкого сероуглерода CS₂(ж) до образования газообразных СО₂ и SO_2. Сколько молей CS₂ вступят в реакцию, если выделится 700 кДж тепла? Ответы: -1076,43 кДж; 0,6 моль

79. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления Fe₂O₃ металлическим алюминием. Напишите термохимическое уравнение. Сколько выделяется тепла, если в реакцию вступают 8 молей Fe₂O₃ и сколько молей железа образуется при этом? Ответы: -853,84 кДж;- 6830,7 кДж; 16 моль

80. На восстановление 14 г диоксида кремния SiO₂ (к) углеродом, в результате которого образуются кремний и оксид углерода СО(г), требуется 148,7 кДж теплоты. Рассчитайте тепловой эффект реакции и напишите термохимическое уравнение. Вычислите теплоту образования SiO₂. Ответы: +638,3кДж; -859,3 кДж · моль^-1

ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО

81. Прямая или обратная реакция будет протекать в системе:

MnO_2(к) + 4HCl_(г) ↔ MnCl_2(к) + Cl_2(г)

Ответ мотивируйте, вычислив DG⁰ прямой реакции по стандартным энтальпиям образования и абсолютным энтропиям химических веществ. Изменится ли направление процесса при повышении температуры до 100⁰ С? Ответ: - 52,07 кДж; - 46,07 кДж    

 82. При какой температуре наступит равновесие системы:

2 NO _(г) + Cl_{2 (г)} ↔  2 NOCl _(г)?

При каких температурах реакция будет протекать в прямом, а при каких – в обратном направлении? Ответ: 623,5 К

83. Не прибегая к вычислениям, определите, какие знаки (>0, <0, @0) имеют DG, DH и DS для протекающей в обратном направлении реакции:

2 Н₂O _(г) + 2 I_2(г) ↔ 4 HI _(г) + O_{2 (г)}.

Как повлияет повышение температуры на направленность химической реакции?

84. При какой температуре наступит равновесие системы:

2 НCl _(г) +  I_2(к) ↔ 2 HI _(г) + Cl_{2 (г)}?

При каких температурах более сильным восстановителем будет являться иод, а при каких – хлор? Ответ: 1557 К

85. С чем  будет более интенсивно взаимодействовать газообразный хлористый водород (в расчете на 1 моль): с цинком или с алюминием? Ответ дайте, рассчитав DG обеих реакций. Продуктами реакций являются твердая соль и газообразный водород. Ответ: - 89,91 и – 114,74 кДж/моль HCl

86. Рассчитав на основании табличных данных DG и DS, определите тепловой эффект реакции:   AsF_{3 (г)} + F_{2 (г)} ↔ AsF_{5 (г)}. Экзотермической или эндотермической является данная реакция? Ответ: - 316,15 кДж

87. Вычислите изменение энергии Гиббса при 25⁰С для реакции

СН_{4 (г)} +2Н₂S_(г) → CS_2(ж)+ 4H_2(г)

по стандартным значениям энтальпий образования и абсолютных энтропий химических веществ. Можно ли назвать этот процесс самопроизвольным? Изменится ли направление процесса при повышении температуры до 150⁰С? Укажите роль энтальпийного и энтропийного факторов. Ответ: 183,06 и 171,74 кДж.

88. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях, невозможна экзотермическая реакция:   СО_{2 (г)}+Н_{2 (г)} ↔ СО _(г)+Н₂О _(ж)? Рассчитайте DG данной реакции. При каких температурах данная реакция становится самопроизвольной? Ответ: 19,91 кДж

89. Не производя вычислений, установить знак DS следующих процессов:

а) СаО_(к) + СО_2(г) = СаСО_3(к);

б) испарение воды;

в) NН_3(г) + НCl_(г) = NН₄Cl_(к);

г) СН₃СООН _{(р) ®} СН₃СОО^-_(р) + Н⁺_(р).

Ответ поясните.

