Расчеты по уравнениям химических реакций. Расчёты, связанные с протеканием химических реакций

Для расчётов очень важно выбрать соответствующие друг другу единицы измерения массы, объёма и количества веществ. С этой целью можно воспользоваться таблицей 7.

Таблица 7
Соотношение некоторых единиц физико-химических величин

Для того чтобы решить расчётную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом.

Составить уравнение химической реакции.
Перевести данные задачи (массу или объём) в количество вещества (моль, кмоль, ммоль).
Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала надо определить массу чистого вещества, а затем рассчитать его количество; если в задаче речь идёт о растворе, то сначала надо вычислить массу растворённого вещества, которое затем перевести в количество вещества.
Над соответствующей формулой в уравнении записать найденное количество вещества, а количества над формулами искомых веществ обозначить через х и у.
Найти количества искомых веществ, зная, что количественные отношения между веществами соответствуют коэффициентам перед их формулами в уравнении реакции.
Перевести найденные количества веществ в массу или объём.
Оформить ответ.

Задача 1. Рассчитайте объём водорода (н. у.), который потребуется для взаимодействия с 480 кг оксида железа (III). Вычислите количество вещества воды, которое при этом образуется.

2. а) Для того чтобы найти количество вещества оксида железа (III), сначала рассчитаем его молярную массу (в данном случае киломолярную, так как масса оксида железа (III) дана в килограммах (см. табл. 7)):

Mr(Fe 2 O 3) = 56 2 + 16 3 = 160;

M(Fe 2 O 3) = 160 кг/кмоль.

б) Найдём количество вещества оксида железа (III) в ки-ломолях, так как исходное данное в задаче предложено в килограммах:

3. Над формулой исходного вещества - оксида железа (III) - в уравнении реакции запишем найденное количество вещества - 3 кмоль, а количества веществ водорода и воды обозначим над их формулами соответственно через х и у:

4. а) Согласно уравнению реакции 1 кмоль оксида железа (III) взаимодействует с 3 кмоль водорода. Следовательно, 3 кмоль оксида железа (III) соответствует в три раза большее количество вещества водорода, т. е. х = 9 кмоль.

б) Рассчитаем объём водорода по найденному количеству вещества:

5. Согласно уравнению реакции из 1 кмоль оксида железа (III) образуется 3 кмоль воды, а из 3 кмоль оксида железа (III) - в три раза большее количество вещества воды, т. е. у = 9 моль.

Ответ: V(Н 2) = 201,6 м 3 ; n(Н 2 O) = 9 кмоль.

Задача 2. Какой объём воздуха (н. у.) потребуется для взаимодействия с 270 г алюминия, содержащего 20% примесей? Какое количество вещества оксида алюминия при этом получится?

3. Над формулой алюминия в уравнении реакции запишем найденное количество - 8 моль, а количества кислорода и оксида алюминия обозначим соответственно через х и у:

4. Согласно уравнению реакции 4 моль алюминия взаимодействует с 3 моль кислорода, в результате чего получается 2 моль оксида алюминия. Следовательно, 8 моль алюминия соответствуют 6 моль кислорода и 4 моль оксида алюминия.

n(O 2) = 6 моль; n(А1 2 O 3) = 4 моль.

5. Рассчитаем объём кислорода по найденному количеству вещества:

V(O 2) = n(O 2) Vm;

V(O 2) = б моль 22,4 л/моль = 134,4 л.

6. Однако в задаче требуется найти объём не кислорода, а воздуха. В воздухе содержится 21% кислорода по объёму. Преобразуя формулу φ = V(O 2)/V(возд), найдём объём воздуха:

V(возд) = V(O 2) : φ(O 2) = 134,4: 0,21 = 640 (л).

Ответ: V(возд) = 640 л; n(Аl 2 O 3) = 4 моль.

Задача 3. Какой объём водорода (н. у.) выделится при взаимодействии 730 г 30%-й соляной кислоты с необходимым по реакции количеством вещества цинка? Каково это количество вещества?

3. Над формулой хлороводорода в уравнении реакции запишем найденное количество вещества - 6 моль, а количество веществ цинка и водорода обозначим соответственно через х и у:

4. Согласно уравнению реакции 2 моль хлороводорода взаимодействует с 1 моль цинка, в результате чего получается 1 моль водорода. Следовательно, 6 моль хлороводорода соответствуют 3 моль цинка и 3 моль водорода.

5. Рассчитаем объём водорода по найденному количеству:

V(H 2) = n(H 2) V m ;

V(H 2) = 3 моль 22,4 л/моль = 67,2 л.

Ответ: V(H 2) = 67,2 л; n(Zn) = 3 моль.

