ВсОШ 2026, региональный этап, 11 класс, задача 3
Растворимость в воде и в море
Растворение углекислого газа в воде играет важную роль не только в пищевой промышленности, но и в формировании всей экосистемы Земли. Изучим этот процесс с точки зрения термодинамики и кинетики. В табл. приведены экспериментальные данные.
Таблица 1. Растворимость в воде при давлении атм
| Температура, °C | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Растворимость в воде, , моль/см |
Вопрос 1.
Назовите ещё один газ, кроме , растворимость которого в воде определяет состояние биосферы. Сравните растворимость этого газа с растворимостью и объясните различие.
Вопрос 2.
При какой из указанных в таблице температур растворимость газа ближе всего к значению объём объём воды? Ответ подтвердите расчётом.
Введите температуру числом в °C; расчёт приведите в полном решении.
Вопрос 3.
Запишите выражение для константы равновесия и вычислите её значение при . В качестве стандартных примите давление атм и концентрацию моль/л.
Введите значение константы с двумя значащими цифрами. Выражение и выбранные стандартные состояния приведите в полном решении.
Вопрос 4.
Используя данные таблицы , рассчитайте энтальпию растворения в воде. Примите, что она не зависит от температуры. Для расчёта можно выбрать любые две температуры.
Вопрос 5.
Определите pH насыщенного раствора в воде при . Константы диссоциации : , .
Введите pH, округлив до десятых.
Вопрос 6.
Для изучения кинетики растворения в воде термостатируемый металлический цилиндр при заполнили наполовину дистиллированной водой, а в оставшуюся половину быстро ввели углекислый газ до давления атм. После этого измеряли зависимость давления над раствором от времени. Оказалось, что растворение газа отлично описывается кинетикой -го порядка.
Постройте качественно график зависимости pH раствора от времени, от начала опыта до установления равновесия. На оси ординат укажите не менее двух числовых значений.
Вопрос 7.
Таблица характеризует зависимость растворимости в солевых растворах от концентрации соли. Даны три водоёма: озеро Байкал, Чёрное море и Красное море. Расположите эти водоёмы в ряд по увеличению концентрации в них в июле месяце. Объясните.
Таблица 2. Растворимость в растворах при и давлении атм
| Концентрация , М | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Растворимость , , моль/см |
Подсказка.
Зависимость константы равновесия от температуры: .
Зависимость концентрации продукта от времени в реакции -го порядка: .
Введите места водоёмов от 1 (наименьшая концентрация) до 3 (наибольшая). Объяснение приведите в полном решении.
Полное решение задачи.
Ответ
Решение.
