Інші завдання дивись тут...

Вправа 1 Задачі яких типів поєднують у собі задачі на обчислення за хімічними рівняннями кількостей (мас, об’ємів) продуктів реакції за кількостями (масами, об’ємами) реагентів, що містять певну частку домішок? Відомих типів. Головне, взяти до уваги, що спочатку потрібно обчислити масу чистої речовини в реагенті, а потім – виконувати розрахунки за хімічним рівнянням.

 

Вправа 2 Опишіть алгоритми розв’язування задач тих типів, про які йшлося в параграфі.

АЛГОРИТМ задачі 1:

1. Читаємо умову задачі, стисло записуємо її

2. Визначаємо об'єм чистої речовини в суміші

3. Складаємо рівняння хімічної реакції

4. Виконуємо обчислення за хімічним рівнянням

5. Записуємо відповідь

АЛГОРИТМ задачі 2:

1. Читаємо умову задачі, стисло записуємо її

2. Складаємо рівняння хімічної реакції

3. Виконуємо обчислення за хімічним рівнянням

4. Обчислюємо масову (w) частку складника суміші

5. Записуємо відповідь

 

Вправа 3 Які знання й уміння знадобились вам під час розв’язування задач нового типу? Вміння знаходити кількість речовини, масу і об'єм, а також масові і об'ємні частки речовини в суміші

 

Вправа 4 Складіть задачі, обернені до наведених у параграфі, і розв’яжіть їх. Задача 1 у підручнику розв'язана правильно за умови, що об’ємна частка метану, а не азоту, в суміші становить 95%.

Обчисліть об'ємну частку (%) метану, що міститься в технічному метані, який витратиться на утворення 48 г сажі, внаслідок його термічного розкладання об'ємом 94,3 л (н.у.)

Відомо: V(СH4 з дом.)=94,3 л, m(C)=48 г

Знайти: φ(СН4)-?

Розв'язання

1. Обчислюємо кількість речовини сажі:

n(С)=m(C):M(C)=48 г : 12 г/моль=4 моль

2. Записуємо хімічне рівняння:

СН4 -> C + 2H2

За рівнянням реакції n(CH4):n(C)=1:1, тому

n(CH4)=n(C)=4 моль

3. Обчислюємо об'єм чистого метану:

V(CH4)=n(CH4)•Vm=4 моль•22,4 л/моль=89,6 л

4. Обчислюємо об'ємну частку чистого метану:

φ(СH4)=V(CH4):V(CH4 з дом.)=89,6 л : 94,3 л=0,95, або 95%

Відповідь: 0,95% 

 

Вправа 5 Обчисліть:

а) масу (г) спирту – продукту гідратації етену об’ємом 500 л (н.у.), об’ємна частка домішок етану в якому становить 8%;

Відомо: V(С2H4 з дом.)=500 л, φ(дом.)=8%, або 0,08

Знайти: m(C2Н5ОН)-?

Розв'язання

1. Об'єм чистого етену в суміші можна знайти двома способами:

1-й спосіб

V(дом.)=V(C2H4 дом.)φ(дом.)=500 л0,08=40 л

V(C2H4)=V(C2H4 з дом.)-V(дом.)=500 л - 40 л = 460 л

2-й спосіб

φ(С2Н4)=1-φ(дом.)=1-0,08=0,92

V(C2H4)=V(C2H4 дом.)φ(C2H4)=500 л0,92=460 л

2. Обчислюємо кількість речовини чистого етену:

n(С2Н4)=V(С2Н4):Vm=460 л : 22,4 л/моль=20,54 моль

3. Записуємо хімічне рівняння гідратації етену:

С2Н4 + H2O -> C2H5OH

За рівнянням реакції n(C2H4):n(C2H5OH)=1:1, тому

n(C2H5OH)=n(C2H4)=20,54 моль

4. Обчислюємо масу спирту.

М(C2H5OH)=46 г/моль

m(С2Н5ОН)=n(C2Н5ОН)M(C2Н5ОН)=20,54 моль46 г/моль=944,84 г

Відповідь: 944,84 г

 

б) масу (г) продукту каталітичної гідратації етину об’ємом 40 л (н.у.), об’ємна частка домішок метану в якому становить 16%;

Відомо: V(С2H2 з дом.)=40 л, φ(дом.)=16%, або 0,16

Знайти: m(CН3СНО)-?

Розв'язання

1. Об'єм чистого етину в суміші можна знайти двома способами:

1-й спосіб

V(дом.)=V(C2H2 дом.)φ(дом.)=40 л0,16=6,4 л

V(C2H2)=V(C2H2 з дом.)-V(дом.)=400 л - 40 л = 33,6 л

2-й спосіб

φ(С2Н2)=1-φ(дом.)=1-0,16=0,84

V(C2H2)=V(C2H2 дом.)φ(C2H2)=40 л0,84=33,6 л

2. Обчислюємо кількість речовини чистого етину:

n(С2Н2)=V(С2Н2):Vm=33,6 л : 22,4 л/моль=1,5 моль

3. Записуємо хімічне рівняння каталітичної гідратації етину:

С2Н2 + H2O -> CH3СНО

За рівнянням реакції n(C2H2):n(CH3СНО)=1:1, тому

n(CH3СНО)=n(C2H2)=1,5 моль

4. Обчислюємо масу альдегіду.

