Задание 112

На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите G⁰₂₉₈реакции, протекающей по уравнению

CO₂ (г) + 4Н₂ (г) = СН₄ (г) + 2H₂O (ж)

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

Решение

Стандартные энергии Гиббса образования некоторых веществ

Для реакции

СО₂(г) + 4 Н₂(г) =CH₄(г) + 2 Н₂О(ж)

определяем изменение энергии Гиббса

= – 50,79 – 2 ∙ 237,19 + 394,38 – 4 ∙ 0 = – 130,79

< 0, т.е. энергия Гиббса уменьшается, что указывает на возможность самопроизвольного протекания прямой реакции при стандартных условиях.

Ответ: = – 130,89 кДж, реакция возможна при стандартных условиях

Задание 133

Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы С + H₂O (г)  СО + Н₂ . Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы смес­тить равновесие в сторону обратной реакции – образования водяных паров?

Решение

K_равн. = [CO] ∙ [H₂] / [H₂O]

Чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции необходимо увеличить давление иравновесие будет смещаться в сторону меньшего объема, т.е. в сторону образования паров воды.

Увеличение концентрации СО и Н₂приведет к смещению равновесия в сторону их расхода, т.е. в сторону обратной реакции – образования паров воды.

Задание 154

На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 см³раствора кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты.

Решение

Молярная масса КОН равна 39 + 16 + 1 = 56 г/моль

В 1,4 г КОН содержится 1,4 / 56 = 0,025 моль = 0,025 н.

На нейтрализацию КОН требуется 0,025 моль кислоты, или 0,025 грамм-эквивалента, поскольку щелочь одноосновная.

Далее составляем пропорцию:

Отсюда:

Ответ: 0,53 н.

Задание 175

Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆, зная, что этот раствор кипит при 100,26С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52°.

Решение

Температура кипения чистой воды 100⁰С. Повышение температуры кипения при добавлении глюкозы:

∆ Т = 100,26 – 100 = 0,26⁰С.

Молярная масса глюкозы:

М(С₆Н₁₂О₆)= 6 ∙ 12 + 12 ∙ 1 + 6 ∙ 16 = 180 г / моль

Эбулиоскопическая постоянная есть повышение температуры кипения одномольного водного раствора неэлектролита:

Отсюда получаем:

Концентрация раствора:

Ответ: 8,25%.

Задание 196

Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

a)Zn²⁺+H₂S=ZnS+ 2H⁺

б) НСО₃^–+ Н⁺= Н₂O+ СO₂

в) Ag⁺+ Сl^–= АgСl

Решение

a) Осаждение сульфида цинка при пропускании сероводорода через раствор цинковой соли серной кислоты

Zn²⁺+H₂S=ZnS+ 2H⁺

ZnSO₄ + H₂S = ZnS↓ + H₂SO₄

б) Обратимый гидролиз угольной кислоты

НСО₃^–+ Н⁺= Н₂O+ СO₂

Н₂СО₃= Н₂O+ СO₂

в) осаждение хлорида серебра в ходе реакции обмена

Ag⁺+ Сl^–= АgСl

AgNO₃+NaCl=AgCl↓ +NaNO₃

Задание 217

Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза соли, раствор которой имеет: а) щелочную реакцию; б) кислую реакцию.

Решение

а) Цианид калия КСN – соль слабой одноосновной кислоты НСN и сильного основания КОН. При растворении в воде молекулы КСN полностью диссоциируют на катионы К⁺и анионы СN^–. Катионы К⁺не могут связывать ионы ОН^–воды, так как КОН сильный электролит. Анионы же СN^–связывают ионы Н⁺воды, образуя молекулы слабого электролита НСN. Соль гидролизуется, как говорят, по аниону.

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

СN^– + НОН↔НСN + ОН^–

или в молекулярной форме: КСN + Н₂О = НСN + КОН

В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов ОН^–, поэтому раствор КСN имеет щелочную реакцию (рН > 7).

б) Сульфат цинка ZnSO₄– соль слабого двукислотного основания Zn(OH)₂и сильной кислоты Н₂SO₄. В этом случае катионы Zn²⁺связывают гидроксильные ионы воды, образуя катионы основной соли ZnOH⁺. Образование молекул Zn(OH)₂не происходит, так как ионы ZnOH⁺диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)₂. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону.

Ионно-молекулярное уравнение гидролиза:

Zn²⁺+ НОН↔ ZnOH⁺+ H⁺

или в молекулярной форме:

2ZnSO₄+ 2Н₂О = (ZnOH)₂SO₄+ Н₂SO₄

В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор ZnSO4 имеет кислую реакцию (рН < 7).