Інші завдання дивись тут...

 Зверніть увагу, майже кожна хімічна задача може бути

розв'язана кількома способами. Намагайтеся віднаходити

 різні варіанти розв'язування конкретної задачі, але обирайте

той з них, який є найраціональнішим.

Зеленим кольором даються пояснення. 

Завдання для засвоєння матеріалу

Вправа 1. Проаналізуйте рівняння реакції горіння метану подібно до того, як це зроблено в цьому параграфі для реакції горіння сірководню.

Розглянемо рівняння реакції горіння метану:

СН4 + 2O2 = СO2 + 2H2O

З нього видно, що один моль метану СН4 реагує із двома молями кисню О2 з утворенням одного моля вуглекислого газу СО2 і двох молей води Н2О.

Якщо в реакцію вступає x моль метану, то співвідношення реагентів і продуктів реакції виглядає так:

n(СН4):n(O2):n(СO2):n(H2O)=x : 2x : x : 2x=1 : 2 : 1 : 2

або  n(СН4)/1=n(O2)/2=n(СO2)/1=n(H2O)/2

 

Вправа 2. У якому кількісному співвідношенні слід змішати залізо із сіркою для добування ферум (ІІ) сульфіду?

Розглянемо рівняння реакції добування ферум (ІІ) сульфіду:

Fe + S = FeS

З нього видно, що один моль заліза Fe реагує із одним молем сірки S з утворенням одного моля ферум (ІІ) сульфіду FeS.

Якщо в реакцію вступає x моль заліза, то співвідношення реагентів і продуктів реакції виглядає так:

n(Fe):n(S):n(FeS)=x : x : x=1 : 1 : 1 або n(Fe)/1= n(S)/1=n(FeS)/1

 

Вправа 3. Визначте співвідношення кількості речовини реагентів для добування купрум (ІІ) оксиду з простих речовин.

Розглянемо рівняння реакції добування купрум (ІІ) оксиду з простих речовин (кисню): 2Сu + O2 = 2CuO

З нього видно, що два моля міді Cu реагує із одним молем кисню O2 з утворенням двох молей купрум (ІІ) оксиду CuO.

Якщо в реакцію вступає x моль міді, то співвідношення реагентів і продуктів реакції виглядає так:

n(Cu):n(O2):n(CuO)=2x : x : 2x=2 : 1 : 2 або n(Cu)/2= n(O2)/1=n(CuO)/2 

 

Вправа 4. Обчисліть кількість речовини фосфор (V) оксиду, що утвориться після згоряння фосфору кількістю речовини 2 моль. Яка кількість речовини кисню витрачається при цьому?

Відомо: n(Р)=2 моль

Знайти: n(Р2О5)-?, n(О2)-?

Розв'язування

Записуємо рівняння реакції: 4Р + 5О2 =2Р2О5

За рівнянням реакції n(P):n(P2O5)=4:2, звідси

n(P2О5)4=2n(P), тому 

n(P2О5)=2n(P):4=22 моль:4 моль=1 моль

За рівнянням реакції n(P):n(O2)=4:5, звідси

n(О2)4=5n(P), тому 

n(О2)=5n(P):4=52 моль:4 моль=2,5 моль

Відповідь: n(P2О5)=1 моль, n(О2)=2,5 моль

 

Вправа 5. Визначте кількість речовини кальцій гідроксиду, що утворюється внаслідок взаємодії води з:

а) 0,5 моль кальцій оксиду;

Відомо: n(СаО)=0,5 моль

Знайти: n(Са(ОН)2)-?

Розв'язування

Записуємо рівняння реакції: СаО + Н2О=Са(ОН)2

За рівнянням реакції n(СаО):n(Са(ОН)2)=1:1, кількості речовини однакові,

n(Са(ОН)2)=n(СаО)=0,5 моль

Відповідь: 0,5 моль

б) 8 г кальцій оксиду.

Відомо: m(СаО)=8 г

Знайти: n(Са(ОН)2)-?

