Задачи для самостоятельного решения.

9 класс

9-1.
При сливании двух неизвестных растворов получен раствор, содержащий только ионы Na+ и Cl-. Подберите примеры пяти пар исходных веществ, необходимых для получения такого раствора. Запишите уравнения реакций в ионной и молекулярной форме.

9-2.
Напишите уравнения реакций, необходимых для осуществления следующих превращений:
CuSO4 → Cu → CuSO4 → ? → CuCl2 → Cu(NO3)2 → CuO

9-3.
Оксид одновалентного металла массой 24,8 г растворили в 175,2 г воды. Найдите массовую долю растворённого вещества в полученном растворе, если в оксиде массовая доля кислорода составляет 25,8%.

9-4.
В двух перечнях приведены переводы названий известных химических элементов. Если вы поймёте принцип, по которому элементы объединяются в этих перечнях, то не только обогатите знания, но и легко заполните пропуски:
а) “рождающий селитру” – “…..” – “жёлтый пигмент” – “не единственный”;
б) “разрушающий” – “зеленоватый” – “зловонный” – “…..” – “неустойчивый”.
Напишите химические знаки каждого элемента и их названия.

9-5.
Вещество, полученное при сжигании 24,00 г кальция в кислороде, растворили в 164,25 г раствора соляной кислоты, содержащего 20% хлороводорода. Раствор выпарили и прокалили. Определите состав и массу сухого остатка.
 

10 класс   

10-1.
Приведите максимальное число (не менее 8) различающихся реакций, в результате которых образуется хлорид магния.

10-2.
Приведите формулы веществ, применяющихся в быту и технике, по их тривиальным названиям: нашатырь, купоросное масло, каустическая сода, ляпис, медный купорос, гашёная известь, железный купорос, бертолетова соль, питьевая сода, аммиачная селитра.

10-3.
При пропускании избытка сероводорода через раствор, содержащий 0,80 г некоторой соли серной кислоты, выпало 0,48 г осадка. Определите, соль какого металла содержалась в исходном растворе.

10-4.
На весах уравновешены стаканы, содержащие по 50 г концентрированных серной и азотной кислот. В стакан с раствором серной кислоты всыпали 2 г медных опилок. Какую массу медных опилок необходимо добавить во второй стакан, чтобы восстановить равновесие весов?

10-5.
В 100 г раствора, содержащего хлороводородную и азотную кислоты, можно растворить не более 24,0 г оксида меди(II). Если раствор после добавления всего оксида меди(II) упарить, а сухой остаток прокалить, то масса его составит 29,5 г. Напишите уравнения реакций и определите количества веществ кислот в исходном растворе.
 

11 класс   

11-1.
Массовая доля хлора в хлориде некоторого элемента составляет 44,73%. Какова массовая доля йода в иодиде того же элемента? Напишите формулы соединений.

11-2.
В повседневной жизни, в быту вы постоянно наблюдаете химические процессы. Поясните, где могут происходить химические реакции, уравнения которых приведены ниже:
1) 6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5
2) S + O2 → SO2
3) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
4) NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2
5) C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH
6) C17H35COONa + H2O → C17H35COOH + NaOH
7) H2O + CO2 → H+ + HCO3-

11-3.
Медную пластину массой 100 г опустили в раствор нитрата ртути(II). Через некоторое время её масса увеличилась на 30 г. После этого пластину прокалили в инертной атмосфере до тех пор, пока она не приобрела начальный вид. Какова при этом стала масса пластинки?

11-4.
За световой день лист свеклы площадью 1 дм2 может поглотить 44,8 мл оксида углерода (н.у.). Какая максимальная масса глюкозы может образоваться в процессе фотосинтеза?

11-5.
Исходя из углерода и любых неорганических реактивов приведите схемы получения:
а) 1,2-дихлорэтана;
б) 1,1-дихлорэтана.
Запишите уравнения реакций и укажите условия их протекания.
 

Химическая кинетика и катализ. Химическое равновесие. Задачи для самостоятельного решения

1. В загрязненном воздухе содержится примесь CO, которая образуется при неполном сгорании твердого топлива и при работе двигателей внутреннего сгорания. Монооксид углерода медленно окисляется кислородом воздуха до диоксида углерода. При определенных условиях скорость такой реакции составляет 0,05 моль / (л . с), а концентрация CO2 становится равной 0,2 моль/л. Рассчитайте концентрацию CO2 через 10 с после указанного момента.

2. Один из важных видов сырья для органического синтеза – “водяной газ”, смесь водорода и монооксида углерода, которая получается при пропускании водяного пара через башни, нааполненные раскаленным углем. Водяной газ служит для получения метанола, формальдегида и других химических продуктов. Рассчитайте значение константы скорости реакции получения водяного газа, если при концентрации H2O, равной 0,03 моль/л, скорость реакции составляет 6,1 . 10–5 моль / (л . с).

