1. Дайте характеристику реакции С2Н4(г) + Н2(г) ↔ С2Н6(г) + Q по плану:
а) число и состав исходных веществ и продуктов реакции;
б) по изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества;
в) по тепловому эффекту;
г) по агрегатному состоянию реагирующих веществ (фазовому составу)
д) по участию катализатора;
е) по направлению (обратимые, необратимые).
2. В какую сторону сместится равновесие реакции 2Н2(г) + О2(г) ↔ 2Н2О(г) + Q
а) при понижении температуры;
б) при увеличении давления
в) при увеличении концентрации водорода?
Дайте обоснованный ответ.
3. Определите степени окисления каждого элемента и расставьте коэффициенты методом электронного баланса:
H3P + O2 → P2O5 + H2O
определите окислитель и восстановитель.
4. Напишите полные и сокращённые ионные уравнения реакций между растворами:
а) MgSO4 + K3PO4 → б) Al2(SO4)3 + KOH →
5. При прокаливании известняка СаСО3 образуется СО2 и СаО. Какую массу известняка надо взять,
чтобы получить 7г СаО? (ответ: 12,5г)
а) Число и состав исходных веществ и продуктов реакции:
- Исходные вещества: этилен (С2Н4) и водород (Н2).
- Продукты реакции: этан (С2Н6) и выделяется некий тепловой эффект Q.
б) По изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества:
- В реакции на одном из атомов углерода степень окисления увеличивается c -2 (в С2Н4) до -3 (в С2Н6) - это окисление.
- Водород не изменяет свою степень окисления (0 в обоих случаях).
в) По тепловому эффекту:
- Реакция выделяет тепло (экзотермическая), так как Q обозначает выделяющееся тепло.
г) По агрегатному состоянию реагирующих веществ (фазовому составу):
- Исходные вещества в газообразной фазе (г).
- Продукты реакции также в газообразной фазе (г).
д) По участию катализатора:
- По условию задачи нет информации о наличии катализатора в данной реакции.
е) По направлению (обратимые, необратимые):
- Данная реакция является обратимой, так как обратное направление (обратное превращение С2Н6 в С2Н4 и Н2) также возможно.
2. Смещение равновесия реакции 2Н2(г) + О2(г) ↔ 2Н2О(г) + Q:
а) При понижении температуры:
- В данном случае равновесие реакции сместится вправо, то есть в сторону образования большего количества водорода (Н2). Это объясняется эндотермическим характером образования водорода.
б) При увеличении давления:
- При увеличении давления равновесие реакции сместится в сторону образования меньшего количества молекул газа, то есть в сторону образования меньшего количества водорода (Н2О). Это объясняется принципом Ле Шателье, согласно которому равновесие смещается в сторону меньшего количества газовых молекул, чтобы минимизировать давление.
в) При увеличении концентрации водорода:
- При увеличении концентрации водорода равновесие реакции сместится в сторону образования меньшего количества водорода (Н2О), чтобы компенсировать увеличение концентрации Н2.
3. Реакция H3P + O2 → P2O5 + H2O:
Для определения степеней окисления каждого элемента воспользуемся методом электронного баланса:
- Для элемента водорода (H) степень окисления всегда +1, за исключением случаев, когда в соединении он образует воду, где его степень окисления -1. В данном случае, H3P означает, что степень окисления водорода равна +1.
- Для элемента фосфора (P) нужно вычислить его степень окисления. Пусть степень окисления фосфора равна x, тогда сумма степеней окисления должна равняться нулю (3*(+1) + x + (-2)*2 = 0). Решая это уравнение, мы получаем x = +5.
- Для кислорода (O) степень окисления всегда -2, за исключением случаев, когда он образует пероксиды или супероксиды. В данном случае, степени окисления O2 и H2O -2, а в P2O5 степень окисления будет равна +5.
Теперь расставим коэффициенты методом электронного баланса:
H3P + 5O2 → P2O5 + 3H2O
Окислитель - O2 (его степень окисления увеличивается с -2 до 0).
Восстановитель - H3P (его степень окисления уменьшается с +5 до +4).
4. Полные и сокращенные ионные уравнения реакций между растворами:
а) Из уравнения MgSO4 + K3PO4 → следует, что реагенты - соли MgSO4 и K3PO4 растворяются, образуя соответствующие ионы и затем происходит ионный обмен. Полное ионное уравнение:
MgSO4(aq) + 2K3PO4(aq) → 3MgPO4(s) + 2K2SO4(aq)
(Здесь "(aq)" обозначает растворимую фазу, "(s)" обозначает осаждение твердого соединения).
б) Из уравнения Al2(SO4)3 + KOH → следует, что реагенты - соли Al2(SO4)3 и KOH растворяются, образуя соответствующие ионы и затем происходит ионный обмен. Полное ионное уравнение:
2Al2(SO4)3(aq) + 6KOH(aq) → 2Al(OH)3(s) + 3K2SO4(aq)
5. При прокаливании известняка СаСО3 образуется СО2 и СаО.
Обратимся к химическому уравнению реакции горения:
CaCO3 → CaO + CO2
Сравнивая мольные пропорции, можно сказать, что на каждый моль СаО образуется один моль СО2.
Масса молярного вещества CаО равна 56 г/моль. Следовательно, если масса СаО составляет 7 г, то молярная масса СаО равна 7 г.
Молярная масса СаСО3 равна 100 г/моль. Так как на каждый моль СаО образуется один моль СаСО3, то для получения 7 г СаО необходимо взять 7 г СаСО3.
Теперь, чтобы найти массу известняка, необходимо взять мольную массу и умножить ее на количество молей СаСО3:
Масса известняка = мольная масса × количество молей = 100 г/моль × (7 г / 100 г/моль) = 7 г.
Таким образом, чтобы получить 7 г СаО, необходимо взять 12,5 г известняка.