DWMED

Reakcja syntezy amoniaku przebiega zgodnie z równaniem:

N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇄ _2NH3 (g)

W tabeli przedstawiono wartości stałej równowagi reakcji syntezy amoniaku dla różnych wartości temperatury.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.

W mieszaninie wodoru i azotu, użytej do syntezy amoniaku, objętość wodoru była trzy razy większa niż objętość azotu. Wydajność tej reakcji przeprowadzonej w temperaturze 𝑇 i pod ciśnieniem 𝑝 jest równa 93 %.

Oblicz, jaki procent objętości mieszaniny poreakcyjnej stanowi objętość amoniaku.

Do reaktora o stałej pojemności wprowadzono próbkę gazowego związku A i zainicjowano reakcję:

A (g) ⇄ 2B (g)

W czasie trwania reakcji mierzono stężenie związku A. Zależność zmian stężenia związku A od czasu przedstawiono na wykresie.

Na podstawie podanych informacji narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia związku B od czasu trwania reakcji.

W celu zbadania zawartości węglanu sodu w mieszaninie Na₂CO₃ i Na₂SO₄ próbkę tej mieszaniny o masie 12,5 g rozpuszczono w wodzie i dodano 150 cm³ kwasu solnego o stężeniu c = 1,75 mol · dm⁻³. Reakcja węglanu sodu z kwasem solnym przebiega zgodnie z równaniem:

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O

Otrzymany roztwór ogrzano w celu całkowitego usunięcia wydzielającego się tlenku węgla(IV). Do ostudzonego roztworu dodawano w obecności wskaźnika wodny roztwór wodorotlenku sodu, aby zobojętnić nadmiar kwasu solnego. Na zobojętnienie zużyto 42,0 cm³ roztworu NaOH o stężeniu c = 1,75 mol · dm⁻³.

Na podstawie obliczeń ustal stosunek masy Na₂CO₃ do masy Na₂SO₄ w badanej próbce.

W celu potwierdzenia zasadowego charakteru tlenku baru przeprowadzono doświadczenie. Do probówki zawierającej pewien odczynnik z dodatkiem czerwieni fenolowej dodano nadmiar stałego tlenku baru. Zawartość probówki dokładnie wymieszano. Zaobserwowano, że tlenek baru roztworzył się całkowicie, a klarowny roztwór w probówce zmienił zabarwienie.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.

a) Uzupełnij schemat doświadczenia. Zaznacz wzór odczynnika wybranego spośród podanych.

Beryl jest metalem, który reaguje z kwasami oraz z mocnymi zasadami w stężonych roztworach. Na schemacie przedstawiono przebieg reakcji berylu z kwasem i z zasadą.

W obu przemianach powstaje ten sam gaz.

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji berylu:

Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższych schematach, a wygląd zawartości probówek po zakończeniu doświadczenia pokazano na zdjęciach.

Wpisz do schematów wzory odpowiednich drobin tak, aby powstały równania reakcji decydujących o odczynie wodnego roztworu: 

W temperaturze 20 °C rozpuszczalność heksahydratu azotanu(V) niklu(II) wynosi 94,0 g w 100 g wody.

Na podstawie: Merck KGaA, Tabela rozpuszczalności […], 2025 (sigmaaldrich.com).

Oblicz, ile gramów wody należy dodać do 100 g nasyconego w temperaturze 20 °C wodnego roztworu azotanu(V) niklu(II), aby uzyskać roztwór o stężeniu procentowym równym 25,0 %. Wynik zaokrąglij do jedności. Przyjmij, że wartości mas molowych wynoszą:

Tioacetamid w roztworze wodnym ulega hydrolizie z wydzieleniem siarkowodoru, więc jest stosowany do identyfikacji kationów metali, które tworzą trudnorozpuszczalne siarczki. Reakcję hydrolizy tioacetamidu opisuje równanie:

Minimalne stężenie kationów, przy którym zaczyna się strącać siarczek danego metalu, zależy od jego iloczynu rozpuszczalności oraz od pH roztworu. Wykres przedstawia zależność logarytmu z najmniejszego stężenia kationów Ni²⁺ (log 𝑐), przy którym następuje strącanie jego siarczku (NiS), od pH roztworu.

Na podstawie: J. Grau, M. Akine, J. Am. Ceram. Soc., 79 (1996) 1073, oraz J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 2012.

Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie. W pierwszym etapie, w zlewkach A i B, przygotowano oddzielnie dwa roztwory:

– do zlewki A, w której znajdował się kwas solny, w temperaturze 𝑇 dodano pewną ilość tioacetamidu – po ustaleniu się stanu równowagi uzyskano 100 cm³ roztworu, którego pH było równe 2.

– do zlewki B, w której znajdował się kwas solny, w temperaturze 𝑇 dodano próbkę NiCl₂ ∙ 6H₂O o nieznanej masie i otrzymano 100 cm³ roztworu o pH równym 1,27.