3. Атмосферные загрязнения постепенно уничтожают защитный озоновый слой Земли. В реакциях разложения озона участвуют многие газы, но прежде всего оксиды азота. Взаимодействие монооксида азота с озоном приводит к образованию дикислорода и диоксида азота. Рассчитайте скорость этой реакции, если через 25 с после начала реакции молярная концентрация озона была 0,8 моль/л, а через 55 с (от начала реакции) стала равна 0,02 моль/л.

4. На больших высотах солнечное излучение вызывает диссоциацию молекул кислорода на атомы. Столкновение атомов кислорода и молекул дикислорода приводит к образованию озона, слой которого защищает Землю от коротковолнового излучения Солнца, смертельно опасного для живых организмов. Определите скорость этой реакции, если через 1 мин после ее начала концентрация озона была равна 0,024 моль/л, а через 2 мин после этого момента – 0,064 моль/л.

5. Причиной образования опасного для здоровья тумана – “смога” – считают большое количество выхлопных газов автомобилей при высокой влажности воздуха. Помимо озона, в смоге присутствует ядовитый диоксид азота, который получается по реакции монооксида азота с атомарным кислородом. Рассчитайте скорость этой реакции, если через 5 минут после ее начала концентрация диоксида азота стала равна 0,05 моль / л, а через 20 минут – 0,08 моль / л.

Химическая кинетика и катализ. Химическое равновесие.
Примеры решения типовых задач

Задача 1. Атмосферные загрязнения постепенно уничтожают защитный озоновый слой Земли. Озоновому слою угрожают поступающие в атмосферу фторированные и хлорированные углеводороды – фреоны, например, CCl₃F, CCl₂F₂, CClF₃. Они химически стабильны в нижних слоях атмосферы, но в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца разрушаются, выделяя атомный хлор, после чего начинают протекать реакции взаимодействия атомного хлора с озоном. Рассчитайте скорость такой реакции с образованием кислорода и монооксида хлора, если через 15 с после начала реакции молярная концентрация озона была 0,3 моль/л, а через 35 с (от начала реакции) стала равна 0,15 моль/л.

Решение. Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

^. Cl + O₃ = ^. ClO + O₂

c₁(O₃) = 0,3 моль/л; t₁ = 15 c; c₂(O₃) = 0,15 моль/л; t₂ = 35 c

v = ?

Скорость реакции определяется как изменение концентрации участвующего в ней вещества, отнесенной к промежутку времени, за который произошло это изменение, а именно:

v = {c₁(O₃) – c₂(O₃)} / (t₂ – t₁) = (0,30 – 0,15) : (35 – 15) [(моль/л):c] = 0,0075 моль/(л ^. с)

Ответ. 0,0075 моль / (л ^. с).

Задача 2. Диоксид серы – самый распространенный загрязнитель воздуха. Он опасен для здоровья людей, особенно тех, кто страдает заболеваниями дыхательных путей. Диоксид серы снижает продуктивность сельскохозяйственных культур, замедляет рост леса, пагубно действует на строительные материалы, содержащие карбонат кальция. В атмосфере диоксид серы окисляется до триоксида серы; при этом роль катализатора играет находящаяся в воздухе пыль оксидов металлов. Капли влаги превращают SO₃ в серную кислоту, которая вместе с атмосферными осадками выпадает в виде “кислотных дождей”. Рассчитайте значение константы скорости реакции диоксида серы с атомным кислородом, если при концентрациях SO₂ и [O], равных соответственно 0,25 моль/л и 0,6 моль/л, скорость реакции равна 0,003 моль / (л ^. с).

Решение. Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

^. O + SO₂ = SO₃

c(SO₂) = 0,25 моль/л; c(O) = 0,6 моль/л; v = 0,003 моль / (л ^. с)

k = ?

Скорость реакции определяется как произведение константы скорости и концентраций реагентов в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции:

v = k ^. c(SO₂) ^. c(O). Отсюда: k = v / {c (SO₂) ^. c(O)} =

= 0,003 / (0,25 ^. 0,6) [л / (моль ^. с)] = 0,02 л / (моль ^. с)

Ответ. Константа скорости реакции равна 0,02 л / (моль ^. с)

Задача 3. Важнейшие источники восполнения запаса кислорода в атмосфере – это диоксид углерода и вода. Часть кислорода образуется в стратосфере в результате диссоциации газообразной воды под действием солнечного излучения, когда сначала из воды получаются атомный водород и гидроксильные радикалы ( ^. ОН), а затем при взаимодействии двух гидроксильных радикалов образуются атомный водород и молекулярный кислород. В сколько раз увеличится скорость второй реакции, если концентрация гидроксильных радикалов возрастет в 3 раза?

Решение. Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

2 ( ^. OH) = 2 ( ^. H) + O₂

c₂(OH) = 3 c₁(OH);

v₂ : v₁ = ?

Скорость реакции определяется как произведение константы скорости и концентраций реагентов в квадрате (соответственно стехиометрическому коэффициенту при ^. OH). Отношение скоростей реакции в первом и втором случае:

v₂ : v₁ = {k ^. c₂²(OH)} / {k ^. c₁²(OH)} = 32 ^. c₁²(OH) : c₁²(OH) = 9 : 1

Ответ. При увеличении концентрации реагента в 3 раза скорость реакции возросла в 9 раз.