Розв'язування

І спосіб

1. Обчислюємо кількість речовини CaO масою 8 г за формулою n=m/M, де M=Mrг/моль

Mr(СаО)=Ar(Ca)+Ar(O)=40+16=56, тому М(СаО)=56 г/моль

n(СаО)=m(СаО)/M(CaO)=8 г : 56 г/моль=0,14 моль

2. Записуємо рівняння реакції: СаО + Н2О=Са(ОН)2

За рівнянням реакції n(СаО):n(Са(ОН)2)=1:1, кількості речовини однакові,

n(Са(ОН))2=n(СаО)=0,14 моль

ІІ спосіб 

Записуємо рівняння реакції: СаО + Н2О =Са(ОН)2

За рівнянням реакції n(Са(ОН)2)/1=n(СаО)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини кальцій оксиду на співвідношення мас.

n(Са(ОH)2)=m(СаО)/M(CaO)

Обчислюємо молярну масу СаО і підставляємо значення у формулу.

Mr(СаО)=Ar(Ca)+Ar(O)=40+16=56, тому М(СаО)=56 г/моль

n(Са(ОH)2)=8 г: 56 г/моль=0,14 моль

Відповідь: 0,14 моль

 

Вправа 6. Складіть рівняння реакції згоряння амоніаку NH3 у кисні з утворенням азоту й води. Обчисліть об’єм кисню (н. у.), що необхідний для спалювання амоніаку кількістю 24 моль. Який об’єм (н.у.) кожного з продуктів реакції при цьому утворюється?

Відомо: n(NH3)=24 моль

Знайти: V(О2)-?, V(N2)-?, V(H2O)-?

Розв'язування

І спосіб

Записуємо рівняння реакції: 4NH3 + 3О2=2N2 + 6H2O

За рівнянням реакції n(NH3)/4=n(О2)/3, звідси 

n(О2)4=3n(NH3), тому 

n(О2)=3n(NH3):4=324 моль:4=18 моль

За рівнянням реакції n(NH3)/4=n(N2)/2, звідси

n(N2)4=2n(NH3), тому 

n(N2)=2n(NH3):4=224 моль:4=12 моль

За рівнянням реакції n(NH3)/4=n(Н2О)/6, звідси

n(Н2О)4=6n(NH3), тому 

n(Н2О)=6n(NH3):4=624 моль:4=36 моль

Обчислюємо об'єм заданої кількості речовини за формулою V=nVM, де VM - постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль.

V(O2)=n(O2)VM=18 моль22,4 л/моль=403,2 л

V(N2)=n(N2)VM=12 моль22,4 л/моль=268,8 л 

V(Н2О)=n(H2O)VM=36 моль•22,4 л/моль=806,4 л

ІІ спосіб 

Записуємо рівняння реакції: 4NH3 + 3О2 = 2N2 + 6H2O

За рівнянням реакції n(NH3)/4=n(О2)/3

Замінюємо кількість речовини кисню на об'єм

n(NH3)/4=V(О2)/(3VM)

Звідси виражаємо об'єм кисню:

V(О2)4=3VMn(NH3), тому 

V(О2)=3VMn(NH3):4=3•22,4 л/моль24 моль:4=403,2 л

За рівнянням реакції n(NH3)/4=n(N2)/2

Замінюємо кількість речовини азоту на об'єм: 

n(NH3)/4=V(N2)/(2VM)

Звідси виражаємо об'єм азоту:

V(N2)4=2VMn(NH3), тому

V(N2)=2VMn(NH3):4=2•22,4л/моль24 моль:4=268,8 л

За рівнянням реакції n(NH3)/4=n(Н2О)/6

Замінюємо кількість речовини води на об'єм: 

n(NH3)/4=V(Н2О)/(6VM)

Звідси виражаємо об'єм води:

V(Н2О)4=6VMn(NH3), тому

V(Н2О)=6VMn(NH3):4=6•22,4 л/моль24 моль:4=806,4 л  

Відповідь: V(О2)=403,2 л; V(N2)=268,8 л; V(Н2О)=806,4 л

 

Вправа 7. Обчисліть масу кальцій карбонату, що утворюється внаслідок взаємодії карбон (IV) оксиду об’ємом 11,2 л (н. у.) з кальцій оксидом.

Відомо: V(CO2)=11,2 л

Знайти m(СаСО3)-?

