Завдання 2 Хімічна рівновага. Зміщення рівноваги.

ЗАДАЧІ

2.1 В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги системи

2Н₂ + S_2пара 2H₂S,

якщо: а) збільшити концентрацію водню; б) понизити концентрацію сірководню?

2.2 В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги системи

3Fe + 4Н₂О_пара Fe₃O₄ + 4Н₂,

якщо: а) збільшити концентрацію водню; б) понизити концентрацію водяної пари?

2.3 В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги при збільшенні температури систем:

а) СОСl₂ СО + Сl₂; ΔН = 113 кДж;

б) 2СО СО₂ + С; ΔН = – 171 кДж;

в) 2SO₃ 2SO₂ + О₂; ΔН = 192 кДж.

2.4 .В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги при збільшенні тиску в системах:

a) 2NO + O₂ 2NO₂;

б) 4HCl + O₂ 2H₂O + 2Cl₂;

в) 2H₂ + S_{2 тв} 2 H₂S.

2.5 В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги системи

N₃ + 3Н₂ 2NH₃; ΔН = – 92 кДж

при пониженні температури? Як пояснити те, що на практиці синтез аміаку проводять за підвищеної температури (не нижче 400-500°С)?

2.6 Розставте стехіометричні коефіцієнти в рівняннях реакції та визначте, в якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги системи при зміні основних параметрів хіміко-технологічного процесу (ХТП):

1 Cu + H₂SO_4(розв) CuSO₄ +SO₂ +H₂O;

2 Н₃РО₂ + Zn + HCl РН₃ + ZnCl₂+Н₂O;

3 Na₂SO₃ + H₂SO₄ Na₂SO₄ + SO₂ +H₂O;

4 Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂SO₄ Na₂SO₄ + MnSO₄ + K₂SO₄ +H₂O;

5 H₂SO₃ + Cl₂ + H₂O H₂SO₄ + HCl;

6 CaCO₃ + SO₂ + O₂ CaSO₄ + CO₂;

7 NH₃ + СuО Cu + N₂ + Н₂О;

8 Na₂SO₃ Na₂S + Na₂SO₄;

9 NH₂ОН N₂ + NH₃+ Н₂О;

10 Zn + H₂SO₄ ZnSO₄ +S+H₂O;

11 NO + KMnO₄ + H₂SO₄ HNO₃ + MnSO₄ + KHSO₄ + H₂O;

12 Zn + H₂SO₄ ZnSO₄ + H₂S+H₂O;

13 NO + HClO₃ + H₂O HNO₃ + HCl;

14 H₂SO₄ + Zn ZnSO₄ + H₂;

15 NO + H₂SO₃ + H₂O NH₂OH + H₂SO₄;

16 HI +H₂SO₄ I₂ +H₂S +H₂O;

17 Cu + H₂SO_4(розв) CuSO₄ +SO₂ +H₂O;

18 C+ H₂SO₄ CO₂ + SO₂ +H₂O;

19 Р + HNO_3(конц) Н₃РО₄+NО₂+Н₂О;

20MnO₂ +FeSO₄ MnSO₄ +Fe₂O₃ +O₂.

Завдання 3 Окисно-відновні процеси. Окисно-відновна подвійність. Реакції диспропорціонування

Приклад 1. При випалюванні ZnS, що перебігає з утворенням ZnO і SO₂, змінився ступінь окиснення S^2- і кисню за схемами:

2ZnS + ЗО₂ = 2ZnO + 3SO₂.

Приклад 2. У деяких випадках хімічний реагент являє собою сполуку двох відновників. Так, при випалюванні піриту

FeS₂ + O₂ Fe₂O₃ + SO₂

відбувається окиснення феруму

Fe²⁺ - e^- = Fe³⁺

і сірки

2S^-1 - 10е^- = 2S⁺⁴.

При складанні електронних схем окисно-відновних реакцій в таких випадках доцільно враховувати сумарну кількість електронів, які втрачає молекула відновника. Виходячи з того, що молекула FeS₂ втрачає в цілому 11 електронів, а молекула кисню приймає 4 електрони, неважко обчислити, що для окислення чотирьох молекул FeS₂ необхідно затратити 11 молекул О₂. Кінцеве рівняння реакції:

4FeS₂ + 11О₂ = 2Fe₂О₃ + 8SО₂.

Приклад 3. При окисненні H₂S хлорною водою утворюється сульфатна і хлоридна кислоти:

H₂S + Cl₂ + Н₂О = H₂SO₄ + НCl

Зміна ступеня окиснення зазнають іони S^2- і молекули хлору

Для того, щоб число електронів, які втрачає відновник S^2-, стало рівним числу електронів. які переходять до окисника Сl₂, необхідно друге рівняння помножити на 4. Після додавання обох рівнянь отримаємо електронну схему реакції:

S^2- + 4Сl₂ = S⁺⁶ + 8Сl^-,

з якої видно, що для окиснення однієї молекули H₂S витрачається 4 молекули хлору, в результаті чого утворюється одна молекула H₂SO₄ і вісім молекул HCl. Останнім ставиться коефіцієнт, що вказує на число молекул води. Загальне рівняння реакції має вигляд:

H₂S + 4Cl₂ + 4H₂O H₂SО₄ + 8HCl.

