Другие задания смотри здесь

Обратите внимание, почти каждая химическая задача

может быть решена несколькома способами. 

Cтарайтесь находить  разные варианты решения задачи, 

но выбирайте тот из них, который является рациональным.

Зеленым цветом даются объяснения. 

Упражнение 147 Какую максимальную массу этанола можно получить из 25 м3 этена (н.у.), если этот углеводород содержит 8% этана?

Дано: V(С2H42Н6)=25 м3φ2Н6)=8%

Найти: m(C2H5OH)-?

Решение

І способ

1. Рассчитываем бъем основного вещества (этена) в смеси углеводородов.

φ(С2H4)=100%-φ(С2Н6)=100% - 8%=92%

V(С2H4)=(φ(С2H4)V(С2H4,C2H6)):100%=92%25 м3:100%=23 м3 

2. Составляем уравнение реакции:  

 23 м3               x кг

  C2H4 + H2О -> C2H5OH

 22,4 м3            46 кг 

М(С2Н5OH)=46 кг/кмоль, масса 1 кмоль=46 кг

При н.у. 1 кмоль газа занимает объем 22,4 м3

х=m(C2H5OH)=23 м3 • 46 кг : 22,4 м3=47,2 кг

ІІ способ

1. Рассчитываем объем основного вещества (этена) в смеси углеводородов.

V(CH4)=(φ(CH4)V(С2H4,CH4)):100%=8%25 м3:100%=2 м3

V(С2H4)=V2H4,CH4)-V(CH4)=25 м3-2 м3=23 м3

2. Вычисляем количество вещества этена:

n(C2H4)=V(C2H4):VM=23 м3 : 22,4 м3/кмоль=1,026 кмоль

3. Составляем уравнение реакции:  C2H4 + H2О -> C2H5OH

По уравнению реакции n(C2H4):n(C2H5OH)=1:1, поэтому

n(C2H5OH)=n(C2H4)=1,026 кмоль

М(С2Н5OH)=46 кг/кмоль

m(C2H5OH)=n(C2H5OH)M(C2H5OH)=1,026 кмоль•42 кг/кмоль=47,2 кг

Ответ: 47,2 кг этанола

 

Упражнение 148 При дегидратации 16,7 г пропан-1-ола, содержащего примесь воды, образовалось 5,6 л углеводорода (н.у.). Определите массовую долю воды в спирте.

Дано: m(С3H7OH с прим.)=16,7 г, V(C3H6)=5,6 л

Найти: w(прим.)-?

Решение

І способ

1. Составляем уравнение реакции: 

х г          5,6 л

C3H7OH -> C3H6 + H2O

60 г         22,4 л 

М(С3Н7OH)=60 г/моль, масса 1 моль=60 г

При н.у. 1 моль газа занимает объем 22,4 л

х=m(C3H7OH)=60 г • 5,6 л : 22,2 л =15 г (чистое вещество)

2. Рассчитываем массовую долю примесей (воды) в смеси спирта.

m(прим.)=m(C3H7OH с прим.)-m(C3H7OH)=16,7 г-15 г=1,7 г

w(прим.)=(m(прим.):m(C3H7OH с прим.))100%=(1,7 г • 100%):16,7 г=

=10,2%

ІІ способ

1. Вычисляем количество вещества углеводорода:

n(C3H6)=V(C3H6):VМ=5,6 л : 22,4 л/моль=0,25 моль

2. Составляем уравнение реакции: C3H7OH -> C3H+ H2O

По уравнению реакции n(C3H7OH):n(C3H6)=1:1, поэтому

n(C3H7OH)=n(C3H6)=0,25 моль

М(С3Н7OH)=60 г/моль

m(C3H7OH)=n(C3H7OH)M(C3H7OH)=0,25 моль•60 г/моль=15 г

3. Рассчитываем массовую долю примесей (воды) в смеси спирта.

w3Н7OH)=(m(C3H7OH):m(C3H7OH с прим.))100%=(15 г:16,7 г)100%=

=89,8%

w(прим.)=100%-w(C3H7OH)=100%-89,8%=10,2%

Ответ: 10,2%

 

Упражнение 149 Содержал ли фенол заметное количество примесей, если для реакции с натрием взяли 23,6 г фенола, а получили 29 г фенолята?

Дано: m(С6H5OH с прим.)=23,6 г, m(C6H5ONa)=29 г

Найти: w(прим.)-?