Розв'язування

І спосіб 

1. Обчислюємо кількість речовини СО2 об'ємом 11,2 л за формулою n=V/VM

n(CO2)=V(CO2)/VM=11,2 л : 22,4 л/моль=0,5 моль

2. Записуємо рівняння реакції: СаО + СО2 = СаСО3

За рівнянням реакції n(CO2):n(CаСO3)=1:1, кількість речовини однакова,

n(СаCO3)=n(CO2)=0,5 моль

3. Обчислюємо масу CaCO3 кількістю речовини 0,5 моль за формулою m=nM, де

М=Mrг/моль

Mr(СаСО3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3Ar(O)=40+12+316=100, М(СаСО3)=100 г/моль

m(СаCO3)=n(СаCО3)M(CaСO3)=0,5 моль•100 г/моль=50 г

ІІ спосіб 

Записуємо рівняння реакції: СаО + СО2 = СаСО3

За рівнянням реакції n(CaO)/1=n(CaCO3)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини кальцій оксиду на співвідношення об’ємів, а кількість речовини кальцій карбонату — на співвідношення мас.

V(CaO)/VM=m(CaCO3)/M(CaCO3)

Звідси виражаємо масу кальцій карбонату:

m(CaCO3)Vм=М(CaCO3)V(CaO), тому

m(CaCO3)=М(CaCO3)V(CaO):VM

Обчислюємо молярну масу СаСО3 і підставляємо значення у формулу.

Mr(СаСО3)=Ar(Ca)+Ar(C)+3Ar(O)=40+12+316=100, тому М(СаСО3)=100 г/моль

m(CaCO3)=100 г/моль 11,2 л : 22,4 л/моль=50 г

Відповідь: 50 г

 

Вправа 8. Обчисліть масу сульфур (VІ) оксиду, необхідну для добування сульфатної кислоти масою 4,9 г.

Відомо: m(H2SO4)=4,9 г

Знайти m(SO3)-?

Розв'язування

І спосіб

1. Обчислюємо кількість речовини сульфатної кислоти масою 4,9 г за формулою n=m/M, де

m=Mг/моль

Mr(H2SO4)=2Ar(H)+Ar(S)+4Ar(O)=2•1+32+416=98, тому М(H2SO4)=98 г/моль

n(H2SO4)=m(H2SO4)/M(H2SO4)=4,9 г : 98 г/моль=0,05 моль

2. Записуємо рівняння реакції: 3 + Н2О = Н24 

За рівнянням реакції n(SO3):n(Н2SO4)=1:1, кількості речовини однакові,

n(SO3)=n(H2SO4)=0,05 моль

3. Обчислюємо масу SO3 кількістю речовини 0,05 моль обчислюємо за формулою m=nM

Mr(SО3)=Ar(S)+3Ar(O)=32+316=80, тому М(SО3)=80 г/моль

m(SО3)=n(SО3)M(SО3)=0,05 моль•80 г/моль=4 г

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: 3 + Н2О = Н24 

За рівнянням реакції n(SO3)/1=n(Н2SO4)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини сульфур (VІ) оксиду і сульфатної кислоти на співвідношення мас.

m(SO3)/М(SO3)=m(H2SO4)/M(H2SO4)

Звідси виражаємо масу сульфур (VІ) оксиду:

m(SО3)М(H2SO4)=М(SО3)m(H2SO4), тому

m(SO3)=М(SO3)m(H2SO4):M(H2SO4)

Обчислюємо молярну масу речовин і підставляємо значення у формулу.

Mr(SО3)=Ar(S)+3Ar(O)=32+316=80, тому М(SО3)=80 г/моль

Mr(H2SO4)=2Ar(H)+Ar(S)+4Ar(O)=2•1+32+416=98, тому М(H2SO4)=98 г/моль

m(SO3)=80 г/моль • 4,9 г : 98 г/моль=4 г

Відповідь: 4 г

 

Вправа 9. Обчисліть масу гідроген пероксиду, необхідну для добування кисню об’ємом 5,6 л (н. у.).

Відомо: V(O2)=5,6 л

Знайти m(Н2О2)-?

Розв'язування

І спосіб 

1. Обчислюємо кількість речовини кисню об'ємом 5,6 л.

n(O2)=V(O2)/VM=5,6 л : 22,4 л/моль=0,25 моль

2. Записуємо рівняння реакції: 2О2 = О2 + 2Н2О

За рівнянням реакції n(Н2O2):n(O2)=2:1, кількість речовини Н2О2 удвічі більша від кількості речовини О2, тому  n(Н2O2)=2n(O2)=20,25 моль=0,5 моль

3. Масу Н2О2 кількістю речовини 0,5 моль обчислюємо за формули m=nM, де М=Mrг/моль.

