1. Химическая реакция инициируется активными частицами реагентов, отличными от насыщенных молекул: радикалами, ионами, координационно ненасыщенными соединениями. Реакционная исходных веществ определяется наличием в их составе этих активных частиц.
Химия выделяет три основных фактора, влияющих на химическую реакцию:
температура; катализатор (если нужен); природа реагирующих веществ.Из них важнейшим является последний. Именно природа вещества определяет его образовывать те или иные активные частицы. А стимулы лишь осуществиться этому процессу.
2. Активные частицы находятся в термодинамическом равновесии с исходными насыщенными молекулами.
3. Активные частицы взаимодействуют с исходными молекулами по цепному механизму.
4. Взаимодействие между активной частицей и молекулой реагента происходит в три стадии: ассоциации, электронной изомеризации и диссоциации.
На первой стадии протекания химической реакции - стадии ассоциации активная частица присоединяется к насыщенной молекуле другого реагента с химических связей, которые слабее, чем ковалентные. Ассоциат может быть образован с ван-дер-ваальсовой, водородной, донорно-акцепторной и динамической связи.
На второй стадии протекания химической реакции - стадии электронной изомеризации происходит важнейший процесс - преобразование сильной ковалентной связи в исходной молекуле реагента в более слабую: водородную, донорно-акцепторную, динамическую, а то и ван-дер-ваальсовую.
5. Третья стадия взаимодействия между активной частицей и молекулой реагента - диссоциация изомеризованного ассоциата с образованием конечного продукта реакции - является лимитирующей и самой медленной стадией всего процесса.
Великая «хитрость» химической природы веществИменно эта стадия определяет общие энергетические затраты на весь трехстадийный процесс протекания химической реакции. И здесь заключена великая «хитрость» химической природы веществ. Самый энергозатратный процесс - разрыв ковалентной связи в реагенте - произошел легко и изящно, практически не заметно во времени по сравнению с третьей, лимитирующей стадией реакции. В нашем примере так легко и непринужденно связь в молекуле водорода с энергией 430 кДж/моль преобразовалась в ван-дер-ваальсовую с энергией в 20 кДж/моль. И все энергозатраты реакции свелись к разрыву этой слабой ван-дер-ваальсовой связи. Вот почему энергетические затраты, необходимые для разрыва ковалентной связи химическим путем, значительно меньше затрат на термическое разрушение этой связи.
Таким образом, теория элементарных взаимодействий наделяет строгим физическим смыслом понятие «энергия активации». Это энергия, необходимая для разрыва соответствующей химической связи в ассоциате, образование которого предшествует получению конечного продукта химической реакции.
6. Не зависимо от инициирования реакции (температура, катализатор, излучение, растворитель и т.п.) в основе протекания химической реакции лежит одно и то же явление: образование химически активных частиц.
Мы еще раз подчеркиваем единство химической природы вещества. Оно может вступить в реакцию лишь в одном случае: при появлении активной частицы. А температура, катализатор и другие факторы, при всем их физическом различии, играют одинаковую роль: инициатора.
ЧАСТЬ А.
1. Распределение электронов по энергетическим уровням в атоме кислорода.
А. 2ē, 6ē
*Так как кислород находится во втором периоде, он имеет 2 энергетических уровня. В тоже время кислород расположен в VIA группе, значит на внешнем энергетическом уровне у него находится 6 электронов.
2. Формула вещества с ковалентной полярной связью:
В. Н2О
*Ионная связь возникает между атомами металла и неметалла, из данных вариантов ионной связью обладают соединения CaO и NaCl.
Ковалентной полярной связи присуща связь между атомами двух неметаллов, ею обладает соединение H2O.
Ковалентная неполярная связь образуется в простых веществах, она характерна для соединения О2.
3. Ряд формул веществ, в котором степень окисления серы уменьшается:
В. SO2—S—H2S
*S(+4)O2—S(0)—H2S(-2)
4. Неметаллические свойства в ряду химических элементов O-S-Se-As:
В.Ослабевают
*Чем дальше от самого элекроотрицательного элемента - фтора, тем менее выражены неметаллические и окислительные свойства.
По периодической таблице Менделеева неметаллических свойства ослабевают сверху вниз, справа налево.
5. Сумма всех коэффициентов в уравнении реакции, схема которой H2S+O2 -> SO2 + H2O
В. 9
*2H2S + 3O2 -> 2SO2 + 2H2O
2+3+2+2=9
6. Уравнение реакции, в котором элемент сера является восстановителем:
Б. S +O2 -> SO2
*S(0) + O2(0) -> S(+4)O2(-2)
S(0)--(-4ē)-->S(+4) | 4 | ×1
- восстановитель(отдает электроны), процесс окисления
O2(0)--(+4ē)-->2O(-2)|4|×1
- окислитель(получает электроны), процесс восстановления.
