Задача. Вычисление объема полученного газа, если известен объем исходного газа.

Пример:

Сколько литров оксида серы (IV) получено, если при сжигании серы затрачено 44,8 л кислорода?

Решение:

1. Объем газа пропорционален количеству вещества:
v = 22,4 л/моль • n,
где 22,4 – молярный объем, т.е. объем одного моля любого газа,
n – количество вещества (моль)

2. Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением – число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):
44,8 л x л
S + O₂ = SO₂
1 моль 1 моль

3. Составляем пропорцию:
44,8 л – x л
1 моль – 1 моль
Находим x:
x = 44,8 л • 1 моль / 1 моль = 44,8 л

Ответ: 44,8 л.

Билет № 7

1. Взаимосвязь между классами неорганических соединений: возможность получения одних веществ из других (примеры реакций).

Между классами неорганических соединений возможны взаимные превращения. Оснóвные оксиды (щелочных и щелочноземельных металлов) реагируют с водой, при этом получаются основания. Например, оксид кальция (негашеная, или жженая известь) реагирует с водой с образованием гидроксида кальция (гашеной извести):

CaO + H₂O = Ca(OH)₂

Нерастворимые основания не могут быть получены таким путем, но они разлагаются при нагревании с образованием основных оксидов. Например, при нагревании гидроксида меди (II) образуются оксид меди (II) и вода:

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

Большинство кислотных оксидов реагируют с водой с образованием кислот. Так, оксид серы (VI), или серный ангидрид, присоединяет воду с образованием серной кислоты:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

Слабые кислоты разлагаются при нагревании с выделением оксидов. Сернúстая кислота разлагается
на оксид серы (IV), или сернúстый газ, и воду:

H₂SO₃ = H₂O + SO₂↑

Соли могут быть получены как при взаимодействии оснований с кислотами (реакция нейтрализации):

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O (образовался сульфат натрия),

так и при взаимодействии щелочей с кислотными оксидами:

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O (образовался карбонат кальция)

или основных оксидов с кислотами:

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

Нерастворимые основания могут быть получены из растворов солей в результате реакции обмена:

CuSO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Cu(OH)↓

Кислоты можно получать из солей, вытесняя их более сильными (менее летучими) кислотами:

Na₂SiO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂SiO₃↓ (при избытке HCl в осадок выпадает нерастворимая кремниевая кислота)

NaNO₃ + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HNO₃↑ (при нагревании нитратов с серной кислотой, азотную кислоту как более летучую получают, охлаждая на выходе из сосуда)

Наконец, прокаливанием известняка получают оксид кальция (жженую известь) и углекислый газ:

CaCO₃ = CaO + CO₂↑

Генетическая связь между классами неорганических соединений может быть проиллюстрирована следующей схемой:

основные оксиды ↔ основания ↑↓ ↑↓ с о л и ↑↓ ↑↓ кислотные оксиды ↔ кислоты

Задача. Вычисление количества вещества (или объема) газа, необходимого для реакции с определенным количеством вещества (или объемом) другого газа.

Пример:2. Сколько литров кислорода необходимо для сгорания 89,6 литров водорода?

Решение:

1. Объем газа пропорционален количеству вещества:
v = 22,4 л/моль • n,
где 22,4 – молярный объем, т.е. объем одного моля любого газа,
n – количество вещества (моль)

2. Записываем над уравнением реакции имеющиеся данные, а под уравнением – число моль согласно уравнению (равно коэффициенту перед веществом):
89,6 л x л
2H₂ + O₂ = 2H₂O
2 моль 1 моль

3. Составляем пропорцию:
89,6 л – x л
2 моль – 1 моль
(или с пояснением:
для сгорания 89,6 л водорода требуется x л кислорода,
а для 2 моль – 1 моль)

4. Находим x:
x = 89,6 л • 1 моль / 2 моль = 44,8 л

Ответ: 44,8 л.

Билет № 8

1. Классификация химических реакций по различным признакам: числу и составу исходных и полученных веществ; выделению или поглощению энергии; изменению степени окисления химических элементов. Примеры реакций различных типов.

♦ По числу и составу исходных и полученных веществ химические реакции бывают:

1. Соединения – из двух или нескольких веществ образуется одно сложное вещество:
Fe + S = FeS
(при нагревании порошков железа и серы образуется сульфид железа)

2. Разложения – из одного сложного вещества образуется два или несколько веществ:
2H₂O = 2H₂ + O₂
(вода разлагается на водород и кислород при пропускании электрического тока)

3. Замещения – атомы простого вещества замещают один из элементов в сложном веществе:
Fe + CuCl₂ = Cu↓ + FeCl₂
(железо вытесняет медь из раствора хлорида меди (II))

4. Обмена– 2 сложных вещества обмениваются составными частями:
HCl + NaOH = NaCl + H₂O
(реакция нейтрализации – соляная кислота реагирует с гидроксидом натрия с образованием хлорида натрия и воды)

♦ Реакции, протекающие с выделением энергии (тепла), называются экзотермическими. К ним относятся реакции горения, например серы:

S + O₂ = SO₂ + Q
Образуется оксид серы (IV), выделение энергии обозначают + Q

Реакции, требующие затрат энергии, т.е. протекающие с поглощением энергии, называются эндотермическими. Эндотермической является реакция разложения воды под действием электрического тока:

2H₂O = 2H₂ + O₂ – Q

♦ Реакции, сопровождающиеся изменением степеней окисления элементов, т.е. переходом электронов, называются окислительно-восстановительными:

Fe⁰ + S⁰ = Fe⁺²S^-2

Противоположностью являются электронно-статичные реакции, часто их называют просто реакции, протекающие без изменения степени окисления. К ним относятся все реакции обмена:

H⁺¹Cl^-1 + Na⁺¹O^-2H⁺¹ = Na⁺¹Cl^-1 + H₂⁺¹O^-2

(Напомним, что степень окисления в веществах, состоящих из двух элементов, численно равна валентности, знак ставится перед цифрой)