90. Рассчитайте  DG⁰ реакции: 

4NH_3(г) +5O_2(г) = 4NО_(г) + 6Н₂О_(ж)

и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания данного процесса. Не производя вычислений укажите, каково будет изменение энтропии. Ответ: -957,8 кДж

91. Прямая или обратная реакция будет протекать в системе:

8NH_3(г) + 3Br_2(ж)→6NH₄Br_(к) + N_2(г)?

Ответ мотивируйте, вычислив DG⁰ прямой реакции по стандартным энтальпиям образования и абсолютным энтропиям химических веществ. Изменится ли направление процесса при повышении температуры до 800⁰ С? Ответ: - 1584,87 кДж; - 2452,95 кДж

92. При какой температуре наступит равновесие системы:

РСl_{5 (г)} ↔РСl_{3 (г)} + С1_{2 (г)}?

При каких температурах реакция будет протекать в прямом, а при каких – в обратном направлении? Ответ: 447,6 К

93. Не прибегая к вычислениям, определите, какие знаки (>0, <0, @0) имеют DG, DH и DS для протекающей в прямом направлении реакции:

СО_{2 (г)} + 4 Н_2(г) ↔  СH_{4 (г)} + 2 Н₂О _(ж).

Как повлияет повышение температуры на направленность химической реакции?

94. Какие из карбонатов: ВеСО₃, МgСО₃ или СаСО₃ можно получить по реакции взаимодействия соответствующих оксидов с СО₂? Какая реакция идет более энергично? Ответ дайте, вычислив DG реакций. Ответ: 31,24; - 65,32; - 130,17 кДж.

95. При какой температуре наступит равновесие системы:

4 НBr _(г) +  O_2(г) ↔ 2 H₂O _(г) + 2 Br_{2 (г)}?

При каких температурах более сильным окислителем будет являться кислород, а при каких – бром?  Ответ: 2155 К

96. Пользуясь справочными данными, определите, возможно ли получение ванадия при температуре 298 К по схеме:

2V₂O_5(к) +5C_(к) = 2V_(к) + 5CО_2(г).

Как будет влиять повышение температуры до 3000^оС  на направление реакции?

Ответ: 1384,4 кДж; 11136,45 кДж

97. На основании расчета значений DG⁰ реакций:

2 NO _(г) + Br_{2 (г)} ↔  2 NOBr _(г)

и 2 NO _(г) + F_{2 (г)} ↔  2 NOF _(г)

определите, бром или фтор является более сильным окислителем при стандартных условиях и при температуре 850^оС Ответ: - 11,33 кДж; 87,42 кДж; - 291,72 кДж;- 231,41  кДж.

98. С чем  будет более интенсивно взаимодействовать газообразный иодистый водород (в расчете на 1 моль): с калием или с кальцием? Ответ дайте, рассчитав DG⁰ обеих реакций. Продуктами реакций являются твердая соль и газообразный водород. Ответ: - 325,88  и -266,28  кДж/моль

99. На основании расчета значений DG⁰ реакций:

 N_{2 (г)} + О_{2 (г)} ↔  2 NO _(г) и N_{2 (г)} + 2 О_{2 (г)} ↔  2 NO_{2 (г)}

определите, какой из оксидов будет преимущественно образовываться при стандартных условиях и при 600^оС?  Ответ: 175,64 кДж; 166,27 кДж; 104,59 кДж; 179,05 кДж

100. Рассчитайте  DG⁰ реакции: 

2 Сu(NO₃)_{2 (к)} = 2 CuО _(к) +4 NO_2(г)+ O_2(г)  и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания данного процесса при стандартных условиях. Не производя вычислений, укажите, каково будет изменение энтропии, а также экзо- или эндотермической является данная реакция. Ответ: 281,5 кДж

СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

101. При 509^оС скорость реакции  2HI→  H₂ + I₂  составила 5,8·10^-4 моль/(л∙мин). Вычислите концентрацию НI, если концентрации I₂  равна  0,11 моль/л, а константа скорости реакции составляет 0,0047 л/(моль∙мин). Ответ: 0,35 моль/л

