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)•V_m=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 л•0,08=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 л•0,92=460 л

2. Обчислюємо кількість речовини чистого етену:

n(С₂Н₄)=V(С₂Н₄):V_m=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 моль•46 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 л•0,16=6,4 л

V(C₂H₂)=V(C₂H₂ з дом.)-V(дом.)=40 л - 6,4 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 л•0,84=33,6 л

2. Обчислюємо кількість речовини чистого етину:

n(С₂Н₂)=V(С₂Н₂):V_m=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 моль•44 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 г•0,05=8,2 г

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

2-й спосіб

ω(С₆Н₆)=1-ω(дом.)=1-0,05=0,95

m(C₆H₆)=m(C₆H₆ дом.)•ω(C₂H₂)=164 г•0,95=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:

2С₆Н₆ + 15O₂ -> 12CO₂ + 6H₂O

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

n(CO₂)=6•n(C₆H₆)=6•2 моль=12 моль

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

V(СO₂)=n(CO₂)•V_m=12 моль•22,4 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)=3•n(C₆H₂Br₃OH):3=3•0,3 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 л•0,02=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 л•0,98=39,2 л

2. Обчислюємо кількість речовини чистого етину:

n(С₂Н₂)=V(С₂Н₂):V_m=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)•V_m=1,75 моль•22,4 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: V(С₂H₄)=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):V_m=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: m(С₆H₆)=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:

3С₂H₂ -> C₆H₆

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

n(C₂H₂)=3•n(C₆H₆)=3•2,26 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...