2020-01-15
178
5.3.1. В трех закрытых сосудах одинакового объема проводят неза- висимо друг от друга реакции. Через 1 минуту после начала реакции в первом сосуде получено 21,9 г HCl, во втором сосу- де получено 24,3 г HBr, а в третьем сосуде получено 25,6 г HI. В каком сосуде реакция протекает с наибольшей скоростью?
5.3.2. Во сколько раз изменится скорость прямой реакции
2CO(г) + O2(г) ⇄ 2CO2(г),
если при постоянной температуре уменьшить давление газо-
вой смеси в 4 раза?
5.3.3. Реакция при температуре 40оС протекает за 180 с. Темпера- турный коэффициент реакции равен 3. В течение какого вре- мени завершится эта реакция при 60оС?
5.3.4. Концентрации оксида азота(II) и кислорода, образующих ок- сид азота(IV), равны и составляли 2 моль/л. Как изменится скорость реакции, если концентрацию оксида азота(II) увели- чить в два раза, а концентрацию кислорода уменьшить в два раза? Ответ представьте в виде отношения скорости после из- менения концентрации к первоначальному значению.
5.3.5. При охлаждении реакционной смеси с 50оС до 20оС скорость химической реакции уменьшилась в 27 раз. Вычислите темпе- ратурный коэффициент этой реакции.
|
|
|
5.3.6. Начальная концентрация исходных веществ в системе
CO(г) + Cl2(г) ⇄ COCl2(г)
была равна: 0,30 моль/л оксида углерода(II) и 0,20 моль/л хло-
ра. Во сколько раз изменится скорость прямой реакции, если концентрацию оксида углерода(II) повысить до 0,90 моль/л, а концентрацию хлора до 1,00 моль/л?
5.3.7. Во сколько раз изменится скорость прямой реакции
2A(г) + B(г) ⇄ A2B(г),
если концентрацию вещества A увеличить в три раза, а кон-
центрацию вещества B уменьшить в три раза?
5.3.8. На сколько градусов нужно увеличить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 27 раз? Температурный коэффи- циент реакции равен трем.
5.3.9. Какой реакции соответствует выражение V = k·[O2]: 1) C + O2 = CO2, 2) N2 + O2 = 2NO, 3) 2H2 + O2 = 2H2O?
5.3.10. Как и по какой причине катализатор изменит скорость реак- ции? Укажите гомогенный катализ:
1) SO2(г) + O2(г)
¾ V ¾2¾ O 5 ®
SO3(г),
2) SO2(г) + O2(г) ¾ NO ¾® → SO3(г).
5.3.11. Укажите правильное выражение скорости для реакции:
2Cr + 3Cl2 → 2CrCl3.
1) V = k·[Cr]2·[Cl2]3, 2) V = k·[3Cl2],
3) V = k·[2Cr]·[3Cl2], 4) V = k·[Cl2]3.
5.3.12. Концентрации водорода и кислорода, образующих воду, рав- ны и составляют 3 моль/л. Как изменится скорость реакции, если концентрацию водорода уменьшить в два раза, а концен- трацию кислорода увеличить в два раза? Ответ представьте в виде отношения скорости после изменения концентраций к первоначальному значению.
5.3.13. В каком случае скорость реакции будет зависеть от концен- трации обоих взаимодействующих веществ:
1) C + O2 → CO, 2) CO + O2 → CO2, 3) CO2+ C → CO?
5.3.14. Реакция при температуре 60oC протекает за 0,6 с. Температур- ный коэффициент реакции равен 3. В течение какого времени завершится эта реакция при 40oC?
|
|
|
5.3.15. Катализ гомогенный и гетерогенный. К какому каталитиче- скому процессу следует отнести реакцию
2H2O2 ¾ M ¾ n ¾ O 2 ®
2H2O + O2?
5.3.16. Вычислите энергию активации реакции разложения оксида
азота(IV): 2NO2 ⇄ 2NO + O2, если константы скорости этой реакции при 600 и 640 К соответственно равны 83,9 и 407,0 л·моль-1·с-1.
5.3.17. Период полураспада 45Ca составляет 163 дня. Через сколько дней активность препарата 45CaCO3 уменьшится в 8 раз?