102. При увеличении температуры в системе на 45^о скорость гомогенной реакции возросла в 65 раз. Вычислите температурный коэффициент скорости реакции. Как изменится скорость данной реакции при охлаждении  реакционной смеси с 80 до 50^оС? Ответ: 2,5; в 15,625 раз

103. Начальная концентрация исходных веществ в системе

4HI_(г) +O_2(г) →2I_2(г) + 2H₂О_(г)

была равна 0,7 и 0,3 моль/л. Как изменится скорость реакции к тому моменту, когда концентрация I₂ станет равна 0,2 моль/л?  Ответ:  44,4 раза

104. Как изменится скорость реакции, протекающей в системе:

MnO_2(к) + 4HCl_(г) → MnCl_2(к) + Cl_2(г)

при изменении давления  в ней в 3 раза?  Ответ: 81 раз

105. Как следует изменить давление в системе

2 NО_(г) + Cl_2(г) →2 NОCl_(г);

чтобы скорость реакции возросла в 125 раз? Ответ:  5 раз

106. Энергия активации реакции равна 47,8 кДж/моль. Во сколько раз уменьшится скорость реакции при охлаждении реакционной  смеси с 85 до 40^оС? Ответ: 10 раз

107.  Начальная концентрация соляной кислоты в реакции

СаСО_{3 (т)} + 2HCl_{(раствор)} →СаCl_{2(раствор)} +СО_2(г) + H₂О_{(раствор)}

равнялась 20%масс. Как изменится  скорость данной реакции при снижении концентрации НСl до 15%масс.?  Ответ:  1,86 раз

108. Скорость реакции при 40^оС равна 0,085 моль/(л∙мин). При какой температуре следует проводить реакцию, чтобы ее скорость равнялась 0,60 моль/(л∙мин), если энергия активации данной реакции – 21,3 кДж/моль? Ответ: 138^оС

109. Константа скорости реакции омыления уксусноэтилового эфира:

СН₃СООС₂Н_5(р-р) + КОН_(р-р)→СН₃СООК _(р-р) +С₂Н₅ОН_(р-р)

равна 0,1 л/моль∙мин. Начальная концентрация уксусноэтилового эфира была равна 0,01 моль/л, а щелочи – 0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и в тот момент, когда концентрация эфира станет равной 0,008 моль/л. Ответ: 5,0∙10^-5   и   3,84∙10^-5 моль/л∙мин.

110. При повышении температуры с 55 до 85^оС скорость гомогенной реакции возросла в 80 раз. Рассчитайте температурный коэффициент и энергию активации данной реакции. Ответ: 4,3; 142,5 кДж/моль.

111. Как изменится скорость реакции

2H₂S_(г) +3O_2(г) →2SO_2(г) + 2H₂О_(г)

Если: а)уменьшить объем реакционной смеси в 2 раза?

б)увеличить концентрацию сероводорода в 3 раза? Ответ: 32 раза; 9 раз

112. Начальные концентрация исходных веществ в системе

N_2(г) +3H_2(г) ↔ 2NH_3(г)

составили: азота – 2 моль/л, водорода – 4 моль/л. Как изменится  скорость данной реакции при снижении концентрации водорода в результате реакции до 2,8 моль/л? Ответ:    3,6 раза

113. При повышении температуры с 40 до 75^оС скорость гомогенной реакции возросла в 120 раз. Как изменится скорость данной реакции при повышении температуры с 75 до 100^оС? Ответ: 30,6 раз&n

114. Как следует изменить объем реакционной смеси системы:

8NH_3(г) + 3Br_2(ж)→6NH₄Br_(к) + N_2(г),

чтобы скорость реакции увеличилась в 25 раз? ; 1,5 раз

115. При уменьшении температуры с 80 до 40^оС скорость гомогенной реакции снизилась в 40 раз. Чему равна энергия активации реакции? Ответ:     84,7 кДж/моль

116.  Константа скорости реакции  2SO₂ + O₂ → 2SO₃  составляет 25 л²/(моль²∙мин). Исходные концентрации SO₂ и О₂, равны соответственно 0,27 и 0,09 моль/л. Найдите начальную скорость этой реакции и ее скорость в тот момент, когда концентрация O₂ снизилась до 0,04 моль/л. Ответ: 0,164 и 0,029 моль/л∙мин.