Ключевые слова и словосочетания

Единицы важнейших величин.
Алгоритм вычисления по уравнению реакции.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока - сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

Какой объём водорода (н. у.) и количество вещества соли образуется при взаимодействии соляной кислоты с 540 мг алюминия, содержащего 4% примесей?
Какая масса оксида кальция получится при разложении 250 кг карбоната кальция, содержащего 20% примесей? Какой объём (н. у.) оксида углерода (IV) при этом выделится?
Сколько молекул кислорода и какой объём водорода (н. у.) образуется при разложении 180 г воды?
Придумайте условие задачи, в которой необходимо использовать приведённое ниже уравнение, и решите её:
Н 3 РO 5 + 3NaOH = Na 3 PO 4 + 3H 2 O.
Придумайте и решите задачу, в условиях которой была бы дана масса раствора вещества с определённой массовой долей растворённого вещества, а требовалось бы найти количество вещества одного из веществ и объём другого. При составлении задачи используйте уравнение реакции:
Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + Н 2 .

"Не для муки, а для науки."
(Народная мудрость)

Расчеты по уравнениям химических реакций

Классификация химических реакций. Реакции соединения, разложения, замещения, двойного обмена, окислительно-восстановительные реакции. Уравнения химических реакций. Подбор стехиометрических коэффициентов в уравнениях реакций. Расчеты по уравнениям реакций. Определение количества вещества и массы реагентов и продуктов. Определение объема газообразных реагентов и продуктов. Теоретический и практический выход продукта реакции. Степень чистоты химических веществ.

Примеры решения типовых задач

Задача 1. При рентгеноскопическом исследовании организма человека применяют так называемые рентгеноконтрастные вещества. Так, перед просвечиванием желудка пациенту дают выпить суспензию труднорастворимого сульфата бария, не пропускающего рентгеновское излучение. Какие количества оксида бария и серной кислоты потребуются для получения 100 сульфата бария?

Решение.

BaO + H 2 SO 4 = BaSO 4 + H 2 O

m (BaSO 4) = 100 г; M (BaSO 4) = 233 г/моль

n (BaO) = ?

n (H 2 SO 4) = ?

В соответствии с коэффициентами уравнения реакции, которые в нашем случае все равны 1, для получения заданного количества BaSO 4 требуются:

n (BaO) = n (BaSO 4) = m (BaSO 4) / M(BaSO 4) = 100: 233

[г: (г/моль)] = 0,43 моль

n (H 2 SO 4) = n (BaSO 4) = m (BaSO 4) / M (BaSO 4) = 100: 233

[г: (г/моль)] = 0,43 моль

Ответ. Для получения 100 г сульфата бария требуются 0,43 моль оксида бария и 0,43 моль серной кислоты.

Задача 2. Прежде чем вылить в канализацию жидкие отходы лабораторных работ, содержащие соляную кислоту, полагается их нейтрализовать щелочью (например, гидроксидом натрия) или содой (карбонатом натрия). Определите массы NaOH и Na 2 CO 3 , необходимые для нейтрализации отходов, содержащих 0,45 моль HCl. Какой объем газа (при н.у.) выделится при нейтрализации указанного количества отходов содой?

Решение. Запишем уравнения реакций и условия задачи в формульном виде:

(1) HCl + NaOH = NaCl + H 2 O

(2) 2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2

n (HCl) = 0,45 моль; M(NaOH) = 40 г/моль;

M (Na 2 CO 3) = 106 г/моль; V M = 22,4 л/моль (н.у.)

n (NaOH) = ? m (NaOH) = ?

n (Na 2 CO 3) = ? m (Na 2 CO 3) = ?

V (CO 2) = ? (н.у.)

Для нейтрализации заданного количества HCl в соответствии с уравнениями реакций (1) и (2) требуется:

n (NaOH) = n (HCl) = 0,45 моль;

m (NaOH) = n (NaOH) . M (NaOH) = 0,45 . 40

[моль. г/моль] = 18 г

n (Na 2 CO 3) = n

m (Na 2 CO 3) = n (Na 2 CO 3) / M (Na 2 CO 3) = 0,225 . 106

[моль. г/моль] = 23,85 г

Для расчета объема углекислого газа, выделившегося при нейтрализации по реакции (2), дополнительно используется уравнение, связывающие между собой количество газообразного вещества, его объем и молярный объем:

n (CO 2) = n (HCl) / 2 = 0,45: 2 [моль] = 0,225 моль;

V (CO 2) = n (CO 2) . V M = 0,225 . 22,4 [моль. л/моль] = 5,04 л

Ответ. 18 г NaOH; 23,85 г Na 2 CO 3 ; 5,04 л CO 2

Задача 3. Антуан-Лоран Лавуазье открыл природу горения различных веществ в кислороде после своего знаменитого двенадцатидневного опыта. В этом опыте он сначала длительное время нагревал в запаянной реторте навеску ртути, а позже (и при более высокой температуре) - образовавшийся на первом этапе опыта оксид ртути(II). При этом выделялся кислород, и Лавуазье стал вместе с Джозефом Пристли и Карлом Шееле первооткрывателем этого важнейшего химического элемента. Рассчитайте количество и объем кислорода (при н.у.), собранный при разложении 108,5 г HgO.