М(CH3СНО)=44 г/моль

m(СН3СНО)=n(CН3СНО)M(CН3СНО)=1,5 моль44 г/моль=66 г

Відповідь: 66 г

 

в) об’єм (л) карбон (IV) оксиду (н.у.), що утвориться внаслідок повного окиснення бензену масою 164 г, масова частка негорючих домішок у якому становить 5%;

Відомо: m(С6H6 з дом.)=164 г, ω(дом.)=5%, або 0,05

Знайти: V(CO2)-?

Розв'язання

1. Об'єм чистого бензену в суміші можна знайти двома способами:

1-й спосіб

m(дом.)=m(C6H6 дом.)ω(дом.)=164 г0,05=8,2 г

m(C6H6)=m(C6H6 з дом.)-m(дом.)=164 г - 8,2 г = 155,8 г

2-й спосіб

ω6Н6)=1-ω(дом.)=1-0,05=0,95

m(C6H6)=m(C6H6 дом.)ω(C2H2)=164 г0,05=155,8 г

2. Обчислюємо кількість речовини чистого бензену.

M(C6H6)=78 г/моль

n(С6Н6)=m(С6Н6):M(C6H6)=155,8 г : 78 г/моль=2 моль

3. Записуємо хімічне рівняння повного окиснення бензену:

6Н6 + 15O2 -> 12CO2 + 6H2O

За рівнянням реакції n(C6H6):n(CO2)=2:12=1:6, тому

n(CO2)=6n(C6H6)=62 моль=12 моль

4. Обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду:

V(СO2)=n(CO2)Vm=12 моль22,4 л/моль=268,8 л

Відповідь: 268,8 л

 

г) масову частку лугу в розчині масою 500 г, що повністю витратився на реакцію з фенолом масою 18,8 г;

Відомо: m(С6H5OH)=18,8 г, m(р-ну NaOH)=500 г

Знайти: ω(NaOH)-?

Розв'язання

1. Обчислюємо кількість речовини фенолу.

M(C6H5OH)=94 г/моль

n(С6Н5OH)=m(С6Н5OH):M(C6H5OH)=18,8 г : 94 г/моль=0,2 моль

2. Записуємо хімічне рівняння:

С6Н5OH + NaOH -> C6H5ONa + H2O

За рівнянням реакції n(C6H5OH):n(NaOH)=1:1, тому

n(NaOH)=n(C6H5OH)=0,2 моль

3. Обчислюємо масу лугу.

M(NaOH)=40 г/моль

m(NaOH)=n(NaOH)M(NaOH)=0,2 моль•40 л/моль=8 г

4. Обчислюємо масову частку лугу в розчині:

ω(NaOH)=m(NaOH):m(р-ну NaOH)=8 г : 500 г=0,016, або 1,6%

Відповідь: 1,6%

 

д) масу (г) бромної води з масовою часткою брому 3,2%, потрібної для добування 2,4,6-­трибромофенолу масою 99,3 г;

Відомо: m(С6H2Br3OH)=99,3 г, ω(Br)=3,2%, або 0,032

Знайти: m(розчину)-?

Розв'язання

1. Обчислюємо кількість речовини 2,4,6-трибромофенолу.

M(C6H2Br3OH)=331 г/моль

n(С6Н2Br3OH)=m(С6Н2Br3OH):M(C6H2Br3OH)=99,3 г : 331 г/моль=0,3 моль

2. Записуємо хімічне рівняння:

С6Н5OH + 3Br2 -> C6H2Br3OH + 3HBr

За рівнянням реакції n(Br2):n(C6H2Br3OH)=3:1, тому

n(Br2)=3n(C6H2Br3OH):3=30,3 моль=0,9 моль

3. Обчислюємо масу брому.

M(Br2)=160 г/моль

m(Br2)=n(Br2)M(Br2)=0,9 моль•160 г/моль=144 г

4. Обчислюємо масу розчину бромної води:

m(розчину)=m(Br2):ω(Br2)=144 г : 0,032=4500 г

Відповідь: 4500 г

 

е) об’єм (л) етану, який можна добути гідруванням етину об’ємом 40 л, об’ємна частка азоту в якому становить 2% (об’єми газів виміряно за однакових умов);

Відомо: V(С2H2 з дом.)=40 л, φ(дом.)=2%, або 0,02

Знайти: V(C2Н6)-?

