Задание № 8

Железо массой 7г вытесняет из кислоты HCL 3,2 л Н₂, измеренного при t=39⁰С и Р=760 мм рт. ст. Какова валентность железа в этой реакции? Определите эквивалентные массы его оксида и гидроксида.

Решение.

Рассчитаем объем Н₂, приведенный к нормальным условиям.

По закону Гей-Люссака,

PV P₀V₀ PVT₀

—— = ——— , V₀ = ———

T T₀ TP₀

Р = Р₀ = 760 мм рт. ст. (101,3 кПа)

Т₀= 273⁰К

Т = (273 + 39) = 312⁰К

V= 3,2 л

3,2 * 273

V₀(Н₂) = ———— = 2,8 л

312

По закону эквивалентов:

m(Fe) M_э(Fe) 7*11,2

——— = ——— , М_э(Fe) = ——— = 28 г/моль

V⁰(H₂) V⁰_э(H₂) 2,8

М(Fe) 56

Валентность железа В(Fe) = ——— = —— = 2

М_э(Fe) 28

Оксид:

М(FeО) (56 + 16)

М_э(FeО) = ———— = ———— = 36 г/моль

2 2

Гидроксид:

М(Fe(ОН)₂) (56 + 34)

М_э(Fe(ОН)₂) = ————— = ———— = 45 г/моль

2 2

Ответ: B(Fe) = 2; Mэ(FeO) = 36 г/моль; Мэ(Fe(OH)₂)=45 г/моль.

Задание № 107

Реакция идет по уравнению:

2 NO_(г) + Cl_2(г) = 2 NOCl_(г)

Исходные концентрации веществ были: [NO] = 0,4 моль/л, [Cl] = 0,3 моль/л.

Как изменится скорость реакции, когда прореагирует 50% NO? От каких факторов зависит численное значение константы скорости реакции?

Решение

Согласно ЗДМ,

V_х.р.= k [NO]²[Cl₂]

При исходных концентрациях реагирующих веществ скорость реакции:

V=k0,4²* 0,3 = k * 0,048

Cогласно уравнению реакции, 2 мольNOвступают в реакцию с 1 мольCl₂. Следовательно, когда прореагирует 50% NO, ΔС (NO) = 0,4 * 0,5 = 0,2 моль/л, ΔС (Cl₂) = 0,15моль/л.

Концентрации веществ будут составлять:

[NO]^* = 0,4 – 0,2 = 0,2 моль/л

[Cl₂]^* = 0,3 – 0,15 = 0,15 моль/л

V^*= k 0,2 ²* 0,15 = k * 0,006

V k * 0,048

—— = ———— = 8

V^*k * 0,006

Ответ: скорость реакции уменьшится в 8 раз; численное значение константы скорости реакции зависит от природы реагирующих веществ, температуры и от присутствия катализатора.

Задание № 129

При состоянии равновесия в системе

N_2(г)+ 3 H_2(г)= 2 NH_3(г)

концентрации участвующих веществ равны: [N₂] = 3 моль/л, [H₂] = 9 моль/л, [NH₃] = 4 моль/л.

Определите константу равновесия (К_с) и исходные концентрации N₂и Н₂. В каком направлении сместится равновесие при уменьшении температуры, если реакция экзотермическая?

Решение

[NH₃]² 4²

К_с = ———— = —— = 7,3 * 10^-3

[N₂] [H₂]³ 3 * 9³

Согласно уравнению реакции, на образование 2 моль NH₃расходуется 1 моль N₂ и 3моль Н₂. По условию задачи, [NH₃] = 4моль/л, следовательно, ΔC (N₂) = 2 моль/л, ΔC (Н₂) = 6 моль/л. Исходные концентрации веществ были:

С(N₂) = ( 3 + 2) = 5 г/моль

С(H₂) = ( 9 + 6) = 15 г/моль

Ответ: К_с = 7,3 * 10^-3 ; С(N₂) = 5 г/моль; С(H₂) =15 г/моль; согласно принципу Ле-Шателье, понижение температуры смещает равновесие в сторону экзотермической реакции, т.е. в данном случае в сторону образования NH₃.

Задание № 157

Сколько литров 2,5%-го раствора NaOH (ρ = 1,03 г/см³) можно приготовить из 80 мл 35%-го раствора (ρ= 1,38 г/см³)?

Решение

n(NaOH)

W(2,5% р-ра NaOH) = ————

m(2,5% р-ра)

m(NaOH) = m(35% р-ра NaOH) * 0,35 = 80 * 1,38 * 0,35 = 38,64 г

m(2,5% р-ра) = m(35% р-ра) + m(H₂O) = 80 * 1,38 + m(H₂0) = 110,4 + m(H₂O)

38,64

0,025 = —————— -> m(H₂O)= 1435,2 г

110,4 + m(H₂O)

m(2,5% р-ра NaOH) = 110,4 +1435,2 = 1546,6 г

m 1546

V(2,5% р-ра NaOH) = —— = ———— = 1500,6 мл = 1,5 л

ρ 1,03

Ответ: V(2,5% р-ра NaOH) = 1,5 л.

Задание № 179

Определите концентрацию ионов ОН^-в растворе, в 1 л которого содержится 3,5 г NH₄OH. Запишите уравнение диссоциации и выражение для К_д. Как изменяются значения α и К_дпри увеличении концентрации раствора? Ответ обосновать.

Решение

Уравнение диссоциации NH₄OH:

NH₄OH = NH₄⁺ + OH^-

[NH₄⁺] [ OH^-]

К_д = —————— = 1,8·10^-5

[NH₄OH]

Поскольку NH₄OH является слабым электролитом,

С(ОН^-) =√ К_д С_м

М(NH₄OH) = 35г/моль

m 3,5

С_м= —— = —— = 0,1 моль/л

M * V 1* 35

С(ОН^-) =√( 0,1* 1,8 * 10^-5)= 1,34 * 10^-3 моль/л

Ответ: С(ОН^-) = 1,34 * 10^-3 моль/л; численное значение К_дзависит от природы электролита и температуры, следовательно, при увеличении концентрации раствора К_д не изменится.

Согласно закону разбавления Оствальда, при α << 1

α = √( К_д : С_м)

Следовательно, при увеличении концентрации раствора С_мчисленное значение α уменьшается.