ENTLab
РусскийҚАЗ
← Все темы: Химия

Химия · теория к ЕНТ

Сера, её соединения и серная кислота

Тема о сере и её соединениях: как меняются свойства серы в разных степенях окисления и как в промышленности получают серную кислоту.

Потренировать эту темуС полным доступом — тренировка по этой теме, без него — бесплатный тест по предмету.

Что проверяет ЕНТ по этой теме

Раздел: 04 Химия и жизнь

Пункт спецификации НЦТ: 10 Элементы 16 (VI) группы и их соединения. . Производство серной кислоты контактным способом

По нашей оценке, в варианте в среднем 1–2 задания по этой теме из 40.

Спецификация ЕНТ 2026 по этому предмету: темы и задания

Что нужно уметь

  • Определять степени окисления серы в соединениях и предсказывать окислительные или восстановительные свойства вещества
  • Составлять уравнения реакций серы, сероводорода, оксидов серы и серной кислоты
  • Описывать стадии контактного способа получения серной кислоты и условия смещения равновесия
  • Решать расчётные задачи по уравнениям реакций с соединениями серы, включая олеум

Кратко о главном

  • Степени окисления серы. -2 (\mathrm{H_2S}, сульфиды), -1 (пирит \mathrm{FeS_2}), 0, +4 (\mathrm{SO_2}), +6 (\mathrm{SO_3}, \mathrm{H_2SO_4}). При -2 сера лишь восстановитель, при +6 — лишь окислитель, при 0 и +4 — и то и другое.
  • Обжиг пирита. \mathrm{4FeS_2 + 11O_2 \rightarrow 2Fe_2O_3 + 8SO_2}; или сжигают серу: \mathrm{S + O_2 \rightarrow SO_2}.
  • Контактная стадия. \mathrm{2SO_2 + O_2 \rightleftarrows 2SO_3}, \Delta H < 0, катализатор \mathrm{V_2O_5}, 400–500 °C. Рост давления сдвигает равновесие вправо, нагрев — влево, катализатор его не сдвигает.
  • Олеум. \mathrm{SO_3} поглощают концентрированной \mathrm{H_2SO_4} (вода даёт туман), олеум затем разбавляют: \mathrm{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}.
  • Серная кислота. Разбавленная с металлами до водорода даёт \mathrm{H_2}. В концентрированной окислитель — сера +6: \mathrm{Cu + 2H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + SO_2\uparrow + 2H_2O} при нагревании; \mathrm{Fe}, \mathrm{Al} на холоду пассивирует.
  • Сульфат-ион. \mathrm{SO_4^{2-}} с \mathrm{Ba^{2+}} даёт белый осадок \mathrm{BaSO_4}, нерастворимый в кислотах.

Задания с разбором

Из банка заданий ENTLab, не из вариантов НЦТ. Сначала попробуй решить, потом открой разбор.

Фактор, смещающий равновесие \mathrm{2SO_2 + O_2} \rightleftarrows \mathrm{2SO_3}, \Delta H < 0, в контактном аппарате в сторону образования \mathrm{SO_3}
  • A)повышение температуры
  • B)повышение давления
  • C)понижение давления
  • D)введение катализатора
Ответ и разбор

Верный ответ: B

Слева 3 моль газов (2 моль \mathrm{SO_2} и 1 моль \mathrm{O_2}), справа 2 моль газа \mathrm{SO_3}. По принципу Ле Шателье повышение давления смещает равновесие в сторону меньшего числа молей газов, то есть к \mathrm{SO_3}. Верный ответ — B. Почему не другие: реакция экзотермическая (\Delta H < 0), и повышение температуры смещает равновесие влево, к исходным веществам; понижение давления смещает равновесие в сторону большего числа молей газов, тоже влево; катализатор одинаково ускоряет прямую и обратную реакции и равновесие не смещает, а лишь ускоряет его установление.
Олеум массой 200 г с массовой долей \mathrm{SO_3} 20 % превращают в безводную (100 %) серную кислоту, добавляя воду. Масса необходимой воды (г). Относительные атомные массы: A_r(\mathrm{H}) = 1, A_r(\mathrm{O}) = 16, A_r(\mathrm{S}) = 32.
  • A)18
  • B)4{,}5
  • C)9
  • D)11{,}25
Ответ и разбор

Верный ответ: C

m(\mathrm{SO_3}) = 200 \cdot 0{,}2 = 40 г; M(\mathrm{SO_3}) = 32 + 3 \cdot 16 = 80 г/моль; n(\mathrm{SO_3}) = \frac{40}{80} = 0{,}5 моль. \mathrm{SO_3 + H_2O} \rightarrow \mathrm{H_2SO_4}: n(\mathrm{H_2O}) = n(\mathrm{SO_3}) = 0{,}5 моль, m(\mathrm{H_2O}) = 0{,}5 \cdot 18 = 9 г. Верный ответ — C. Ошибки: 18 — считали, что на 1 моль \mathrm{SO_3} нужно 2 моль воды: 1 \cdot 18 = 18; 4{,}5 — считали, что на 2 моль \mathrm{SO_3} нужен 1 моль воды: 0{,}25 \cdot 18 = 4{,}5; 11{,}25 — взяли молярную массу \mathrm{SO_2}: \frac{40}{64} = 0{,}625 моль, 0{,}625 \cdot 18 = 11{,}25.

Типичные ошибки

  • Считать, что катализатор \mathrm{V_2O_5} сдвигает равновесие к \mathrm{SO_3}. Он одинаково ускоряет прямую и обратную реакции: равновесие наступает быстрее, но его положение не меняется.
  • Писать водород среди продуктов реакции металла с концентрированной серной кислотой. Восстанавливается сера +6: получается \mathrm{SO_2}, а с активными металлами может получиться \mathrm{S} или \mathrm{H_2S}.
  • Ошибаться в задачах на олеум с соотношением \mathrm{SO_3} и воды. Они реагируют 1 : 1. Сначала найди массу \mathrm{SO_3} по массовой доле, затем количество вещества с M = 80 г/моль.
  • Думать, что медь с серной кислотой не реагирует совсем. С разбавленной — нет, а с концентрированной при нагревании реагирует с выделением \mathrm{SO_2}.

Вопросы по теме

Почему оксид серы(VI) в производстве поглощают серной кислотой, а не водой?
При растворении \mathrm{SO_3} в воде выделяется много теплоты и образуется туман из мелких капель серной кислоты, который плохо улавливается. Поэтому \mathrm{SO_3} поглощают концентрированной серной кислотой и получают олеум — раствор \mathrm{SO_3} в \mathrm{H_2SO_4}. Затем олеум разбавляют водой до нужной концентрации: \mathrm{SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4}.
Какие условия сдвигают равновесие окисления \mathrm{SO_2} в сторону \mathrm{SO_3}?
Реакция \mathrm{2SO_2 + O_2 \rightleftarrows 2SO_3} экзотермическая, число молей газов в ней уменьшается с 3 до 2. По принципу Ле Шателье равновесие к \mathrm{SO_3} сдвигают повышение давления, понижение температуры и избыток кислорода. На холоду реакция медленная, поэтому берут катализатор \mathrm{V_2O_5} и 400–500 °C; равновесие он не сдвигает.
Потренировать эту тему

ENTLab пишет теорию своими словами на основе спецификации НЦТ. Мы не НЦТ и никак с ним не связаны.