W drugim etapie doświadczenia zmieszano zawartości obu zlewek i zaobserwowano, że w otrzymanej mieszaninie, której objętość była równa 200 cm³, strącił się osad.

Oblicz minimalną masę NiCl₂ ∙ 6H₂O wyrażoną w miligramach, jakiej należało użyć do przygotowania roztworu w zlewce B. Wynik zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku. Przyjmij, że obecność słabego kwasu nie wpływa na pH roztworu oraz, że 𝑴𝐍𝐢𝐂𝐥_𝟐 · 𝟔𝐇_𝟐𝐎 = 𝟐𝟑𝟕,𝟕 𝐠·𝐦𝐨𝐥^–𝟏.

Wykonano doświadczenie. W probówce umieszczono 3 cm³ wodnego roztworu azotanu(V) srebra(I) o stężeniu 0,1 mol⋅dm⁻³. Następnie przygotowano trzy odczynniki:

A – wodny roztwór chlorku potasu o stężeniu 0,1 mol⋅dm⁻³

B – wodny roztwór bromku potasu o stężeniu 0,1 mol⋅dm⁻³

C – wodny roztwór jodku potasu o stężeniu 0,1 mol⋅dm⁻³.

Wybierz odczynnik, którego dodanie do roztworu azotanu(V) srebra(I) w ilości stechiometrycznej spowoduje, że stężenie jonów Ag⁺ w roztworze po reakcji będzie najmniejsze. Napisz oznaczenie literowe A, B albo C tego odczynnika. Uzasadnij wybór.

Płytkę wykonaną z metalu X włożono do roztworu soli innego metalu – Q. Przez pewien czas obserwowano ten układ, ale nie zauważono w nim żadnych zmian, po czym wykonano zdjęcie pokazane poniżej.

a) Na podstawie wyników doświadczenia rozstrzygnij, który z metali – X czy Q – ma wyższy potencjał redukcji. Uzasadnij wybór.

Do 300 cm³ kwasu solnego o stężeniu 0,750 mol·dm^–3 wprowadzono mieszaninę opiłków miedzi i cynku o masie 5,00 g. Przebiegła wtedy reakcja opisana równaniem:

Me + 2H₃O⁺ → Me²⁺ + H₂ + 2H₂O

Otrzymany roztwór rozcieńczono wodą do objętości 500 cm³ i stwierdzono, że stężenie jonów H⁺ było w nim równe 0,300 mol·dm^–3.

Oblicz, ile gramów miedzi znajdowało się w opisanej próbce mieszaniny opiłków metali. Wynik zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku.

W wysokiej temperaturze metan ulega rozkładowi na pierwiastki zgodnie z równaniem:

CH₄ (g) ⇄ C (s) + 2H₂ (g)

Miarą wydajności tej reakcji jest równowagowy stopień przemiany metanu 𝒙 opisany wzorem:

W tym wzorze 𝒏_𝟎[CH₄] oznacza początkową liczbę moli metanu, a 𝒏[CH₄] – liczbę moli tego gazu pozostałego po ustaleniu się stanu równowagi. Poniżej przedstawiono zależność równowagowego stopnia przemiany metanu 𝒙 od temperatury dla trzech wartości ciśnienia.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski i in., Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Rozstrzygnij, czy 𝚫𝑯 opisanej reakcji rozkładu metanu jest większa od zera, czy – mniejsza od zera. Uzasadnij odpowiedź. Uwzględnij informacje przedstawione na wykresie.

W wysokiej temperaturze metan ulega rozkładowi na pierwiastki zgodnie z równaniem:

CH₄ (g) ⇄ C (s) + 2H₂ (g)

Miarą wydajności tej reakcji jest równowagowy stopień przemiany metanu 𝒙 opisany wzorem:

W tym wzorze 𝒏_𝟎[CH₄] oznacza początkową liczbę moli metanu, a 𝒏[CH₄] – liczbę moli tego gazu pozostałego po ustaleniu się stanu równowagi. Poniżej przedstawiono zależność równowagowego stopnia przemiany metanu 𝒙 od temperatury dla trzech wartości ciśnienia.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski i in., Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Wyjaśnij, dlaczego wydajność opisanej reakcji maleje ze wzrostem ciśnienia.

W poniższej tabeli zestawiono informacje na temat cząsteczek trzech węglowodorów o prostych (nierozgałęzionych) łańcuchach węglowych.

Przeprowadzono reakcję węglowodoru A z wodorem, w której stosunek molowy węglowodoru A do wodoru był równy 𝑛A : 𝑛H₂ =1 ∶ 2.

Napisz równanie reakcji węglowodoru A z wodorem. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

W poniższej tabeli zestawiono informacje na temat cząsteczek trzech węglowodorów o prostych (nierozgałęzionych) łańcuchach węglowych.

Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) izomeru cis węglowodoru B.