5.3.18. Период полураспада равен 8 часам. Через какое время оста- нется 25 % исходного вещества?
5.3.19. Константы скорости реакции первого порядка при 303 и 308 К соответственно равны 2,2·10‾3 и 4,1·10‾3 мин-1. Рассчитайте энергию активации этой реакции и время, в течение которого эта реакция завершится на 75% при 308 К.
5.3.20. Энергия активации реакции разложения оксида азота(V)
N2O5 ⇄ N2O4 + 1/2O2
равна 103,5 кДж/моль. Константа скорости этой реакции при
298 К равна 2,03·10‾3 с-1. Вычислите константу скорости этой реакции при 288 К.
5.3.21. Константы скорости реакции омыления пропилового эфира уксусной кислоты щелочью при 283 и 293 К соответственно равны 2,15 и 4,23 л·моль-1·мин-1. Найдите энергию активации этой реакции. Каков общий порядок данной реакции?
5.3.22. Вычислите энергию активации и константу скорости реакции
CO(г) + H2O(г) ⇄ CO2(г)+ H2(г)
при 303 К, если константы скорости этой реакции при 288 и
313 К соответственно равны 3,1·10‾4 и 8,15·10‾3 л·моль-1·мин-1.
5.3.23. Энергия активации реакции
2HI(г) ⇄ H2(г)+ I2(г)
равна 186,4 кДж/моль. Рассчитайте константу скорости этой
реакции при 700 К, если константа скорости этой реакции при 450 К составляет 0,942·10-6 л·моль-1·мин-1.
5.3.24. Для какой из приведенных реакций уменьшение давления и увеличение температуры смещает равновесия в различных направлениях?
1) CaCO3(т) ⇄ CaO(т) + CO2(г), ΔH>0, 2) CO2(г) + C(т) ⇄ 2CO(г), ΔH>0,
3) 2NO2(г) ⇄ N2O4(г), ΔH <0, 4) 3O2(г) ⇄ 2O3(г), ΔH>0.
5.3.25. Равновесие в реакции, уравнение которой
CH4(г) + 4S(ж) ⇄ 2CS2(г) + 2H2S(г), ΔH <0,
сместится влево: 1) при понижении давления, 2) при пониже-
нии температуры, 3) при дополнительном введении серы, 4) при увеличении концентрации сероводорода.
5.3.26. Для того чтобы максимально сместить равновесие реакции, уравнение которой
PCl3(г) + Сl2(г) ⇄ PCl5(г), ΔH <0,
в сторону образования хлорида фосфора(V), необходимо:
1) увеличить давление и увеличить температуру, 2) увеличить давление и уменьшить температуру, 3) уменьшить давление и уменьшить температуру, 4) уменьшить давление и увеличить температуру.
5.3.27. В каком направлении сместится равновесие в обратимом про- цессе, уравнение которого
2FeCl3(р-р) + 2KI(р-р) ⇄ 2FeCl2(р-р) + 2KCl(р-р) + I2(р-р),
если увеличить концентрацию хлорида железа(III)?
1) сместится вправо, 2) сместится влево, 3) не сместится.
5.3.28. Система, в которой повышение давления и повышение температуры приведут к смещению равновесия в противоположных направлениях,:
1) CO2(г) + C(т) ⇄ 2CO(г), ΔH>0,
2) I2(г) + 5CO2(г) ⇄ I2O5(т) + 5CO(г), ΔH>0,
3) N2(г) + O2(г) ⇄ 2NO(г), ΔH>0,
4) HC≡CH(г) + 2H2(г) ⇄ CH3−CH3(г), ΔH<0.
5.3.29. Система,в которой повышение давления не вызовет смещение
равновесия,:
1) 2NF3(г) + 3H2(г) ⇄ 6HF(г) + N2(г),
2) С(т) + 2N2O(г) ⇄ CO2 (г) + 2N2(г),
3) 3Fe2O3(т) + H2(г) ⇄ 2Fe3O4(т) + H2O(г),
4) 2ZnS(т) + 3O2(г) ⇄ 2ZnO(т) + 2SO2(г).