117. Исходные концентрации N₂ и О₂ в системе:

N_2(г) +O_2(г) → 2NО_(г)

равны соответственно 0,06 и 0,02 моль/л. Как изменятся концентрации N₂ и О₂ к тому моменту, когда скорость реакции снизится в 4,5 раза по сравнению с исходной? Ответ: 0,0465  и  0,0065 моль/л

118. Как изменится скорость реакции

2С₂Н_2(г) + 3H₂O_(г) → С₃Н₆О_(г) + СО_2(г) + Н_2(г)

при увеличении давления в системе в 4 раза? Ответ:   1024 раза

119. Как изменится скорость реакции 

Н₂О_(г) + C_(к) → Н_2(г) + CO_(г),

если: а) уменьшить объем реакционной смеси в 4 раза?

б) увеличить давление в системе в 5 раз? Ответ: 4 раза; 5 раз

120. Скорость реакции при 25^оС равна 0,14 моль/(л∙мин), а при 50^оС –

0,88 моль/(л∙мин). Какова энергия активации данной реакции ? Какой будет скорость данной реакции при 40^оС? Ответ:58,8кДж/моль; 0,44 моль/л∙мин

.

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

121. В каком направлении сместится равновесие системы

СО_(г) + 3 Н_2(г) ↔ СН_4(г) + Н₂О_(г); ΔН^о₂₉₈<0

а) при повышении температуры; б) введении катализатора; в)понижении давления? Напишите выражение константы равновесия данной реакции.

122. Исходные концентрации монооксида углерода и водяного пара в системе:

СО + Н₂О ↔ СО₂ + Н₂

составляли соответственно 0,09 и 0,03 моль/л. К моменту равновесия прореагировало 22%  СО. Найдите равновесные концентрации остальных участников реакции и константу равновесия. Ответ:0,02моль/л;0,07моль/л;0,01моль/л;0,57.&;

123. Восстановление Fe₂O₃ водородом протекает по уравнению

Fe₂O_3(к) + 3 H_2(г) ↔ 2 Fe_(к) + 3 H₂O_(г) ;  ΔН^о₂₉₈ = +98,6 кДж

В каком направлении сместится равновесие системы а) при уменьшении температуры; б) увеличении концентрации водорода; в)понижении давления? Напишите выражение константы равновесия данной реакции.

124. При 509^оС константа скорости прямой реакции  H_2(г)+ I_2(г)↔ 2HI_(г)

равна 0,16, а обратной - 0,0047. Напишите выражение для константы равновесия и рассчитайте ее значение. Ответ:   34

125. При 494^оС константа равновесия реакции 2NО _(г) +О_{2 (г)} ↔ 2NО_{2 (г)} равна 2,2. Равновесные концентрации NО и О₂ соответственно равны 0,020 и 0,030 моль/л. Вычислите их исходные концентрации. Ответ:  0,025 моль/л;  0,0325 моль/л

126. Как повлияет на выход SO₂ в системе:

SO_3(г) + C_(к) ↔ SO_2(г) + CO_(г)

а) уменьшение общего объема смеси; б) уменьшение концентрации SO₃; в) введение катализатора?

127. Исходные концентрации SO₂ и O₂ в системе:     2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃ составили соответственно 4 моль/л и 2 моль/л, исходное давление было равно 3,039∙10⁵ Па. К моменту равновесия прореагировало 80%  SО₂. Найдите равновесные концентрации всех участников реакции, константу равновесия и давление в момент равновесия. Ответ::  3,2моль/л;0,8моль/л;0,4моль/л;40;2,23∙10⁵ Па

128. Исходная концентрация метана СН₄   в системе     СН_4(г) ↔  С_(к) + 2 Н_2(г) составила  0,035 моль/л. К моменту равновесия прореагировало 80 % метана. Рассчитайте значение константы равновесия Ответ: 0,112.