Решение. Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

2HgO = 2Hg + O 2

m (HgO) = 108,5 г; M (HgO) = 217 г/моль

V M = 22,4 л/моль (н.у.)

V (O 2) = ? (н.у.)

Количество кислорода n (O 2), который выделяется при разложении оксида ртути(II), составляет:

n (O 2) = 1/2 n (HgO) = 1/2 m (HgO) / M (HgO) = 108,5 / (217 . 2}

[г: (г/моль)] = 0,25 моль,

а его объем при н.у. - V (O 2) = n (O 2) . V M = 0,25 . 22,4

[моль. л/моль] = 5,6 л

Ответ. 0,25 моль, или 5,6 л (при н.у.) кислорода.

Задача 4. Важнейшая проблема в промышленном производстве удобрений - получение так называемого "связанного азота". В настоящее время ее решают путем синтеза аммиака из азота и водорода. Какой объем аммиака (при н.у.) можно получить в этом процессе, если объем исходного водорода равен 300 л, а практический выход (z) - 43 %?

Решение. Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

N 2 + 3H 2 = 2NH 3

V (H 2) = 300 л; z(NH 3) = 43% = 0,43

V (NH 3) = ? (н.у.)

Объем аммиака V (NH 3), который можно получить в соответствии с условием задачи, составляет:

V (NH 3) практ = V (NH 3) теор. z(NH 3) = 2/3 . V (H 2) . z(NH 3) =

2/3 . 300 . 0,45 [л] = 86 л

Ответ. 86 л (при н.у.) аммиака.

Если приведенные здесь типовые задачи стали Вам совершенно понятны, приступайте к решению

Атомно-молекулярное учение.

Основные понятия химии:

Атом - система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронов. Тип атома определяется составом его ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов= нуклоны.

Элемент -совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра,т.е. числом протонов.

Электрон (с греч- янтарь)- элементарная частица,несущая отрицательный заряд.

Изотоп - нуклиды, которые содержат одинаковое число протонов,но разное кол-во нейтронов(отличаются массовыми числами)

Молекула - наименьшая частица вещества, определяемая его свойства.

Ионы - электрически заряженные частицы,образуются при потери или присоединении элетрона.

Радикалы -частицы с неспаренными элементами,если делишь пары пополам,то это радикал.

Простое вещество - состоит из 1 хим элемента.

Аллотропия - способность химических элементов существовать в виде нескольких тел.

Полиморфизм (многообразный) существует в 2 или нескольких структурах и свойств,образуют разную кристаллическую решетку. Кислород=>озон;углерод=>,графит,алмаз.

Изоморфизм - способность сход. по составу веществ образовывать смешанные кристаллы.

Атомная единица массы принято 1/12углерода 12

Относительная молекулярная масса - отношение средней массы атома при его природном изотопном составе к 1/12 массы атома изотопа углерода 12.Масса атома или молекулы любого вещества равна произведению относительной массы на атомную единицу массы.

Молль - единица измерения количества вещества в котором содержится такое кол-во структурных, атомов, ионов, радикалов, в 12 гр. Углерода.

Закон сохранения массы -Масса всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

Закон постоянства состава -Современная формулировка закона: каждое химически чистое вещество с молекулярным строением независимо от места нахождения и способа получения имеет один и тот же постоянный качественный и количественный состав.

Химическим уравнением (уравнением химической реакции) называют условную запись химической реакции с помощью химических формул, числовых коэффициентов и математических символов.

Правила составления

В левой части уравнения записывают формулы(формулу) веществ, вступивших в реакцию, соединяя их знаком "плюс". В правой части уравнения записывают формулы(формулу) образовавшихся веществ, также соединенных знаком "плюс". Между частями уравнения ставят стрелку. Затем находят коэффициенты - числа, стоящие перед формулами веществ, чтобы число атомов одинаковых элементов в левой и правой частях уравнения было равным.

Для составления уравнений химических реакций, кроме знания формул реагентов и продуктов реакции, необходимо верно подобрать коэффициенты. Это можно сделать, используя несложные правила:

1. Перед формулой простого вещества можно записывать дробный коэффициент, который показывает количество вещества реагирующих и образующихся веществ.

2. Если в схеме реакции есть формула соли, то вначале уравнивают число ионов, образующих соль.