5.3.30. Для какой реакции и увеличение давления, и уменьшение
температуры смещают равновесие в одном и том же направ- лении?
1) 2HI(г) ⇄ H2(г) + I2(г), ΔH<0,
2) CO2(г) + C(т) ⇄ 2CO(г), ΔH>0,
3) 2Fe(т) + 3H2O(г) ⇄ Fe2O3(т) + 3H2(г), ΔH<0,
4) N2(г) + O2(г) ⇄ 2NO(г), ΔH>0.
5.3.31. В какой реакции изменение давления не оказывает влияния на
положение равновесия?
1) SO2(г) + Cl2(г) ⇄ SO2Cl2(г), 2) 2NO(г) + O2(г) ⇄ 2NO2(г),
3) SO2(г) + H2O(ж) ⇄ H2SO3(р-р),
4) 3Fe2O3 (т) + CO(г) ⇄ 2Fe3O4(т) + CO2(г).
5.3.32. Для каких процессов уменьшение объема и понижение темпе-
|
|
|
ратуры одновременно смещают равновесие в одном направле- нии?
1) CO2(г) + C(т) ⇄ 2CO(г), ΔH>0,
2) 2CO(г) + O2(г) ⇄ 2CO2(г), ΔH<0,
3) 2SO2(г) + O2(г) ⇄ 2SO3(г), ΔH<0,
4) N2(г) + 3H2(г) ⇄ 2NH3(г), ΔH<0.
5.3.33. При одновременном понижении давления и температуры для
реакции С(т) + 2N2O(г) ⇄ CO2 (г) + 2N2(г), ΔH<0 выход про- дуктов реакции:
1) уменьшится, 2) увеличится, 3) не изменится.
5.3.34. Как сместить равновесие реакции
2SO2(г) + O2(г) ⇄ 2SO3(г), ΔH= -198 кДж
в сторону образования оксида серы(VI)?
1) повысить температуру, 2) понизить температуру,
3) понизить давление, 4) ввести катализатор.
5.3.35. Для каких из указанных реакций уменьшение объема сосуда, в котором происходит реакция, приведет к смещению равнове- сия в том же направлении, что и понижение температуры?
1) H2(г) + S(ж) ⇄ H2S(г), ΔH <0,
2) CO2(г) + C(т) ⇄ 2CO(г), ΔH>0,
3) N2(г) + 3H2(г) ⇄ 2NH3(г), ΔH<0,
4) 2SO2(г) + O2(г) ⇄ 2SO3(г), ΔH<0,
5) N2(г) + O2(г) ⇄ 2NO(г), ΔH>0.
5.3.36. Реакция дегидрирования углеводородов – эндотермический
процесс. Как сместить равновесие реакции
C4H10(г) ⇄ C4H6(г) + 2H2(г)
в сторону образования C4H6?
1) понизить температуру, 2) повысить температуру,
3) повысить давление, 4) понизить давление,
5) ввести катализатор, 6) уменьшить концентрацию водорода.
5.3.37. Как сместить равновесие реакции
N2(г) + 3H2(г) ⇄ 2NH3(г), ΔH<0
в сторону образования аммиака?
1) понизить температуру, 2) повысить температуру,
3) увеличить концентрацию азота,
4) увеличить концентрацию аммиака, 5) ввести катализатор.
5.3.38. Для каких из приведенных ниже реакций повышение темпера- туры и понижение давления одновременно смещает химиче- ское равновесие влево?
1) PCl3(г) + Сl2(г) ⇄ PCl5(т), ΔH <0,
2) H2(г) + Сl2(г) ⇄2HCl(г), ΔH <0,
3) CO(г) + H2O(г) ⇄ CO2(г) + H2(г), H>0,
4) 2CO(г) + O2(г) ⇄ 2CO2(г), ΔH<0,
5) N2(г) + O2(г) ⇄ 2NO(г), ΔH>0.
5.3.39. В состоянии равновесия реакции 2SO2(г) + O2(г) ⇄ 2SO3(г) концентрации кислорода и оксида серы(VI) соответственно равны (моль/л) 0,4 и 0,8. Учитывая, что начальная концентра-
ция оксида серы(VI) рана нулю, определите начальную кон- центрацию кислорода (моль/л).