Приклад 4. При окисненні дихроматом калію сульфату феруму (ІІ) у сульфатнокислому середовищі утворюються сульфати феруму (ІІІ), хрому і калію:

FeSO₄ + К₂Сr₂O₇ + H₂SO₄ Fe₂(SO₄)₃ + Сr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + H₂O.

Зміну ступеней окиснення зазнають ферум Fe²⁺ і хром Сr⁺⁶. З електронної схеми реакції, розрахунок якої доцільно проводити на 2 атоми хрому (за числом атомів у молекулі К₂Сr₂О₇):

,

оскільки, одна молекула К₂Сr₂О₇ здатна окиснити шість молекул FeSO₄, а продуктами реакції є три молекули Fe₂(SO₄)₃ та по одній молекулі Cr₂(SO₄)₃ і K₂SO₄. Для того, щоб урівняти число іонів SO^2-₄ в правій і лівій частинах рівняння, необхідною є участь в реакції семи молекул H₂SO₄, після чого ставиться коефіцієнт, що показує число молекул води. Кінцеве рівняння реакції має вигляд:

6FeSO₄ + K₂Cr₂О₇ + 7H₂SO₄ = 3Fe₂(SO₄)₃ + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ +7H₂O.

ЗАДАЧІ

Для наведених нижче рівнянь реакцій складіть електронні схеми і закінчить ці рівняння, вкажіть роль водню пероксиду або подібної йому сполуки:

3.1 SO₂ + Br₂ + H₂O = H₂SO₄ + ...

KNO₂ + FeSO₄ + H₂SO₄ = ...

NO₂ + H₂O = HNO₂ + HNO₃

3.2 FeSO₄ + Br₂ + H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + ...

K₂MnO₄ + KNO₂ + H₂SO₄ = ...

NO₂ + H₂O = HNO₃ + NO

3.3 Fe(OH)₂ + Br₂ + KOH = Fe(OH)₃ + ...

NaI + NaNO₂ + H₂SO₄ = ...

KClO₃ = KClO₄ + KCl

3.4 S + Cl₂ + H₂O = H₂SO₄ + ...

HI + HNO₂ = ...

Ca(OH)₂ + NO₂ = …

3.5 H₂S + Cl₂ + H₂O = H₂SO₄ + ...

NaNO₂ + Cl₂ + NaОH = ...

P + KOH + H₂O = KH₂PO₂ + PH₃

3.6 NH₃ + O₂ = NO + ...

HNO₂ + H₂S = S + ...

P + H₂O = H₃PO₃ + PH₃

3.7 S + HNO₃ = H₂SО₄ + ...

NH₂OH + Fe₂(SO₄)₃ = N₂O + ...

K₂MnO₇ + H₂SO₄ = KMnO₄ + MnO₂ + ...

3.8 P + HNO₃ = H₃PO₄ + ...

NH₂OH + Fe(OH)₂ = NH₃ + ...

K₂SO₃ = K₂SO₄ + K₂S

3.9 C + HNO₃ = CO₂ + ...

NH₂OH + HClO = N₂ + …

NaNO₃ = NaNO₂ + ...

3.10 H₂S + HNO₃ = H₂SO₄ + ...

N₂H₄ + NaOH + Zn = NH₃ + ...

Pb(NO₃)₂ = PbO + NO₂ + …

3.11 Hg + HNO₃ = Hg(NО₃)₂ + ...

N₂H₄ + AgOH = N₂ + Ag + …

AgNO₃ = Ag + NO₂ + …

3.12 Ag + HNO₃ = AgNO₃ + ...

H₂O₂ + KMnO₄ + H₂SO₄ = …

(NH₄)₂Cr₂О₇ = N₂ + ...

3.13 FeSO₄ + HNO₃ + H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + ...

H₂O₂ + AgOH = Ag + …

KClO₄ = KCl + …

3.14 Sn + HNO₃ = H₂SnO₃ + ...

H₂O₂ + H₂S = H₂SO₄ + …

S + KOH = K₂SO₃ + …

3.15 C + H₂SO₄ = CO₂ + ...

H₂O₂ + HClO = HCl

N₂H₄ = N₂ + NH₃

3.16 S + H₂SO₄ = SO₂ + ...

I₂ + H₂O₂ = HIO₃ + …

NH₄NO₃ = N₂O + ...

3.17 H₂S + H₂SO₄ = S + ...

KI + H₂O₂ = I₂ + …

NH₄NO₂ = N₂ + ...

3.18 Cu + H₂SO₄ = CuSO₄ + ...

FeS₂ + HCl + HNO₃ = FeCl₃ + H₂SO₄ + NO + H₂O

HNO₂ = HNO₃ + NO + H₂O

3.19 Ag + H₂SO₄ = Ag₂SO₄ + ...

FeSO₄ + H₂O₂ + H₂SO₄ = …

P₄O₆ + H₂O = PH₃ + H₃PO₄