3. Если участвующие в реакции вещества содержат водород и кислород, то атомы водорода уравнивают в предпоследнюю очередь, а атомы кислорода - в последнюю.

4. Если в схеме реакции имеется несколько формул солей, то необходимо начинать уравнивание с ионов, входящих в состав соли, содержащей большее их число.

Расчеты по химическим уравнениям

Памятка для расчета по химическим уравнениям
Для того, чтобы решить расчетную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом – сделать пять шагов:
1. Составить уравнение химической реакции.
2. Над формулами веществ записать известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения (только для чистых веществ, без примесей). Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала нужно определить содержание чистого вещества.
3. Под формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакций.
4. Составить и решить пропорцию.
5. Записать ответ.

Соотношение некоторых физико-химических величин и их единиц

Масса (m) : г; кг; мг
Кол-во в-ва (n) : моль; кмоль; ммоль
Молярная масса (M): г/моль; кг/кмоль; мг/ммоль
Объём (V) : л; м 3 /кмоль; мл
Молярный объём(V m) : л/моль; м 3 /кмоль; мл/ммоль
Число частиц (N): 6 10 23 (число Авагадро – N A); 6 10 26 ; 6 10 20

Чему бы ты ни учился, ты
учишься для себя.
Петроний

Цели урока:

познакомить учащихся с основными способами решения задач по химическим уравнениям:
находить количество, массу и объём продуктов реакции по количеству, массе или объёму исходных веществ,
продолжить формирование навыков работы с текстом задачи, умение аргументировано выбирать способ решения учебной задачи, умения составлять уравнения химических реакций.
развивать умения анализировать, сравнивать, выделять главное, составлять план действия, делать выводы.
воспитывать терпимость к другим, самостоятельность в принятии решений, умение объективно оценить результаты своего труда.

Формы работы: фронтальная, индивидуальная, парная, групповая.

Тип урока: комбинированный с применением ИКТ

I Организационный момент.

Здравствуйте ребята. Сегодня, мы с вами научимся решать задачи по уравнениям химических реакций. Слайд 1 (cм. презентацию).

Цели урока Слайд 2.

II.Актуализация знаний, умений, навыков.

Химия очень интересная и в то же время сложная наука. Для того чтобы знать и понимать химию, надо не только усваивать материал, но и уметь применять полученные знания. Вы узнали какие признаки указывают на протекание химических реакций, научились составлять уравнения химических реакций. Я надеюсь, что вы хорошо усвоили эти темы и без труда ответите на мои вопросы

Какое явление не является признаком химических превращений:

а) появление осадка; в) изменение объема;

б) выделение газа; г) появление запаха. Слайд 3

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

MgCO 3 = MgO + CO 2

2HgO= 2Hg + O 2

2Na + S=Na 2 S

Zn + Br 2 = ZnBr2

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2

Fe + CuSO 4 =FeSO 4 +Cu

Укажите цифрами:

а) уравнения реакций соединения

б) уравнения реакций замещения

в) уравнения реакций разложения Слайд 4

Новая тема.

Для того, чтобы научиться решать задачи, необходимо составить алгоритм действий, т.е. определить последовательность действий.

Алгоритм для расчета по химическим уравнениям (у каждого учащегося на столе)

5. Записать ответ.

Приступаем к решению задач, применяя алгоритм

Вычисление массы вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции

Вычислите массу кислорода, выделившегося в результате разложения

порции воды массой 9 г.

Найдем молярную массу воды и кислорода:

М(Н 2 О) = 18 г/моль

М(О 2) = 32 г/моль Слайд 6

Запишем уравнение химической реакции:

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

Над формулой в уравнении реакции запишем найденное

значение количества вещества, а под формулами веществ -

стехиометрические соотношения, отображаемые

химическим уравнением

0,5моль х моль

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

2моль 1моль

Вычислим количество вещества, массу которого требуется найти.

Для этого составляем пропорцию

0,5моль = хмоль

2моль 1моль

откуда х = 0,25 моль Слайд 7

Следовательно, n(O 2)=0,25 моль

Найдем массу вещества, которую требуется вычислить

m(O 2)= n(O 2)*M(O 2)

m(O 2) = 0,25 моль 32 г/моль = 8 г

Запишем ответ

Ответ: m(О 2) = 8 г Слайд 8

Вычисление объема вещества по известной массе другого вещества, участвующего в реакции

Вычислите объем кислорода (н. у.), выделившегося в результате разложения порции воды массой 9 г.

V(0 2)=?л(н.у.)