5.3.40. В реагирующей системе, схема которой
|
|
|
А(г) + 2В(г) ⇄ С(г) + 3Д(г),
исходные концентрации вещества А – 3 моль/л, вещества В –
4 моль/л, а равновесная концентрация вещества С – 1,5 моль/л. Вычислите константу равновесия.
5.3.41. Вычислите константу равновесия и начальную концентрацию
хлора в системе CO(г) + Cl2(г) ⇄ COCl2(г), если равновесные концентрации [Сl2] = 0,3 моль/л, [CO] = 0,3 моль/л, [COCl2] = 1,5 моль/л.
5.3.42. В реакторе объемом 10 л содержится 5,0 г водорода, 11,2 г этилена и 150 г этана. Рассчитайте константу равновесия
H2(г) + C2H4(г) ⇄ C2H6(г),
выраженную через молярные концентрации реагентов.
5.3.43. Смешали по 2 моль пропионовой кислоты и метанола, доба- вили 1 мл концентрированной серной кислоты в качестве ка- тализатора. После установления равновесия в системе оказа- лось 0,94 моль пропионовой кислоты. Какова константа рав- новесия реакции при данной температуре?
5.3.44. В равновесной системе H2(г) + I2(г) ⇄ 2HI(г) при 400 К кон- центрации веществ составляют (моль/л): водорода 0,17, йода 0,08, йодоводорода 1,77. Вычислите константу равновесия при
данной температуре.
5.3.45. При нагревании протекает реакция SO2Cl2(г) ⇄ SO2(г) + Cl2(г). При некоторой температуре из 1 моль SO2Cl2, находящегося в закрытом сосуде емкостью 20 л, разлагается 0,5 моль. Опреде-
лите константу равновесия при этой температуре.
5.3.46. Исходные концентрации оксида углерода(II) и паров воды со- ответственно равны 0,08 моль/л. Вычислите равновесные кон- центрации оксида углерода(II), воды, водорода в системе
CO(г) + H2O(г) ⇄ CO2(г) + H2(г),
если равновесная концентрация оксида углерода(IV) оказалась
равной 0.05 моль/л. Рассчитайте константу равновесия реак- ции.
5.3.47. В колбе объемом 2 л содержатся 6,0 г оксида азота(II), 4,6 г оксида азота(IV) и кислород. Вещества находятся в равнове-
сии. Константа равновесия 2NO(г) + O2(г) ⇄ 2NO2(г), выра- женная через молярные концентрации реагентов, равна 10. Найдите массу кислорода.
5.3.48. При нагревании оксида азота(IV) в закрытом сосуде до неко-
торой температуры равновесие реакции 2NO2(г) ⇄ 2NO(г) + O2(г)
установилось при концентрации оксида азота(IV), равной 0,8 моль/л, оксида азота(II) – 2,2 моль/л, кислорода – 1,1 моль/л. Вычислите константу равновесия для этой температуры и ис- ходную концентрацию оксида азота(IV).
5.3.49. Рассчитайте константу равновесия реакции PCl5(г) ⇄ PCl3(г)
+ Сl2(г) при 500 К, если к моменту наступления равновесия
прореагировало 54 % хлорида фосфора(V), а его исходная концентрация была равна 1,0 моль/л.
5.3.50. Исходная была равна 1,0 моль/л.концентрация каждого из ве- ществ в смеси составляет 2,5 моль/л. После установления рав- новесия концентрация вещества С оказалась равной 3 моль/л. Вычислите константу равновесия реакции
А(г) + В(г) ⇄ С(г) + D(г).
5.3.51. Константа равновесия реакции N2(г) + 3H2(г) ⇄ 2NH3(г) при 673 К равна 0,1. Равновесные концентрации (моль/л) водорода 0,6 и аммиака 0,18. Вычислите начальную и равновесную
концентрацию азота.
5.3.52. При 713 К константа равновесия диссоциации йодоводорода
К = ([H2]·[I2])/[HI]2 равна 1/64. Найдите количества веществ водорода, йода и йодоводорода в состоянии равновесия, если вначале было взято 2 моль йодоводорода. Объем сосуда, в ко- тором происходит реакция, равен 5 л.
