1)Напишите 2 уравнения реакций, используя конкретный катализатор (укажите названия реагентов, присутствующих в этих реакциях). Какова связь между катализатором и энергией активации?
2). Предложите эксперимент, в котором вы можете доказать, что такие факторы, как смешивание и давление, могут влиять на скорость конкретных процессов, которые вы предлагаете.

Какой объём водорода (н. у.) может получиться при действии 6,5 г цинка на 200 г 10%-ного раствора серной кислоты?

Записываем уравнение реакции:

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

Находим молярную массу цинка:

M (Zn) = 65 г/моль

Находим молярную массу серной кислоты:

M (H2SO4) = 1 • 2 + 32 + 16 • 4 = 98 (г/моль)

(молярную массу каждого элемента, численно равную относительной атомной массе, смотрим в периодической таблице под знаком элемента и округляем до целых)

Находим чистую массу серной кислоты в растворе:

m растворенного вещества = m раствора • ω = 200 • 0,10 = 20 (г)

Более рационально подставить в уравнение массу, но если Ваш учитель требует решать через моли, находим количество вещества серной кислоты:

n (H2SO4) = m/M = 20 г / 198 г/моль и т. д. Потом подставляем в уравнение моли.

Находим, какое вещество в недостатке. Для этого записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — массу согласно уравнению (равна молярной массе, умноженной на число моль, т. е. коэффициент перед веществом. В этом примере равен 1):

6,5 г 20 г

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

65 г 98 г

Составляем неравенство из двух дробей:

6,5 г < 20 г

65 г 98 г

Цинк в недостатке — расчет ведем по нему (его отношение фактической массы к эквивалентной массе меньше, значит, он израсходуется раньше. Серная кислота останется в избытке)

Будьте внимательны! Ошибка в этом действии делает решение неверным!

Записываем над уравнением реакции полученные данные, а под уравнением — данные по уравнению в тех же единицах измерения:

6,5 г x моль

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑

65 г 1 моль

Составляем пропорцию:

6,5 г — x моль

65 г — 1 моль

Находим число моль выделившегося водорода:

x = 6,5 г • 1 моль / 65 г = 0,1 моль

Находим объем водорода:

v = 22,4 л/моль • n,

где 22,4 — молярный объем, т. е. объем одного моля любого газа,

n — количество вещества (моль)

v = 22,4 л/моль • 0,1 моль = 2,24 л

ответ: 2,24 л.

Пример 2:

Какой объём газа (н. у.) выделится, если цинк опустить в 40 мл 10%-ного раствора соляной кислоты, плотность которого 1.07 г/мл?

Записываем уравнение реакции:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑

Задача имеет решение, если цинк в избытке.

Находим массу раствора соляной кислоты:

m = v • ρ = 40 мл • 1,07 г/мл = 42,8 г

Находим чистую массу соляной кислоты в растворе:

m растворенного вещества = 42,8 • 0,10 = 4,28 (г)

Находим молярную массу соляной кислоты:

M (HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 (г/моль)

Находим количество вещества соляной кислоты:

n (HCl) = m/M = 4,28 г / 36,5 г/моль = 0,117 моль

Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением — число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):

0,117 моль x моль

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑

2 моль 1 моль

Составляем пропорцию:

0,117 моль — x моль

2 моль — 1 моль

Находим x:

x = 0,117 моль • 1 моль / 2 моль = 0,0585 моль

Находим объем водорода:

v = 22,4 л/моль • 0,0585 моль = 1,31 л

Округляем результат, чтобы в нем было не больше значащих цифр, чем в величинах в условии задачи (2 значащие цифры)

ответ: 1,3 л.

Пример 3:

Какую массу сложного эфира можно получить при действии на 100 г 20%-ного раствора этилового спирта избытком уксусной кислоты?

Записываем уравнение реакции:

CH3COOH + HOC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O

Находим чистую массу этилового спирта:

mспирта = mр-ра • ω = 100 г • 20 % = 100 г • 0,20 = 20 г

Находим молярную массу спирта и эфира:

M (HOC2H5) = 1 + 16 + 12 • 2 + 5 = 46 (г/моль)

M (CH3COOC2H5) = 12 + 3 + 12 + 16 + 45 = 88 (г/моль)

Подставляем данные по условию задачи в уравнение

20 г x г

CH3COOH + HOC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O

46 г 88 г

Составляем пропорцию, находим x:

20 г — x г

46 г — 88 г

x = 20 • 88 / 46 = 38,3 (г)

ответ: 38 г

Если ваши преподаватели требуют решать все в молях, переводите чистую массу спирта в моли по формуле:

n = m / M

а уравнение будет выглядеть так:

0,43 моль x моль

CH3COOH + HOC2H5 → CH3COOC2H5 + H2O

1 моль 1 моль

В конце найденное количество моль переводим в массу, умножая моли эфира на молярную массу:

m = n • M = ...

(ответ должен получиться приблизительно такой же)

Тут следует отметить два момента. Первый состоит в том, что глина обладает очень низкой теплопроводностью и жидкость в глиняной посуде долго сохраняет первоначальную температуру, особенно если кувшин закрыть сверху. Но не это самое интересное. Гораздо забавнее эффект охлаждения жидкости, который наблюдается при нагреве кувшина солнцем. Как это работает? Глина материал пористый и все эти мелкие поры заполняются тонкими прослойками воды. При нагреве стенок нагревается в первую очередь вода в этих порах и начинает быстрее испаряться. Но испарение возможно только при поглощении энергии, которую в виде тепла этот процесс отнимает не только от теплых стенок кувшина, но и от жидкости в кувшине, потому что для испарения 1 грамма воды энергии требуется в несколько раз больше, чем для его нагрева. В результате вода в кувшине охлаждается.