Решение

І способ

1. Составляем уравнение реакции: 

  х г                      29 г

6Н5ОН + 2Nа -> 2С6Н5ОNa + Н2

 188 г                    232 г 

М(С6Н5OH)=94 г/моль, масса 1 моль=94 г, а масса 2 моль=188 г

М(С6Н5ONa)=116 г/моль, масса 1 моль=116 г, а масса 2 моль=232 г

х=m(C6H5OH)=29 г • 188 г : 232 г =23,5 г

2. Рассчитываем массовую долю примесей в смеси.

m(прим.)=m(C6H5OH с прим.)-m(C6H5OH)=23,6 г-23,5 г=0,1 г

w(прим.)=(m(прим.):m(C6H5OH с прим.))100%=(0,1 г:23,6 г)100%=

=0,42%

ІІ способ

1. Вычисляем количество вещества фенолята:

М(С6Н5ONa)=116 г/моль

n(C6H5ONa)=m(C6H5ONa):M(C6H5ONa)=29 г : 116 г/моль=0,25 моль

2. Составляем уравнение реакции: 6Н5ОН + 2Nа -> 2С6Н5ОNa + Н2

По уравнению реакции n(C6H5OH):n(C6H5ONa)=2:2=1:1, поэтому

n(C6H5OH)=n(C6H5ONa)=0,25 моль

М(С6Н5OH)=94 г/моль

m(C6H5OH)=n(C6H5OH)M(C6H5OH)=0,25 моль94 г/моль=23,5 г

3. Рассчитываем массовую долю примесей в смеси.

w(С6Н5OH)=(m(C6H5OH):m(C6H5OH с прим.))100%=(23,5 г:23,6 г)100%=

=99,58%

w(прим.)=100%-w6Н5OH)=100%-99,58%=0,42% 

Ответ: фенол не содержал заметное количество примесей

 

Упражнение 150 Какую максимальную массу этаналя можно получить из 20 г кальций карбида, в котором содержится 12% примесей?

Дано: m(CaС2 с прим.)=20 гw(прим.)=12%

Найти: m(CH3СHO)-?

Решение

І способ

1. Рассчитываем массу основного вещества (чистого кальций карбида).

ω(СаС2)=100%-ω(прим.)=100% - 12% = 88%

m(СаС2)=(ω(CaС2)m(CaС2 с прим.)):100%=88%20 г:100%=17,6 г 

2. Составляем уравнение реакции получения етина:

17,6 г             х моль

СaC2  + 2H2O -> C2H2 + Ca(OH)2

64 г              1 моль

М(CaС2)=64 г/моль, масса 1 моль=64 г

х=n(C2H2)=17,6 г • 1 моль : 64 г=0,275

3. Составляем уравнение реакции получения этаналя:

0,275 моль              х г

  С2H2    + H2O -> CH3CHO 

1 моль                 44 г

М(СН3CHO)=44 г/моль, масса 1 моль=44 г

х=m(CH3CHO)=0,275 моль • 44 г : 1 моль=12,1 г

ІІ способ

1. Рассчитываем массу основного вещества (чистого кальций карбида).

m(прим.)=(w(прим.)m(CaС2 с прим.)):100%=12%20 г:100%=2,4 г

m(СаС2)=m(CaС2 с прим.)-m(прим.)=20 г - 2,4 г=17,6 г

2. Вычисляем количество вещества кальций карбида:

М(СаС2)=64 г/моль

n(CaC2)=m(CaC2):M(CaC2)=17,6 г : 64 г/моль=0,275 моль

3. Составляем уравнение реакции получения етина:

СaC2 +2H2O -> C2H2 + Ca(OH)2

По уравнению реакции n(CaC2):n(C2H2)=1:1, поэтому

n(C2H2)=n(CaC2)=0,275 моль

4. Составляем уравнение реакции получения этаналя: 

С2H2 + H2O -> CH3CHO

По уравнению реакции n(C2H2):n(CH3CHO)=1:1, поэтому

n(CH3CHO)=n(C2H2)=0,275 моль

М(СН3CHO)=44 г/моль

m(CH3CHO)=n(CH3CHO)M(CH3CHO)=0,275 моль44 г/моль=12,1 г

Ответ: 12,1 г этаналя

 

Упражнение 151 Какой объем водорода (н.у.) выделится в результате взаимодействия 2 г лития с достаточным количеством муравьиной кислоты, если массовая доля примесей в металле равна 3%?

Дано: m(Li с прим.)=2 г, w(прим.)=3%

Найти: V(H2)-?

Решение

І способ

1. Рассчитываем массу основного вещества (чистого лития) в металле.