5.3.53. При температуре 700 К в системе 2H2(г) + S2(г) ⇄ 2H2S(г) установились следующие равновесные концентрации веществ: [H2] = 0,36 моль/л, [S2] = 0,233 моль/л, [H2S] = 0,452 моль/л.
Вычислите константу равновесия в данных условиях.
5.3.54. Химическое равновесие реакции
А(г) + В(г) ⇄ С(г) + D(г)
установилось при следующих концентрациях веществ
(моль/л):[A] = 18,0, [B] = 16,0, [C] = 12,0, [D] = 24,0. Концен-
трацию вещества С понизили на 12 моль/л, в результате чего
сместилось равновесие системы. Определите новые равновес- ные концентрации реагирующих веществ.
5.3.55. Химическое равновесие реакции COCl2(г) ⇄ CO(г) + Cl2(г) установилось при концентрациях реагирующих веществ (моль/л): [COCl2] = 10,0, [CO] = 2,0, [Cl2] = 4,0. В равновесную
систему добавили хлор в количестве 4 моль/л. Определите но- вые равновесные концентрации реагирующих веществ после смещения равновесия.
5.3.56. Равновесные концентрации веществ, участвующих в реакции
CH3COOH(г) + C2H5OH(г) ⇄ CH3COOC2H5 (г)+ H2O(г),
равны (моль/л): [CH3COOH] = 0,02, [C2H5OH] = 0,32,
[CH3COOC2H5] = 0,08, [H2O] = 0,08. Какими стали равновес- ные концентрации после смещения равновесия вследствие увеличения концентрации этанола в 4 раза?
5.3.57. Величина ΔG0 298 образования аммиака равна -16,64 кДж/моль.
Вычислите константу равновесия реакции N2(г)+ 3H2(г) ⇄
2NH3(г) для данной температуры.
5.3.58. Вычислите константу равновесия реакции 2NO(г) + Cl2(г) ⇄
2NOCl(г) при 298 К по следующим данным:
| Вещество | NO(г) | Cl2(г) | NOCl(г) |
| ΔH0298, кДж/моль | 90,37 | 0 | 53,55 |
| S0298, Дж/(моль·К) | 210,62 | 223,0 | 263,6 |
5.3.59. В сосуд емкостью 10 литров при некоторой температуре по- местили 0,5 моль оксида азота(IV). К моменту наступления равновесия 80 % его разложилось на азот и кислород, Рассчи- тайте константу равновесия и определите, как изменилось давление в сосуде.
5.3.60. В слабокислом растворе пероксид водорода H2O2 и
|
|
|
2S2O32‾ + 2H+ → 2H2O + S4O62‾. В области pH от 4 до 6 скорость реакции не зависит от pH. При температуре 25 0С, pH
5 и начальных концентрациях C(H2O2) = 0,0368 моль/л и C(S2O32‾) = 0,0204 моль/л была обнаружена следующая зависимость концентрации тиосульфат-ионов от времени (см. табл. и рис.):
| t, мин | 16 | 36 | 43 | 52 |
| C (S2O32‾) = 1·103, моль/л | 10,3 | 5,18 | 4,16 | 3,13 |
| 1/C(S2O32‾), моль/л | 97,09 | 193,0 | 240,4 | 319,5 |
Определите: 1) порядок реакции; 2) константу скорости реак- ции; 3) количество тиосульфат-ионов, оставшихся в растворе через один час, если при сохранении прочих условий концен- трацию пероксида водорода увеличить в два раза.
300
200
100
0 1000 2000 3000
5.3.61. Вещество A смешивают с эквимолярным количеством веще- ства B. Через один час прореагировало 75% вещества A. а) Рассчитайте константу скорости реакции, полагая, порядок реакции равным 1) 0, 2) 1, 3) 2; б). Какая часть вещества A прореагирует за два часа, если порядок реакции равен 1) 0, 2) 1, 3) 2?
5.3.62. Константа равновесия диссоциации фтороводорода в водном растворе (25 0С)
HFр-р ⇄ H+р-р + F‾р-р, Ka = ([H+]·[F‾])/[HF] = 8·10‾4 моль/л.
