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)