М(Н 2 О)=18 г/моль

Vm=22,4л/моль Слайд 9

Запишем уравнение реакции. Расставим коэффициенты

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2

Над формулой в уравнении реакции запишем найденное значение количества вещества, а под формулами веществ - стехиометрические соотношения, отображаемые химическим уравнением

0,5моль - х моль

2Н 2 О = 2Н 2 + О 2 Слайд10

2моль - 1моль

Вычислим количество вещества, массу которого требуется найти. Для этого составим пропорцию

откуда х = 0,25 моль

Найдем объем вещества, который требуется вычислить

V(0 2)=n(0 2) Vm

V(O 2)=0,25моль 22,4л/моль=5,6л (н. у.)

Ответ: 5,6 л Слайд 11

III.Закрепление изученного материала.

Задачи для самостоятельного решения:

1.При восстановлении углем оксидов Fe 2 O 3 и SnO 2 получили по 20 г Fe и Sn. Сколько граммов каждого оксида было взято?

2.В каком случае образуется больше воды:

а) при восстановлении водородом 10 г оксида меди (I) (Cu 2 O) или

б) при восстановлении водородом 10 г оксида меди(II) (CuO)? Слайд 12

Проверим решение задачи 1

M(Fe 2 O 3)=160г/моль

M(Fe)=56г/моль,

m(Fe 2 O 3)=, m(Fe 2 O 3)= 0,18*160=28,6г

Ответ: 28,6г

Слайд 13

Проверим решение задачи 2

M(CuO) = 80 г/моль

х моль = 0,07моль,

n(H 2 O)=0,07 моль

m(H 2 O) = 0,07моль*18г/моль=1,26г

Слайд 14

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

n(CuO) = m/ M(CuO)

n(CuO) = 10г/ 80г/моль = 0,125 моль

0,125моль хмоль

CuO + H 2 = Cu + H 2 O

1моль 1моль

х моль = 0,125моль, n(H 2 O)=0,125 моль

m (H 2 O) = n * M(H 2 O);

m(H 2 O) = 0,125моль*18г/моль=2,25г

Ответ: 2,25г Слайд 15

Домашнее задание: изучить материал учебника с. 45-47, решить задачу

Какую массу оксида кальция и какой объм углекислого газа (н.у.)

можно получить при разложении карбоната кальция массой 250г?

CaCO 3 = CaO + CO Cлайд 16.

Литература

1. Габриелян О.С. Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. М. Дрофа 2006г.

2. Габриелян О.С. Химия. 8 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. Дрофа. М. 2005г.

3. Горбунцова С.В. Тесты по основным разделам школьного курса хииии. 8 - 9 классы.ВАКО, Москва,2006г.

4. Горковенко М.Ю.Поурочные разработки по химии. К учебникам О.С.Габриеляна, Л.С.Гузея, В.В.Сорокина, Р.П.Суровцевой и Г.Е.Рудзитиса, Ф.Г.Фельдмана. 8 класс.ВАКО, Москва, 2004г.

5. Габриелян О.С. Химия. 8 класс: Контрольные и проверочные работы. – М.: Дрофа, 2003.

6.Радецкий А.М., Горшкова В.П. Дидактический материал по химии для 8-9 классов: Пособие для учителя. – М.: Просвещение, 2000

Приложение.

Расчеты по химическим уравнениям

Алгоритм действий.

Для того, чтобы решить расчетную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом – сделать пять шагов:

1. Составить уравнение химической реакции.

2. Над формулами веществ записать известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения (только для чистых веществ, без примесей). Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала нужно определить содержание чистого вещества.

3. Под формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакций.

4. Составить и решить пропорцию.

5. Записать ответ.

Соотношение некоторых физико-химических величин и их единиц

Масса (m) : г; кг; мг

Кол-во в-ва (n) : моль; кмоль; ммоль

Молярная масса (M): г/моль; кг/кмоль; мг/ммоль

Объём (V) : л; м 3 /кмоль; мл

Молярный объём(Vm) : л/моль; м 3 /кмоль; мл/ммоль

Число частиц (N): 6 1023 (число Авагадро – N A); 6 1026 ; 6 1020

РАЗДЕЛ И. ОБЩАЯ ХИМИЯ

4. Химическая реакция

Примеры решения типовых задач

II. Расчеты по уравнениям химических реакций

Задача 7. Какой объем водорода (н.у.) потратится на восстановление 0,4 моль хром(ІІІ) оксида?

Дано:

Решение

Запишем уравнение реакции:

1. Из написанного уравнения видно, что

2. Для нахождения объема водорода воспользуемся формулой

Ответ: V (H 2 ) = 26,88 л.

Задача 8. Какая масса алюминия вступило в реакцию с хлоридной кислотой, если выделилось 2688 мл (н.у.) водорода?