Константа скорости элементарной реакции
H+р-р + F‾р-р → HFр-р, k = 1·1011 л/моль·с.
Полагая механизм реакции простейшим, вычислите константу
скорости диссоциации
|
5.3.63. Скорость реакции в растворе
30C2H5OH + B10H14 ⇄ 10B(OC2H5)3 + 22H2
описывается уравнением d(C2H5OH)/dt = k·[C2H5OH]·[B10H14].
Каков порядок этой реакции?
5.3.64. Кинетическое уравнение реакции в растворе
BrO3‾ + 5Br- + 6H+ = 3Br2 + 3H2O
имеет вид:
V = k·[BrO3‾]·[Br‾]·[H+].
Как изменится скорость реакции при увеличении pH раствора на единицу?
5.3.65. Реакция 2NO2 + F2 = 2NO2F, вероятно, осуществляется через стадии NO2 + NO2 = N2O4 (быстрая, равновесная) и N2O4 + F2= 2NO2F (медленная). Выведите уравнение скорости реакции.
5.3.66. Зависимость скорости реакции обмена [Co(NH3)5H2O]3+ + SO42‾ = [Co(NH3)5SO4]+ + H2O
от концентрации сульфат-ионов меньше, чем в первой степе- ни, и уменьшается с увеличением [SO42‾]. Даже при концен- трации сульфат-ионов 2,9 моль/л нет признаков достижения предельной скорости. Назовите возможную причину наблюда- емого явления.
5.3.67. Скорость растворения меди в аммиачном растворе Cu + 1/2O2 + 4NH3 + H2O = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH‾
описывается уравнением
V = k·[NH3]·p(O2)0,4
Как изменится скорость реакции при увеличении концентрации аммиака и давления в два раза?
5.3.68. При 1476 К константа равновесия реакции
C(т) + CO2(г) ⇄ 2CO(г)
имеет численное значение Kp = 1,67·103. а) Какова размер-
ность приведенной константы (в атмосферах)? б) Каковы чис- ленное значение константы Kc (концентрации измеряются в молярных единицах) и ее размерность?
5.3.69. Температурная зависимость константы скорости реакции раз- ложения некоторого вещества A → 2B + 1/2C характеризуется следующими экспериментальными данными:
| Т, К | 273 | 298 | 308 | 318 | 328 | 338 |
| (1/Т)·103 | 3,66 | 3,36 | 3,25 | 3,14 | 3,05 | 2,96 |
| k·105, c-1 | 0,0787 | 3,46 | 13,5 | 49,8 | 150 | 487 |
| lgk | -6,10 | -4,46 | -3,87 | -3,30 | -2,82 | -2,31 |
Вычислите, используя график в координатах «lgk – 1/T», энер- гию активации реакции.
-2 lgk
-3
-4
-5
-6 (1/T)x103
3.0 3.2 3.4 3.6
5.3.70. При какой концентрации воды омыление сложного эфира CH3COOC2H5 + H2O = CH3COOH + C2H5OH
является реакцией первого порядка?
Растворы
Важнейшие понятия. Растворение как физико-химический про- цесс. Изменение энтальпии и энтропии при растворении веществ. Сольватация. Сольваты. Особые свойства воды как растворителя. Гид- раты. Кристаллогидраты.
Растворимость веществ. Растворение твердых, жидких и газооб- разных веществ. Влияние температуры, давления и природы веществ на их взаимную растворимость.
Способы выражения состава растворов: массовая доля, моляр- ность, нормальность, моляльность, молярная доля.
Электролитическая диссоциация. Влияние природы вещества на его способность к электролитической диссоциации в водном растворе. Механизм диссоциации. Гидратация ионов в растворе. Основания и кислоты с точки зрения теории электролитической диссоциации. Ион гидроксония. Амфотерные гидроксиды. Кислотно-основной характер диссоциации гидроксидов в зависимости от положения элементов в периодической системе. Диссоциация средних, кислых и основных со- лей.
Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации электро- литов. Факторы, определяющие степень диссоциации. Основные пред- ставления теории сильных электролитов. Истинная и кажущаяся сте- пени диссоциации в растворах сильных электролитов. Концентрация ионов в растворе и активность. Равновесие в растворах слабых элек- тролитов. Константа диссоциации. Факторы, влияющие на величину константы диссоциации. Связь константы диссоциации со степенью диссоциации. Закон разбавления.