Mr2О2)=2Ar(Н)+2Ar(O)=21+216=34, тому М(Н2О2)=34 г/моль

m(Н2O2)=n(Н2О2)M(Н2O2)=0,5 моль•34 г/моль=17 г

ІІ спосіб 

Записуємо рівняння реакції: 2О2 = О2 + 2Н2О

За рівнянням реакції n(Н2O2)/2=n(O2)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини кисню на співвідношення об’ємів, а кількість речовини гідроген пероксиду — на співвідношення мас.

m(H2O2)/(2М(H2O2))=V(O2)/VM

Звідси виражаємо масу гідроген пероксиду:

m(Н2O2)Vм=2М(Н2O2)V(O2), тому

m(Н2O2)=2М(Н2O2)V(O2):VM

Обчислюємо молярну масу Н2О2 і підставляємо значення у формулу.

Mr2О2)=2Ar(Н)+2Ar(O)=21+216=34, М(Н2О2)=34 г/моль

m(Н2O2)=234 г/моль5,6 л:22,4 л/моль=17 г

Відповідь: 17 г

 

Вправа 10. Карбон (ІV) оксид можна добути спалюванням вуглецю або метану. Обчисліть, якої речовини й у скільки разів більше (за масою) необхідно для добування карбон (ІV) оксиду об’ємом 28 л (н. у.).

Відомо: V(СO2)=28 л

Знайти: m(С)-?, m(СН4)-?

Розв'язування

І спосіб 

1. Обчислюємо кількість речовини СО2 об'ємом 28 л за формулою n=V/VM

n(СO2)=V(СO2)/VM=28 л : 22,4 л/моль=1,25 моль

2. Записуємо рівняння реакцій спалювання вуглецю і метану:

С + О2 = СО2    (1)

СН4 + 2О2= СО2 + 2Н2О    (2)

За рівнянням реакції (1) n(С):n(CO2)=1:1, кількість речовини однакова,

n(C)=n(CO2)=1,25 моль

За рівнянням реакції (2) n(СН4):n(CO2)=1:1, кількість речовини однакова,

n(CН4)=n(CO2)=1,25 моль

3. Обчислюємо маси заданої кількості речовини обчислюємо за формули m=nM, де

М=Mrг/моль

Mr(С)=Ar(С)=12, М(С)=12 г/моль

m(С)=n(С)M(С)=1,25 моль•12 г/моль=15 г

Mr(СН4)=Ar(С)+4Ar(Н)=12+41=16, М(СН4)=16 г/моль

m(СН4)=n(СН4)M(СН4)=1,25 моль•16 г/моль=20 г

Визначимо у скільки разів більше необхідно маси метану, ніж маси вуглецю:

m(CH4):M(C)=20 г : 15 г =1,3 рази 

ІІ спосіб 

Записуємо рівняння реакцій спалювання метану і вуглецю:

С + О2 = СО2    (1)

СН4 + 2О2= СО2 + 2Н2О   (2)

За рівнянням реакції (1) n(С)/1=n(СO2)/1

За рівнянням реакції (2) n(СН4)/1=n(СO2)/1

У цих співвідношеннях замінюємо кількість речовини карбон (IV) оксиду на співвідношення об’ємів, а кількість речовини вуглецю і метану — на співвідношення мас

m(С)/М(С)=V(СO2)/VM  (1)

звідси виражаємо масу вуглецю:

m(С)Vм=М(С)V(СO2), тому

m(С)=М(С)V(СO2):VM

Обчислюємо молярну масу вуглецю і підставляємо значення у формулу.

Mr(С)=Ar(С)=12, тому М(С)=12 г/моль

m(С)=12 г/моль • 28 л : 22,4 л/моль=15 г

m(СН4)/М(СН4))=V(СO2)/VM  (2), 

звідси виражаємо масу метану:

m(СН4)Vм=М(СН4)V(СO2), тому 

m(СН4)=М(СН4)V(СO2):VM

Обчислюємо молярну масу метану і підставляємо значення у формулу.

Mr(СН4)=Ar(С)+4Ar(Н)=12+41=16, тому М(СН4)=16 г/моль

m(СН4)=16 г/моль • 28 л : 22,4 л/моль=20 г

Визначимо у скільки разів більше необхідно маси метану, ніж маси вуглецю:

m(CH4):M(C)=20 г : 15 г =1,3 рази

Відповідь: у 1,3 рази більше необхідно маси метану, ніж маси вуглецю.

 

Вправа 11. Обчисліть масу ортофосфатної кислоти, що утворюється внаслідок взаємодії фосфор (V) оксиду масою 1 кг з водою.