ω(Li)=100%-w(прим.)=100% - 3% = 97%

m(Li)=(w(Li)m(Li с прим.)):100%=97%2 г:100%=1,94 г

2. Составляем уравнение реакции: 

             1,94 г                х л

2HCOOH + 2Li -> 2HCOOLi + H2

             14 г               22,4 л

М(Li)=7 г/моль, масса 1 моль=7 г, а масса 2 моль=14 г

При н.у. 1 моль газа занимает объем 22,4 л

х=V(H2)=1,94 г • 22,4 л : 14 г=3,1 л

ІІ способ

1. Рассчитываем массу основного вещества (чистого лития) в металле.

m(прим.)=(w(прим.)m(Li с прим.)):100%=3%2 г:100%=0,06 г

m(Li)=m(Li с прим.)-m(прим.)=2 г - 0,06 г=1,94 г

2. Вычисляем количество вещества лития:

М(Li)=7 г/моль

n(Li)=m(Li):M(Li)=1,94 г : 7 г/моль=0,28 моль

3. Составляем уравнение реакции: 2HCOOH + 2Li -> 2HCOOLi + H2

По уравнению реакции n(Li):n(H2)=2:1, поэтому

n(H2)=n(Li):2=0,28 моль:2=0,14 моль

V(H2)=n(H2)•VM=0,14 моль22,4 л/моль=3,1 л

Ответ: 3,1 л водорода

 

Упражнение 152 Вычислите массовую долю примесей в этене, если для реакции с бромом взяли 3,7 г этого газа, а прореагировало 20 г брома.

Дано: m(Br2)=20 г, m(C2H4 с прим.)=3,7 г

Найти: w(прим.)-?

Решение

І способ

1. Составляем уравнение реакции: 

 х г     20 г

С2H4 + Br2 -> C2H4Br2

28 г   160 г

М(С2Н4)=28 г/моль, масса 1 моль=28 г

М(Br2)=160 г/моль, масса 1 моль=160 г

х=m(C2H4)=20 г • 28 г : 160 г = 3,5 г

2. Рассчитываем массовую долю примесей в этене.

m(прим.)=m(C2H4 с прим.)-m(C2H4)=3,7 г - 3,5 г=0,2 г

w(прим.)=(m(прим.):m(C2H4 с прим.))100%=0,2 г : 3,7 г • 100%=5,4%

ІІ способ

1. Вычисляем количество вещества брома:

М(Br2)=160 г/моль

n(Br2)=m(Br2):M(Br2)=20 г : 160 г/моль=0,125 моль

2. Составляем уравнение реакции: С2H4 + Br2 -> C2H4Br2

По уравнению реакции n(C2H4):n(Br2)=1:1, поэтому

n(C2H4)=n(Br2)=1,25 моль

М(С2Н4)=28 г/моль

m(C2H4)=n(C2H4)M(C2H4)=0,125 моль28 г/моль=3,5 г

3. Рассчитываем массовую долю примесей в этене.

w(C2H4)=(m(C2H4):m(C2H4 с прим.))100%=3,5 г : 3,7 г • 100%=94,6%

w(прим.)=100%-w(C2H4)=100% - 94,6%=5,4%

Ответ: 5,4%

 

Упражнение 153 Найдите массу углекислого газа, образовавшегося при сжигании 1 т угля в избытке воздуха, если суммарная массовая доля всех элементов в угле, кроме Карбона, составляла 10%.

Дано: m(C с прим.)=1 т =1000 кг, w(прим.)=10%

Найти: V(H2)-?

Решение

І способ

1. Рассчитываем массу основного вещества (углерода) в угле.

m(прим.)=(w(прим.)m(С с прим.)):100%=10%1000 кг:100%=100 кг

m(С)=m с прим.)-m(прим.)=1000 кг - 100 кг=900 кг

2. Составляем уравнение реакции: 

900 кг          х кг

  С +   O2 -> CO2

 12 кг         44 кг

М(С)=12 кг/кмоль, масса 1 кмоль=12 кг

М(СО2)=44 кг/кмоль, масса 1 кмоль=44 кг

х=m(CO2)=900 кг • 44 кг : 12 кг = 3300 кг=3,3 т

ІІ способ

1. Рассчитываем массу основного вещества (углерода) в угле.

w(С)=100%-w(прим.)=100% - 10%=90%

m)=(w(С)m(С с прим.)):100%=90%1000 кг:100%=900 кг

2. Вычисляем количество вещества углерода:

М(С)=12 кг/кмоль

n(С)=m(С):M(С)=900 кг : 12 кг/кмоль=7,5 кмоль

3. Составляем уравнение реакции: С + O2 -> CO2

По уравнению реакции n(C):n(СО2)=1:1, поэтому 

n(CО2)=n(С)=7,5 кмоль

М(СО2)=44 кг/кмоль

m(CH2)=n(CH2)M(CH2)=7,5 кмоль44 кг/кмоль=3300 кг=3,5 т

Ответ: 3,3 т углекислого газа

Другие задания смотри здесь