Диссоциация воды. Константа диссоциации. Ионное произведе- ние. Влияние температуры на диссоциацию воды. Водородный показа-
тель. Понятие о буферных растворах. Труднорастворимые электроли- ты. Равновесие между осадком и насыщенным раствором. Произведе- ние растворимости. Влияние одноименных ионов на растворимость веществ.
Обменные реакции между ионами в растворе. Общие условия протекания реакции обмена в растворах электролитов. Ионные урав- нения.
Гидролиз солей. Гидролиз солей по катиону и по аниону. Меха- низм гидролиза. Молекулярные и ионные уравнения гидролиза солей. Четыре типа солей в зависимости от гидролизуемости составляющих их ионов. Влияние природы, заряда и радиуса ионов на их гидролизу- емость. Степень гидролиза. Константа гидролиза. Влияние концентра- ции раствора, температуры, рН среды на степень гидролиза.
Гидролиз кислых солей. Гидролиз труднорастворимых солей. Совместный гидролиз солей. Полимеризация и поликонденсация про- дуктов гидролиза многозарядных ионов.
Условия подавления гидролиза. Общие принципы получения легкогидролизующихся солей, их очистки и сушки.
Вопросы
6.1.1. Часто раствор определяют как систему, состоящую из раство- рителя и растворенного вещества. В чем недостаток такого определения? Дайте определение понятия “растворитель” и “растворенное вещество”. Что такое сольватация (гидратация), сольваты (гидраты), кристаллогидраты? Что подвергается сольватации: молекулы, катионы, анионы? Приведите при- меры записи сольватов.
6.1.2. Что такое раствор? Какие типы взаимодействий между части- цами обусловливают растворение веществ? Рассмотрите рас- творение аммиака в воде, спирта в воде.
6.1.3. Что такое суспензии, эмульсии, коллоидные растворы? При- ведите примеры. Какая область химии изучает эти растворы? Почему их называют дисперсными системами, а истинные растворы относят к молекулярно-ионным растворам?
6.1.4. Какой растворитель является наиболее распространенным? Особенности воды как растворителя?
6.1.5. Растворение твердого вещества в жидкости является физико- химическим процессом. Назовите “физическую” и “химиче- скую” стадию растворения. Как изменяются DН, DS при рас- творении? Наиболее благоприятные соотношения термодина- мических функций для растворения?
6.1.6. Что называется растворимостью вещества? Способы выраже- ния растворимости (концентрации) вещества: молярность, мо- ляльность, нормальность, массовые и объемные доли, моль- ные доли вещества. Какой раствор называется ненасыщенным, насыщенным, пересыщенным? В каком из этих растворов си- стема находится в состоянии истинного химического равнове- сия? Чему равно значение изобарно-изотермического потен- циала в этих растворах?
6.1.7. Какие растворы называются разбавленными, концентрирован- ными? Есть ли разница в понятиях “насыщенный” и “концен- трированный”? Можно ли назвать насыщенные растворы хло- рида серебра, сульфата бария концентрированными?
6.1.8. Как влияют различные факторы (температура, давление, при- рода компонентов, посторонние вещества) на растворимость газов и твердых тел в жидкостях? Что такое высаливание и ка- кова причина данного явления?
6.1.9. Какие растворы называются идеальными? Какие свойства рас- творов называются коллигативными? Почему свойства рас- творов: осмотическое давление, понижение давления пара, по- вышение температуры кипения, понижение температуры за- мерзания относят к коллигативным? Запишите математиче- ское выражение этих свойств - законы Рауля и Вант-Гоффа. Моляльные константы повышения точки кипения (эбулиоско- пическая константа) и понижения точки замерзания (крио- скопическая константа) природой какого компонента раствора определяются? Как, используя перечисленные свойства, мож- но определить молярные массы растворенных веществ?
6.1.10. Какое явление называется осмосом? Приведите примеры, где это явление имеет место. Что называется осмотическим дав- лением?