Дано:

Решение

Запишем уравнение реакции:

Составим пропорцию: 54 г алюминия соответствует 67,2 л водорода, а х г алюминия - 2, 688 л водорода:

Ответ: m (А l ) = 2,16 г.

Задача 9. Какой объем кислорода необходимо использовать, чтобы сжечь 120 м 3 смеси азота и карбон(II) оксида, если объемная доля азота в смеси составляет 40 %?

Дано:

Решение

1. В исходной смеси горит только карбон(II) оксид, объемная доля которого:

2. По формуле вычислим объем карбон(II) оксида в смеси:

3. Запишем уравнение реакции и, используя закон объемных отношений, проведем расчет:

Ответ: V (O 2 ) = 3 6 м 3 .

Задача 10. Вычислите объем газовой смеси, которая образуется в результате термического разложения 75,2 г купрум(ІІ) нитрата.

Дано:

Решение

Запишем уравнение реакции:

1. Рассчитаем количество вещества купрум(ІІ) нитрата. M (Cu (NO 3 ) 2) = 188 г/моль:

2. Проводим расчет количества веществ газов, которые образуются по уравнениям реакции:

3. Вычислим объем газовой смеси. V M = 22,4 л/моль:

Ответ: V (смеси) = 22,4 л.

Задача 11. Какой объем сульфур(И V ) оксида можно получить при обжиге 2,425 т цинковой обманки, массовая доля цинк сульфида в которой составляет 80 %?

Дано:

Решение

1. Рассчитаем массу ZnS в цинковой обманке:

2. Составим уравнение реакции, по которому и вычислим объем SO 2 . M (ZnS ) = 97 г/моль, V M = 22,4 л/моль:

Ответ: V (SO 2 ) = 448 м 3 .

Задача 12. Вычислите объем кислорода, который можно получить при полном термическом разложении 34 г раствора дигідроген перекиси с массовой долей Н 2 O 2 30 %.

Дано:

Решение

1. Рассчитаем массу дигідроген пероксида в растворе. М(Н 2 O 2 ) = 34 г/моль:

2. Составим уравнение реакции и проведем по ним расчет. V M = 22,4 л/моль:

Ответ: V (O 2 ) = 3,36 л.

Задача 13. Какую массу технического алюминия с массовой долей примесей 3 % необходимо использовать для добывания 2,5 моль железа из железной окалины?

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции и рассчитаем массу чистого алюминия, которую необходимо использовать на реакцию:

2. Поскольку алюминий содержащего 3 % примесей, то

3. Из формулы рассчитаем массу технического алюминия (то есть с примесями):

Ответ: m (А l ) Тех. = 61,9 г.

Задача 14. Вследствие нагрева 107,2 г смеси калий сульфата и калий нитрата выделилось 0,1 моль газа. Вычислите массу калий сульфата в исходной смеси солей.

Дано:

Решение

1. Калий сульфат - вещество термически устойчива. Следовательно, при нагревании разлагается только калий нитрат. Запишем реакцию, кладем пропорцию, определим количество вещества калий нитрата, что розклалась:

2. Вычислим массу 0,2 моль калий нитрата. M (KNO 3 ) = 101 г/моль:

3. Вычислим массу калий сульфата в исходной смеси:

Ответ: m(K 2 SO 4) = 87 г.

Задача 15. При полном термическом разложении 0,8 моль алюминий нитрата получили 35,7 г твердого остатка. Вычислите относительный выход вещества (%), содержащийся в твердом остатке.

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции разложения алюминий нитрата. Составим пропорцию, определим количество вещества n (А l 2 O 3 ):

2. Рассчитаем массу образовавшегося оксида. М(А l 2 O 3 ) = 102 г/моль:

3. Рассчитаем относительный выход А l 2 O 3 по формуле:

Ответ: η(А l 2 O 3 ) = 87,5 %.

Задача 16. До полного разложения нагрели 0,4 моль ферум(III) гидроксида. Полученный оксид восстановили водородом и получили 19,04 г железа. Вычислите относительный выход железа (%).

Дано:

Решение

1. Запишем уравнения реакций:

2. По уравнениям составляем стехіометричну схему и по пропорции определим теоретический выход железа n (Fe ) т атаки . :

3. Вычислим массу железа, которую теоретически можно было бы получить, исходя из проведенных реакций (M (Fe ) = 56 г/моль):

4. Рассчитаем относительный выход железа:

Ответ: η (Fe ) = 85 %.

Задача 17. При растворении в воде 23,4 г калия получили 5,6 л газа (н.у.). Вычислите относительный выход этого газа (%).

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции и вычислим объем водорода, который теоретически, т.е. в соответствии с уравнением реакции, можно получить из данной массы калия:

Составим пропорцию:

2. Вычислим относительный выход водорода:

Ответ: η (Н 2) = 83,3 %.