7. Свойство, характерное для серы: В. Твердое вещество желтого цвета
8. Массовая доля кислорода наименьшая в соединении с формулой:
А. K2O
*Mr(K2O)=39×2+16=94
w(O)=(16/94)×100%=17%
Mr(H2O)=1×2+16=18
w(O)=(16/18)×100%=88.9%
Mr(Li2O)=7×2+16=30
w(O)=(16/30)×100%=53.3%
Mr(Na2O)=23×2+16=62
w(O)=(16/62)×100%=25.8%
9. Оксид серы(6) реагирует с веществом, формула которого:
Б. NaOH
*SO3 - оксид серы(6)
SO3 + 2NaOH -> Na2SO4 + H2O
Признаком прохождения реакции является образование малодиссоциирующего вещества - воды.
10. Сокращенное ионное уравнение реакции, соответствующее молекулярному H2SO4 + Zn = ZnSO4 +H2⬆️
В. 2H(+) + Zn = Zn(+2) + H2⬆️
*Полное ионное:
2H(+)+SO4(-2) + Zn -> Zn(+2)+SO4(-2) + H2⬆️
После сокращения сульфат-ионов получаем сокращенное ионное уравнение реакции.
ЧАСТЬ Б.
11. SO2—H2SO3—Na2SO3—MgSO3
*Молекулярное:
SO2 + H2O <-> H2SO3
Полное ионное:
SO2 + H2O <-> 2H(+)+SO3(-2)
Сокращенное ионное будет тем же, что полное.
Молекулярное:
H2SO3 + 2NaOH -> Na2SO3 + 2H2O
Полное ионное:
2Н(+)+SO3(-2) + 2Na(+)+2OH(-) -> 2Na(+)+SO3(-2) + 2H2O
Сокращенное ионное:
H(+) + OH(-) -> H2O
Молекулярное:
Na2SO3 + MgCl2 -> MgSO3⬇️ + 2NaCl
Полное ионное:
2Na(+)+SO3(-2) + Mg(+2)+2Cl(-) -> MgSO3⬇️ + 2Na(+)+2Cl(-)
Сокращенное ионное:
SO3(-2) + Mg(+2) -> MgSO3⬇️
12.
*Cu + 2H2SO4(конц) -> CuSO4 + SO2 + 2H2O
С расставленными степенями окисления:
Cu(0) + 2H2(+)S(+6)O4(-2) -> Cu(+2)S(+6)O4(-2) + S(+4)O2(-2) + 2H2(+)O(-2)
Cu(0)--(-2ē)-->Cu(+2)2 | ×1
- восстановитель(отдает электроны), процесс окисления
S(+6)--(+2ē)-->S(+4) | 2 | ×1
- окислитель(получает электроны), процесс восстановления.
13. Газометр служит для сбора и хранения газообразных веществ, таких как кислород и т.д., грубого измерения их объемов.
14. С какого катиона можно распознать сульфат-ион?
*Для распознавания сульфат-иона(SO4(-2)) можно использовать катион бария(Ba(+2)).
Например, имеется растворы сульфата натрия и хлорида бария. Запишем уравнение реакции между ними в молекулярном виде:
Na2SO4 + BaCl2 -> BaSO4⬇️ + 2NaCl
В полном ионном:
2Na(+)+SO4(-2) + Ba(+2)+2Cl(-) -> BaSO4⬇️ + 2Na(+)+2Cl(-)
В сокращенном ионном:
SO4(-2) + Ba(+2) -> BaSO4⬇️
15. Дано:
Q1=572 кДж
Q2=1144 кДж
V(H2)-?
1 Уравнение реакции:
2H2(г) + O2(г) -> 2Н2О(ж) + 572 кДж
2 По уравнению реакции видно, что из двух моль водорода образуется 572 кДж энергии. Необходимо найти количество, из которого образуется 1144 кДж.
Составим пропорцию:
2/x=572/1144
x=(2×1144)/572
x=4 моль
3 Теперь найдем объем водорода:
V=n×Vm
Vm=22.4 л/моль
V(H2)=4×22.4=89.6 л
ответ: 89.6 л
Дано:
SO3
ω(S) в SO3 = 0,341
Найти:
ω(SO3)-?
1). Возьмём 1000 г олеума и примем количества содержащихся в нём H2SO4 за х моль, а SO3 − за y моль.
2). Найдём общее количество серы в олеуме через ω(S):
n(S) = m(S)/M(S) = ω(S)·m(ол.)/M(S) = (0,341·1000)/32 = 10,66 моль.
3). Составим систему уравнений на основе двух равенств:
а) суммарного количества H2SO4 и SO3 в олеуме к общему количеству серы в нём;
б) выражения массы олеума через сумму масс образующих его веществ:
х + у = 10,66
98х + 80у = 1000
х = 10.66 – у
18у = 44,3
у = 2,46 моль.
4). Находим массовую долю оксида серы (VI) в олеуме:
ω(SО3) = у·М(SО3)/m(ол) = 2,46∙80/1000 · 100% = 19,7%.
ответ: 19,7%.