6.1.11. Почему растворы кислот, щелочей и солей (электролиты) не подчиняются законам Рауля и Вант-Гоффа?
6.1.12. Что называется электролитами? В чем сущность теории элек- тролитической диссоциации? Каковы причины диссоциации веществ в воде и самой воды?
6.1.13. Чем объяснить, что раствор хлористого водорода в воде обла- дает кислыми свойствами, проводит электрический ток, а рас- твор хлористого водорода в бензоле этих свойств не имеет?
6.1.14. Что является проводниками электрического тока в растворах (и расплавах) электролитов? Что такое удельная, эквивалент- ная электропроводность? Как они зависят от концентрации?
6.1.15. Что такое степень диссоциации электролита, от каких факто- ров она зависит? Какой физический смысл имеет изотониче- ский коэффициент; как он связан со степенью диссоциации?
6.1.16. Какие электролиты называются сильными, слабыми? Равнове- сия в растворах слабых электролитов. Что называется кон- стантой диссоциации? Какая взаимосвязь существует между константой диссоциации, концентрацией и степенью диссо- циации (закон разбавления Оствальда)? Изменяется ли вели- чина константы диссоциации с разбавлением раствора, с из- менением температуры?
6.1.17. Ступенчатая диссоциация кислот и оснований. Запишите сту- пенчатые и общие константы диссоциации для ортофосфор- ной кислоты, гидроксида железа(III). Кислые и основные соли.
6.1.18. Теория сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Истинная и кажущаяся степень диссоциации сильных электролитов. При- чины ассоциации частиц в растворе. Понятие о коэффициенте активности, об активной (эффективной) концентрации. В ка- кой форме закон действующих масс применим к сильным электролитам?
6.1.19. Что такое ионная сила раствора, почему вводится это поня- тие? Как связаны коэффициент активности и ионная сила рас- твора?
6.1.20. Ионизация воды. Что называется ионным произведением во- ды? Чему равна величина ионного произведения воды при температуре 20-25С0? Что называется водородным показате- лем (рН), гидроксильным показателем (рОН)? Шкала рН. Как рассчитывается рН в растворах сильных кислот и щелочей; слабых кислот и оснований? Каковы границы применимости используемых соотношений?
6.1.21. Понятие об индикаторах. Какие вещества могут служить ин- дикаторами? Почему изменяется окраска индикаторов при из- менении реакции среды раствора?
6.1.22. Что такое кислоты и основания по Аррениусу, по Бренстеду- Лоури? Сопряженные пары кислота- основание. Электронная теория кислот и оснований Льюиса.
6.1.23. Многоосновные кислоты. Как отличаются их последователь- ные константы диссоциации?
6.1.24. Какие растворы называют буферными? Из каких двух глав- ных компонентов состоит типичный буферный раствор? Ка- ким образом буферный раствор сопротивляется попыткам из- менения его рН? Буферная емкость.
6.1.25. Условия практической необратимости хода реакций в раство-
рах электролитов?
6.1.26. Произведение растворимости (ПР) как характеристика раство- римости малорастворимых веществ. Почему понятие ПР нельзя применять к хорошо растворимым веществам? Какая связь существует между растворимостью и произведением растворимости?
6.1.27. Как влияют температура, рН, присутствие одноименных ионов на растворимость малорастворимых соединений? Условия об- разования и растворения осадков?
6.1.28. Что называется гидролизом? Причина гидролиза? Степень гидролиза. Как влияют основные характеристики ионов (за- ряд, радиус, строение электронной оболочки, поляризующая способность) на склонность к гидролизу? Как изменяется сте- пень гидролиза с разбавлением, с температурой?
6.1.29. Различные случаи гидролиза солей: катионный гидролиз – ка- тионы А-групп или В-групп подвергаются гидролизу в боль- шей степени? Анионный гидролиз-зависимость от природы аниона. Как можно подавить гидролиз?
6.1.30. Каково выражение для константы гидролиза и как оно связано с ионным произведением воды и константами диссоциации слабой кислоты и слабого основания? Выведите формулы для расчета констант гидролиза всех типов солей.
6.1.31. Почему при сливании водных растворов хлорида хрома (III) и сульфида натрия образуется осадок гидроксида хрома?