129. Равновесие в системе N_2(г) +3H_2(г) ↔ 2NH_3(г) установилось при следующих концентрациях участников реакции: N₂ – 3 моль/л, H₂ – 7 моль/л и NH₃ – 3 моль/л. Как изменится концентрация остальных веществ при увеличении концентрации Н₂ до 10моль/л? Ответ:; 4,44 и 2,28 моль/л&;

130. Как изменится скорость прямой и обратной реакции в системе

2С₂Н_2(г) + 3H₂O_(г) → С₃Н₆О_(г) + СО_2(г) + Н_2(г)

если уменьшить объем реактора в 2 раза? Повлияет ли это на равновесие в системе? Ответ:  32 раза; 8 раз

131. В каком направлении будет смещаться равновесие системы

2 СО_2(г) ↔ 2 СО _(г) + О_{2 (г)} ;& ΔН^о₂₉₈ = + 566 кДж

при: а) увеличении давления в системе; б) увеличении концентрации СO; в) введении катализатора; г)  уменьшении температуры? Напишите выражение константы равновесия данной реакции.

132. Константа равновесия системы  2NО _(г) +О_{2 (г)} ↔ 2NО_{2 (г)} равна при некоторой температуре 2,22, а начальная концентрация NО составила 4 моль/л. Какова должна быть начальная концентрация О₂, чтобы  доля окисленного NO составила 40%?  Ответ:  1,0 моль/л

133. При каких условиях равновесие реакции

MnO_2(к) + 4HCl_(г) ↔ MnCl_2(к) + Cl_2(г)

будет смещаться в сторону образования  Cl₂? Напишите выражение константы равновесия данной реакции.

134. Константа равновесия  реакции СО_(г)+С1_2(г) ↔ СОСl_2(г) равна 50. Равновесные концентрации СО и Cl₂ составили соответственно 0,05 и 0,02 моль/л. Найдите равновесную концентрацию СОСl₂  и исходные концентрации СО и Cl₂. Ответ:   0,05;   0,1 и 0,07 моль/л

135. При некоторой температуре равновесные концентрации в системе 

N₂O_4(г) ↔ 2NO_2(г)

равны для N₂O₄ 0,15 моль/л и для NO₂ 0,08 моль/л. Как изменится концентрация NO₂ при понижении концентрации N₂O₄ до 0,10 моль/л? Ответ: 0,065 моль/л

136. Константа равновесия  реакции СОСl_2(г) ↔ СО_(г)+С1_2(г) равна 0,02. Исходная концентрация СОCl₂ составила 0,5 моль/л. Рассчитайте равновесную концентрацию Сl₂.   Какую исходную концентрацию СОCl₂ следует взять, чтобы увеличить выход хлора в 2 раза? Ответ:  0,18 моль/л;   1,8 моль/л

137. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы

СН_4(г) + СО_2(г) ↔ 2 СО_(г) + 2 Н_2(г) ΔН^о₂₉₈>0;

Как следует изменить температуру и давление, чтобы увеличить выход водорода? Как повлияет на величину выхода водорода увеличение концентрации СО?

138. Константа равновесия системы  СCl_4(г) ↔ 2Cl_{2 (г)} +C _(к)  при температуре 700 К составляет 0,77.  Начальная концентрация СCl₄ равна 3,2 моль/л. Рассчитайте равновесные концентрации участников реакции. Ответ:  2,5 моль/л;   1,4 моль/л.&

139. Константа равновесия  реакции PCl₅ ↔ PCl₃ + Cl₂ равна 0,63 при 500^оС. Равновесные концентрации PCl₃ и Cl₂ одинаковы и равны 0,54 моль/л. Найдите равновесную и исходную концентрации PCl_5. Ответ: 0,46 моль/л;1,0 моль/л.

140. Константа равновесия  системы  H_2(г)+ I_2(г)↔ 2HI_(г) при некоторой температуре равна 50. Сколько молей H₂ надо взять на 1 моль I₂ , чтобы 90% последнего перевести в HI?  Ответ: 1,55 моль