Відомо: m(P2О5)=1 кг=1000 г

Знайти m(Н3PO4)-?

Розв'язування

І спосіб 

1. Обчислюємо кількість речовини Р2О5 масою 1 кг за формулою n=m/M, де

М=Mr кг/кмоль

Mr(P2О5)=2Ar(P)+5Ar(O)=2•31+516=142, тому М(P2О5)=142 г/моль

n(Р2O5)=m(P2O5)/M(P2O5)=1000 г : 142 г/моль=7,04 моль

2. Записуємо рівняння реакції: Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4 

За рівнянням реакції n(Р2O5):n(Н3РO4)=1:2, кількість речовини Н3РО4 удвічі більша від кількості речовини Р2О5, n(Н3РО4)=2n(Р2O5)=27,04 моль=14,08 моль

3. Обчислюємо масу H3PO4 кількістю речовини 14,08 моль за формулою m=nM

Mr3РО4)=3Ar(Н)+Ar(Р)+4Ar(O)=31+31+416=98, М(Н3РО4)=98 г/моль

m(Н3РО4)=n(Н3РО4)M(Н3РО4)=14,08 моль•98 г/моль=1380 г

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4

За рівнянням реакції n(Р2O5)/1=n(Н3РO4)/2

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини фосфор (V) оксиду і ортофосфатної кислоти на співвідношення мас.

m(Р2O5)/М(Р2O5)=m(H3PO4)/(2M(H3PO4))

Звідси виражаємо масу ортофосфатної кислоти:

m(Н3РО4)М(Р2О5)=2М(Н3РО4)m(P2O5), тому

m(Н3PO4)=2М(Н3PO4)m(P2O5):M(P2O5)

Обчислюємо молярну масу речовин і підставляємо значення у формулу.

Mr(P2О5)=2Ar(P)+5Ar(O)=2•31+516=142, тому М(P2О5)=142 г/моль

Mr3РО4)=3Ar(Н)+Ar(Р)+4Ar(O)=31+31+416=98, тому М(Н3РО4)=98 г/моль

m(Н3PO4)=298 г/моль1000 г:142 г/моль=1380 г

Відповідь: 1380 г

 

Вправа 12. Під час пропускання сульфур (ІV) оксиду крізь розчин барій гідроксиду утворилася сіль масою 43,4 г. Обчисліть об’єм (н.у.) витраченого газу.

Відомо: m(BaSO3)=43,4 г

Знайти: V(SO2)-?

Розв'язування

І спосіб

1. Обчислюємо кількість речовини BaSO3 масою 43,4 г за формулою n=m/M, де

М=Mг/моль

Mr(BaSO3)=Ar(Ba)+Ar(S)+3Ar(O)=137+32+316=217, M(BaSO3)=217 г/моль

n(BaSO3)=m(BaSO3)/M(BaSO3)=43,4 г : 217 г/моль=0,2 моль

2. Записуємо рівняння реакції: Ва(ОН)2 + SO2 = BaSО3 + H2O

За рівнянням реакції n(SO2):n(BaSO3)=1:1, кількість речовини однакова, тому 

n(SO2)=n(BaSO3)=0,2 моль

3. Обчислюємо об'єм SO2 кількістю речовини 0,2 моль за формулою n=V/VM

V(SO2)=n(SO2)VM=0,2 моль22,4 л/моль=4,48 л

ІІ спосіб

Записуємо рівняння реакції: Ba(OH)2 + SO2 = BaSO3 + H2O

За рівнянням реакції n(SО2)/1=n(BaSO3)/1

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини сульфур (IV) оксиду на співвідношення об’ємів, а кількість речовини cолі — на співвідношення мас. 

V(SO2)/VM=m(BaSO3)/M(BaSO3)

Звідси виражаємо об'єм газу сульфур (IV) оксиду:

V(SO2)•М(BaSO3)=m(BaSO3)VM, тому

V(SO2)=m(BaSO3)VM:M(BaSO3)

Обчислюємо молярну масу BaSO3 і підставляємо значення у формулу.

Mr(BaSO3)=Ar(Ba)+Ar(S)+3Ar(O)=137+32+316=217, M(BaSO3)=217 г/моль

V(SO2)=43,4 г • 22,4 л/моль : 217 г/моль=4,48 л

Відповідь: 4,48 л

Інші завдання дивись тут...