Розв'язання

1. Об'єм чистого етину в суміші можна знайти двома способами:

1-й спосіб

V(дом.)=V(C2H2 дом.)φ(дом.)=40 л0,02=0,8 л

V(C2H2)=V(C2H2 з дом.)-V(дом.)=40 л - 0,8 л = 39,2 л

2-й спосіб

φ(С2Н2)=1-φ(дом.)=1-0,02=0,98

V(C2H2)=V(C2H2 дом.)φ(C2H2)=40 л0,98=39,2 л

2. Обчислюємо кількість речовини чистого етину:

n(С2Н2)=V(С2Н2):Vm=39,2 л : 22,4 л/моль=1,75 моль

3. Записуємо хімічне рівняння:

С2Н2 + 2H2 -> C2H6

За рівнянням реакції n(C2H2):n(C2H6)=1:1, тому

n(C2H6)=n(C2H2)=1,75 моль

4. Обчислюємо об'єм етану:

V(С2H6)=n(C2H6)Vm=1,75 моль22,4 л/моль=39,2 л

Відповідь: 39,2 л

 

є) масу (г) кальцій карбіду, масова частка домішок у якому становить 16%, для добування з нього послідовними перетвореннями: 

а) етену об’ємом 4,48 л (н. у.);

Відомо: V2H4)=4,48 л, ω(дом.)=16%, або 0,16

Знайти: m(CaC2 з дом.)-?

Розв'язання

1. Обчислюємо кількість речовини етену:

n(С2Н4)=V(С2Н4):Vm=4,48 л : 22,4 л/моль=0,2 моль

2. Записуємо хімічне рівняння гідрування етину:

С2H2 + H2 -> C2H4

За рівнянням реакції n(C2H2):n(C2H4)=1:1, тому

n(C2H2)=n(C2H4)=0,2 моль

3. Записуємо хімічне рівняння добування етину:

СaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2

За рівнянням реакції n(CaC2):n(C2H2)=1:1, тому

n(CaC2)=n(C2H2)=0,2 моль

4. Обчислюємо масу кальцій карбіду.

M(CaC2)=64 г/моль

m(CaC2)=n(CaC2)M(CaC2)=0,2 моль•64 л/моль=12,8 г

5. Обчислюємо масу кальцій карбіду з домішками:

ω(СаС2)=1-ω(дом.)=1-0,16=0,84

m(CaC2 з дом.)=m(СаС2):ω(СаС2)=12,8 г : 0,84=15,2 г

Відповідь: 15,2 г

 

б) етаналю масою 196 г;

Відомо: m(СH3CHO)=196 г, ω(дом.)=16%, або 0,16

Знайти: m(CaC2 з дом.)-?

Розв'язання

1. Обчислюємо кількість речовини етаналю.

M(СH3CHO)=44 г/моль

n(СH3CHO)=m(СH3CHO):M(CH3CHO)=196 г : 44 г/моль=4,45 моль

2. Записуємо хімічне рівняння гідратації етину:

С2H2 + H2O -> CH3CHO

За рівнянням реакції n(C2H2):n(CH3CHO)=1:1, тому

n(C2H2)=n(CH3CHO)=4,45 моль

3. Записуємо хімічне рівняння добування етину:

СaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2

За рівнянням реакції n(CaC2):n(C2H2)=1:1, тому

n(CaC2)=n(C2H2)=4,45 моль

4. Обчислюємо масу кальцій карбіду.

M(CaC2)=64 г/моль

m(CaC2)=n(CaC2)M(CaC2)=4,45 моль•64 л/моль=284,8 г

5. Обчислюємо масу кальцій карбіду з домішками:

ω(СаС2)=1-ω(дом.)=1-0,16=0,84

m(CaC2 з дом.)=m(СаС2):ω(СаС2)=284,8 г : 0,84=339 г

Відповідь: 339 г

 

в) бензену масою 176 г.

Відомо: m6H6)=176 г, ω(дом.)=16%, або 0,16

Знайти: m(CaC2 з дом.)-?

Розв'язання

1. Обчислюємо кількість речовини бензену.

M(С6H6)=78 г/моль

n(С6H6)=m(С6H6):M(C6H6)=176 г : 78 г/моль=2,26 моль

2. Записуємо хімічне рівняння тримеризації етину:

2H2 -> C6H6

За рівнянням реакції n(C2H2):n(C6H6)=3:1, тому

n(C2H2)=3n(C6H6)=32,26 моль=6,78 моль

3. Записуємо хімічне рівняння добування етину:

СaC2 + 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2

За рівнянням реакції n(CaC2):n(C2H2)=1:1, тому

n(CaC2)=n(C2H2)=6,78 моль

4. Обчислюємо масу кальцій карбіду:

M(CaC2)=64 г/моль

m(CaC2)=n(CaC2)M(CaC2)=6,78 моль•64 л/моль=433,92 г

5. Обчислюємо масу кальцій карбіду з домішками:

ω(СаС2)=1-ω(дом.)=1-0,16=0,84

m(CaC2 з дом.)=m(СаС2):ω(СаС2)=433,92 г : 0,84=516,6 г

Відповідь: 516,6 г

Інші завдання дивись тут...