Задача 18. При сжигании 0,0168 м 3 ацетилена получили 55 г карбон(И V ) оксида. Вычислите относительный выход углекислого газа (%).

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции горения ацетилена, составим пропорцию и вычислим массу карбон(И V ) оксида, которую можно получить теоретически. V M = 22,4 л/моль, М(СО 2) = 44 г/моль:

2. Вычислим относительный выход карбон(И V ) оксида:

Ответ: η (CO 2 ) = 83,3 %.

Задача 19. В результате каталитического окисления 5,8 моль аммиака получили 0,112 м 3 нитроген(II) оксида. Вычислите относительный выход полученного оксида (%).

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции каталитического окисления аммиака, составим пропорцию и обчислімо объем нитроген(И V ) оксида, который теоретически можно получить (V M = 22,4 л/моль):

2. Рассчитаем относительный выход нитроген(II) оксида:

Ответ: η(NO ) = 86,2 %.

Задача 20. Сквозь избыток раствора калий гидроксида пропустили 1,2 моль азот(И V ) оксида. Получили 0,55 моль калий нитрата. Вычислите относительный выход полученной соли (%).

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение химической реакции, составим пропорцию и вычислим массу калий нитрата, которую теоретически можно получить:

2. Вычислим относительный выход калий нитрата:

Ответ: η(KNO 3 ) = 91 , 7 %.

Задача 2 1 . Какую массу аммоний сульфата можно добыть из 56 л аммиака, если относительный выход соли составляет 90 %.

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции и составим пропорцию и вычислим массу соли, которую теоретически можно получить из 56 л NH 3 . V M = 22,4 л/моль M((NH 4) 2 S О 4 ) = 132 г/моль:

2. Вычислим массу соли, которую можно получить практически:

Ответ: m ((NH 4 ) 2 S О 4 ) = 148,5 г .

Задача 22. Хлором полностью окислили 1,4 моль железа. Какую массу соли получили, если ее выход составляет 95 %?

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции и проведем расчет массы соли, которую можно получить теоретически. M (FeCl 3 ) = 162,5 г/моль:

2. Рассчитаем массу FeCl 3 , которую получили практически:

Ответ: m (FeCl 3 ) прак. ≈ 216 г.

Задача 23. К раствору, который содержит 0,15 моль калий ортофосфату, долили раствор, в котором содержалось 0,6 моль аргентум(И) нитрата. Определите массу осадка, который образовался.

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции (M (Ag 3 P O 4) = 419 г/моль):

Из него видно, что для реакции с 0,15 моль К 3 РО 4 нужно 0,45 моль (0,15 · 3 = 0,45) аргентум(И) нитрата. Поскольку, согласно условию задачи, количество вещества AgN В 3 составляет 0,6 моль, именно эту соль взят в избытке, то есть ее часть остается не использованной. Калий ортофосфат вступит в реакцию полностью, а потому выход продуктов рассчитываем по его количеству.

2. Составляем пропорцию:

Ответ: m (Ag 3 P O 4 ) . = 62,85 г.

Задача 24. В раствор, в котором содержалось 58,4 г хлороводорода, поместили 16,2 г алюминия. Какой объем газа (н.у.) выделился?

Дано:

Решение

1. Вычислим количество вещества алюминия и хлороводорода. М(А l ) = 27 г/моль, М(НС l ) = 36,5 г/моль:

2. Запишем уравнение реакции и установим вещество, которое взято в избытке:

Рассчитаем количество вещества алюминия, которую можно растворить в данной количества соляной кислоты:

Следовательно, алюминий взят в избытке: количество его вещества (0,6 моль) больше необходимой. Объем водорода рассчитываем по количеству вещества хлороводорода.

3. Вычислим объем водорода, который выделился. V M = 22,4 л/моль:

Ответ: V (H 2 ) = 17,92 л.

Задача 25. Смесь, которая содержала 0,4 л ацетилена и 1200 мл кислорода, привели к условиям реакции. Какой объем карбон(И V ) оксида образовался?

Дано:

Решение

Запишем уравнение реакции:

Согласно закону объемных соотношений, из приведенного уравнения следует, что на каждые 2 объемы С 2 Н 2 расходуется 5 объемов O 2 с образованием 4 объемов карбон(И V ) оксида. А поэтому сначала определим вещество, которое есть в избытке - проверим, хватит ли кислорода на сжигание ацетилена:

Поскольку по условиям задачи на сжигание ацетилена взято 1,2 л, а нужно 1л, делаем вывод, что кислород взят в избытке, а объем карбон(И V ) оксида рассчитываем по объему ацетилена, воспользовавшись законом объемных соотношений газов:

Ответ: V (CO 2 ) = 0 , 8 л.

