Kwas fosfonowy o wzorze sumarycznym H3PO3 jest kwasem dwuprotonowym, którego wzór
można zapisać jako H2PHO3. Struktura cząsteczki tego kwasu jest następująca:
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Napisz równanie reakcji ostatniego etapu dysocjacji kwasu H2PHO3 w wodzie w ujęciu
teorii Brønsteda. Określ, jaką funkcję – kwasu czy zasady Brønsteda – pełni w tej reakcji
woda.
Reakcja tlenku siarki(IV) z tlenem przebiega zgodnie z równaniem:
2SO2 (g) + O2 (g) V2O5 2SO3 (g)
ΔH° = −98,98 kJ ∙ mol−1
Reakcję prowadzi się w temperaturze 650 K–850 K w obecności katalizatora. W tej
temperaturze wszystkie reagenty są gazami.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych
w nawiasie.
W warunkach izotermicznych wydajność reakcji tlenku siarki(IV) z tlenem (nie zależy / zależy) od ciśnienia panującego w reaktorze.
W warunkach izobarycznych podwyższenie temperatury, w której prowadzona jest reakcja tlenku siarki(IV) z tlenem, poskutkuje (spadkiem / wzrostem) wydajności reakcji tworzenia tlenku siarki(VI).
W warunkach izobarycznych podwyższenie temperatury, w której prowadzona jest reakcja tlenku siarki(IV) z tlenem, poskutkuje (spadkiem / wzrostem) szybkości reakcji tworzenia tlenku siarki(VI).
Przemysłowa produkcja kwasu azotowego(V) jest procesem kilkuetapowym. Pierwszym
etapem jest katalityczne utlenienie amoniaku tlenem z powietrza do tlenku azotu(II).
W drugim etapie otrzymany tlenek azotu(II) utlenia się do tlenku azotu(IV). Ta reakcja
przebiega zgodnie z poniższym równaniem:
2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)
Powstały tlenek azotu(IV) jest następnie wprowadzany do wody, w wyniku czego powstaje
roztwór kwasu azotowego(V) o stężeniu w zakresie 50%–60% (w procentach masowych).
Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł
nieorganiczny, Warszawa 2013.
Na poniższym wykresie przedstawiono zależność równowagowego stopnia przemiany NO
w NO2 od temperatury dla dwóch różnych wartości ciśnienia p1 i p2. Wydajność tworzenia NO2
jest tym większa, im większa jest wartość równowagowego stopnia przemiany.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Ciśnienie p1 jest (wyższe / niższe) od ciśnienia p2. Przemiana NO w NO2 to reakcja (endotermiczna / egzotermiczna), co oznacza, że wartość ΔH przemiany jest (dodatnia / ujemna).
Produkcja krzemu w skali przemysłowej polega na redukcji tlenku krzemu(IV) węglem w piecu
elektrycznym w temperaturze około 2300 K. Reakcja zachodzi zgodnie z równaniem:
SiO2 + 2C 2300 K Si + 2CO
Oblicz, ile kilogramów czystego krzemu można otrzymać z 1 tony piasku kwarcowego
zawierającego 85% masowych tlenku krzemu(IV), jeżeli wydajność procesu jest równa
70%. Przyjmij, że pozostałe składniki piasku nie zawierają krzemu.
W temperaturze 1000 K przeprowadzono reakcję opisaną równaniem:
CO(g) + H2O(g) ⇄ CO2 (g) + H2 (g)
Mieszaninę zawierającą 2,00 mole tlenku węgla(II) i 8,00 moli pary wodnej umieszczono
w reaktorze o stałej pojemności równej 1 dm3 i zainicjowano reakcję, przy czym utrzymywano
temperaturę 1000 K. Po ustaleniu się równowagi stwierdzono, że powstało 1,68 mola tlenku
węgla(IV).
Oblicz stężeniową stałą równowagi opisanej reakcji w temperaturze 1000 K.
Przemysłowa produkcja kwasu azotowego(V) jest procesem kilkuetapowym. Pierwszym
etapem jest katalityczne utlenienie amoniaku tlenem z powietrza do tlenku azotu(II).
W drugim etapie otrzymany tlenek azotu(II) utlenia się do tlenku azotu(IV). Ta reakcja
przebiega zgodnie z poniższym równaniem:
2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)
Powstały tlenek azotu(IV) jest następnie wprowadzany do wody, w wyniku czego powstaje
roztwór kwasu azotowego(V) o stężeniu w zakresie 50%–60% (w procentach masowych).
Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł
nieorganiczny, Warszawa 2013.
Napisz równanie opisanej reakcji tlenku azotu(IV) z wodą, której produktami są kwas
azotowy(V) i tlenek azotu(II). Napisz wzór reduktora i wzór utleniacza.
Sporządzono wodne roztwory siarczanu(IV) potasu i siarczanu(VI) potasu o takim samym
stężeniu molowym. Jeden z tych roztworów przelano do trzech probówek oznaczonych
numerem I, a drugi – do trzech probówek oznaczonych numerem II. Zadaniem uczniów było
zidentyfikowanie przygotowanych roztworów. Trzech uczniów poprawnie zaprojektowało
i wykonało doświadczenie, którego opis i wyniki przedstawiono w tabeli.
Opis doświadczenia
Obserwacje
uczeń 1.
Do probówki I i II dodałem kwas solny.
W probówce I nie zaobserwowałem zmian. W probówce II wydzielał się gaz o ostrym zapachu.
uczeń 2.
Do probówki I i II dodałem kilka kropli wodnego roztworu manganianu(VII) potasu.
W probówce I roztwór przyjął fioletowe zabarwienie. W probówce II powstał brunatny osad.
uczeń 3.
Do probówki I i II dodałem alkoholowy roztwór fenoloftaleiny.
W probówce I nie zaobserwowałem zmian. W probówce II roztwór zabarwił się na malinowo.
11.1. (0–1)
Uzupełnij opis procesu sformułowany przez ucznia 2. Wybierz i zaznacz jedno właściwe
określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
Manganian(VII) potasu (utlenia / redukuje) jony obecne w roztworze w probówce (I / II).
Jednym z produktów tej reakcji jest (tlenek manganu(II) / tlenek manganu(IV)).
11.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród
podanych w nawiasie.
W celu oddzielenia trudno rozpuszczalnego produktu reakcji od pozostałych składników
mieszaniny, która powstała w probówce II ucznia 2., należałoby zastosować
(destylację / odparowanie / sączenie).
Siarczan(VI) wapnia–woda (2/1) jest stosowany w zaprawie budowlanej, ponieważ ma
zdolność wiązania wody. W wyniku tego procesu powstaje siarczan(VI) wapnia–woda (1/2).
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie opisanej reakcji, oraz wybierz
spośród podanych i podkreśl nazwę procesu, którego podstawą jest ta reakcja.
Do zbiornika, z którego wypompowano powietrze, wprowadzono tlenek azotu(IV) o wzorze
NO2 i po zamknięciu utrzymywano temperaturę 25°C do momentu osiągnięcia przez układ
stanu równowagi opisanej poniższym równaniem:
2NO2 ⇄ N2O4
ΔH < 0
Zmiany stężenia obu reagentów przedstawiono na poniższym wykresie.
Na podstawie: J. McMurry, R. Fay, Chemistry, Upper Saddle River 2001.
Oblicz stężeniową stałą równowagi opisanej reakcji w temperaturze 25 °C oraz uzupełnij
zdanie – wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych w nawiasie.
Obliczenia:
Stężeniowa stała równowagi opisanej reakcji w temperaturze wyższej niż 25°C jest
(mniejsza niż / większa niż / taka sama jak) stężeniowa stała równowagi tej reakcji
w temperaturze 25°C.
Sporządzono wodne roztwory siarczanu(IV) potasu i siarczanu(VI) potasu o takim samym
stężeniu molowym. Jeden z tych roztworów przelano do trzech probówek oznaczonych
numerem I, a drugi – do trzech probówek oznaczonych numerem II. Zadaniem uczniów było
zidentyfikowanie przygotowanych roztworów. Trzech uczniów poprawnie zaprojektowało
i wykonało doświadczenie, którego opis i wyniki przedstawiono w tabeli.
Opis doświadczenia
Obserwacje
uczeń 1.
Do probówki I i II dodałem kwas solny.
W probówce I nie zaobserwowałem zmian. W probówce II wydzielał się gaz o ostrym zapachu.
uczeń 2.
Do probówki I i II dodałem kilka kropli wodnego roztworu manganianu(VII) potasu.
W probówce I roztwór przyjął fioletowe zabarwienie. W probówce II powstał brunatny osad.
uczeń 3.
Do probówki I i II dodałem alkoholowy roztwór fenoloftaleiny.
W probówce I nie zaobserwowałem zmian. W probówce II roztwór zabarwił się na malinowo.
Napisz w formie jonowej skróconej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub
pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania reakcji redukcji
i utleniania zachodzących w probówce II podczas procesu opisanego przez ucznia 2.