Задача 26. Смесь, содержащую 80 мл сероводорода и 120 мл O 2 , привели к условиям реакции и получили 70 мл сульфур(И V ) оксида. Измерения объемов газов проводили при одинаковых условиях. Вычислите относительный выход сульфур (IV ) оксида (%).

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции горения сероводорода:

2. Проверим, хватит ли кислорода на сжигание 80 мл сероводорода:

Следовательно, кислорода хватит, потому что его взяли 120 мл в стехіометричній количества. Избытка одной из веществ нет. А потому объем SO 2 можно рассчитать по любой из них:

3. Вычислим относительный выход сульфур(И V ) оксида:

Ответ: η (SO 2 ) = 87,5 %.

Задача 27. При растворении в воде 0,28 г щелочного металла выделилось 0,448 л водорода (н.у.). Назовите металл и укажите его протонне число.

Дано:

Решение

1. Запишем уравнение реакции (V M = 22,4 л/моль):

Составим пропорцию и рассчитаем количество вещества металла:

2. Вычислим значение молярной массы металла, вступившего в реакцию:

Это Литий. Протонне число Лития - 3.

Ответ: Z (Me ) = 3.

Задача 28. В результате полного термического разложения 42,8 г гидроксида трехвалентного металлического элемента получили 32 г твердого остатка. Укажите молярну массу металлического элемента.

Дано:

Решение

1. Напишем уравнение реакции в общем виде:

Поскольку единственной известной веществом этой реакции является вода, расчеты будем проводить по массе воды, которая образовалась. Опираясь на закон сохранения массы веществ, определяем его массу:

2. По уравнению реакции проведем расчет молярной массы гидроксида металлического элемента. Молярну массу гидроксида Ме(ОН) 3 обозначим х г/моль (М(Н 2 O ) =18 г/моль):

3. Вычислим значение молярной массы металлического элемента:

Это Ферум.

Ответ: М(Ме) = 56 г/моль.

Задача 29. Купрум(II) оксидом окислили 13,8 г насыщенного одноатомного спирта и получили 9,9 г альдегида, относительный выход которого составил 75 %. Назовите спирт и укажите его молярну массу.

Дано:

Решение

Самый оптимальный вариант записи формулы насыщенного одноатомного спирта для написания уравнения реакции его окисления - это R - CH 2 OH , где R - алкільний заместитель, общая формула которого С n Н 2 n +1 . Это обусловлено тем, что именно группа-СН 2 ОН меняется во время реакции окисления, то есть переходит в альдегідну группу-СНО.

1. Запишем уравнение реакции окисления спирта до альдегида в общем виде:

2. Вычислим теоретическую массу альдегида:

Для дальнейшего решения этой задачи можно использовать 2 способа.

И способ (математический способ, который предусматривает выполнение определенного количества арифметических операций).

Обозначим молярну массу алькільного заместителя M (R ) через х г/моль. Тогда:

Составим пропорцию и вычислим молярну массу алкильной заместителя:

Итак, алкільний заместитель - метил-СН 3 , а спирт - этанол СН 3 -СН 2 -ОН; М(С 2 Н 5 ОН) = 46 г/моль.

II способ.

Вычислим разность молярных масс органических продуктов в соответствии с уравнением:

Согласно условию Δ m р = 13,8 - 13,2 = 0,6 (г).

Составим пропорцию: если в реакцию вступает 1 моль RCH 2 OH , то разница масс составляет 2 г, а если в моль RCH 2 OH , то разница масс - 0,6 г.

По формуле рассчитаем молярну массу спирта:

Итак, результат тот же.

Ответ: М(С 2 Н 5 ОН) = 46 г/моль.

Задача 30 . При полном обезвоживании 87,5 г кристаллогидрата феррум(III) нитрата получили 1,5 моль водяного пара. Установите формулу исходного вещества.

Дано:

Решение

1. Вычислим массу 1,5 моль воды, полученной в результате реакции. М(Н 2 O ) =18 г/моль:

2. Исходя из закона сохранения массы, вычислим массу соли, которую получили при нагревании кристаллогидрата:

3. Рассчитаем количество вещества Fe(NO 3) 3 . M (Fe (NO 3 ) 3 ) = 242 г/моль:

4. Вычислим соотношение количеств вещества безводной соли и воды:

На 0,25 моль соли приходится 1,5 моль воды на 1 моль соли-х моль:

Ответ: формула кристаллогидрата - Fe (NO 3 ) 3 · 6Н 2 O .

Задача 31. Вычислите объем кислорода, необходимый для сжигания 160 м 3 смеси карбон(II) оксида, азота и этана, если объемные доли компонентов смеси соответственно составляют 50,0, 12,5 и 37,5 %.

Дано: