Завдання 1
Закінчіть речення:
Каталізатор — це речовина, яка прискорює хімічну реакцію та залишається після її перебігу незмінною.
Інгібітор — це речовини, які уповільнюють або повністю зупиняють хімічні реакції.
У лабораторії кисень одержують реакцією розкладу оксигеновмісних речовин, що легко розкладаються.
Завдання 2
Як одержують кисень у промисловості?
У промисловості кисень одержують двома методами: фракційною перегонкою (ректифікація) повітря або електролізом води.
Які речовини використовують для одержання кисню в лабораторії?
Для одержання кисню в лабораторії використовують гідроґен пероксид (Н2О2), калій перманґанат (KMnO4), калій хлорат калію KСlO3 (бертолетова сіль), калій нітрат KNO3 (чилійська селітра).
Як зібрати кисень?
Кисень збирають двома методами: витісненням води і витісненням повітря.
На яких його властивостях базують використання цих методів?
Кисень погано розчиняється у воді і різною є густина кисню й повітря.
Як довести наявність кисню? Тліюча скіпка, внесена в посудину, яскраво спалахує.
Завдання 3
Поміркуйте, чому не варто в кімнаті, де ви спите, тримати багато вазонів.
Рослини, що є у вазонах, під час фотосинтезу виділяють кисень. Вдихання повітря з підвищеним вмістом кисню може мати серйозні наслідки для здоров'я. Яскравою ознакою перенасичення киснем є запаморочення. Вдихання чистого кисню протягом тривалого часу може спричинити запалення легень і дихальну недостатність. У дуже високих концентраціях кисень може викликати судоми.
Завдання 4
Використовуючи додаткові джерела інформації, знайдіть і запишіть 5 прикладів застосування кисню.
1. Балони зі стиснутим повітря використовують для забезпечення дихання космонавтів, льотчиків, водолазів, аквалангістів, пожежників.
2. Теплову енергію, яка виділяється унаслідок окиснення сміття та гною, використовують для обігріву парників і котетжів.
3. Киснево–ацетиленовий пальник застосовують для зварювання та різання металу.
4. Збагачення повітря киснем використовують технологічні процеси, пов'язані з окисненням речовин, які є основою теплової енергетики та металургії.
5. Рідкий кисень — ефективний окисник ракетного палива.
Завдання 5
Калій хлорат КСlO3 (бертолетова сіль), калійна селітра KNO3 і натрієва селітра NaNO3 часто є компонентами піротехнічних сумішей. Це пов’язано з тим, що вони розкладаються з виділенням кисню, який активно підтримує горіння, навіть із вибухом. Обчисліть масову частку Оксиґену в цих сполуках.
Обчислюємо відносну формульну масу сполук.
Mr(KClO3)=Ar(K)+Ar(Cl)+3•Ar(O)=39+35,5+3•16=122,5
Mr(KNO3)=Ar(K)+Ar(N)+3•Ar(O)=39+14+3•16=101
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85
Обчислюємо масову частку Оксигену у сполуках.
w1(O)=3•Ar(O)/Mr(KClO3)=3•16:122,5=0,392, або 39,2%
w2(O)=3•Ar(O)/Mr(KNO3)=3•16:101=0,475, або 47,5%
w3(O)=3•Ar(O)/Mr(NaNO3)=3•16:85=0,565, або 56,5%
Відповідь: w1(O)=39,2%, w2(O)=47,5%, w3(O)=56,5%.
Завдання 6
Калій перманґанат КМnO4 у лабораторіях використовують для одержання кисню. Обчисліть масу Оксиґену, що міститься в речовині масою 25 г.
Дано: n(KMnO4)=25 г
Знайти: m(O)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини калій перманганату.
Mr(KMnO4)=Ar(K)+Ar(Mn)+4Ar(O)=39+55+64=158, тому М(KMnO4)=158 г/моль
n(KMnO4) = m(KMnO4) : M(KMnO4) = 25 г : 158 г/моль = 0,16 моль
Складаємо схему для обчислення кількості речовини Оксигену:
0,16 моль x моль
KMnO7 → 7O
1 моль 7 моль
Складаємо пропорцію і обчислюємо кількість речовини Оксигену:
0,16 моль/1 моль = х моль/7 моль, звідси
х = n(O)=0,16 моль • 7 моль : 1 моль = 1,12 моль
Обчислюємо масу Оксигену.
M(O)=16 г/моль
m(O) = n(O) • M(O) = 1,12 моль • 16 г/моль = 17,92 г
Відповідь: 17,92 г.
Завдання 7*
Яке число молекул кисню міститься в повітрі масою 1 кг?
Дано: m(повітря) = 1 кг = 1000 г, wповітрі(O2)=23%
Знайти: N(O2) – ?
Розв’язання
Обчислюємо масу кисню в повітрі.
m(O2)=m(повітря) • wповітрі(O2) : 100% = 1000 г • 23% : 100% = 230 г
Обчислюємо кількість речовини кисню.
M(O2)=32 г/моль
n(O2) = m(O2) : M(O2) = 230 г : 32 г/моль = 7,1875 моль
Обчислюємо число молекул кисню.
N(O2) = n(O2) • NA = 7,1875 моль • 6,02•1023 моль–1 = 4,326875•1024
Відповідь: 4,326875•1024 молекул кисню.
Завдання 8
Яка кількість речовини (моль) кисню утворюється під час фотосинтезу з вуглекислого газу кількістю речовини 3 моль?
Відомо: n(CO2) = 3 моль
Знайти: n(O2) – ?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
3 моль х моль
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2
6 моль 6 моль
3/6 = х/6, звідси х = n(O2) = 3 • 6 : 6 = 3 моль
Відповідь: 3 моль.
Завдання 9
Обчисліть кількість речовини (моль) гідроґен пероксиду, який потрібно використати для одержання кисню кількістю речовини 0,5 моль.
Відомо: n(O2) = 0,5 моль
Знайти: n(H2O2) – ?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
x моль 0,5 моль
2H2O2 = H2O + O2
2 моль 1 моль
x/2 = 0,5/1, звідси х = n(H2O2) = 0,5 • 2 : 1 = 1 моль
Відповідь: 1 моль.
Завдання 10
Обчисліть кількість речовини (моль) кисню, який одержав би Дж. Прістлі, якщо б для свого досліду використав меркурій (ІІ) оксид масою 43,4 г.
Дано: m(HgO) = 43,4 г
Знайти: n(O2) – ?
Розв’язання
Обчислюємо кількість речовини меркурій (II) оксиду.
Mr(HgO)=Ar(Hg)+Ar(O)=201+16=217, тому М(HgO)=217 г/моль
n(HgO) = m(HgO) : M(HgO) = 43,4 г : 217 г/моль = 0,2 моль
Записуємо рівняння реакції:
0,2 моль x моль
2HgO = 2Hg + O2
2 моль 1 моль
0,2/2 = х/1, звідси х = n(O2) = 0,2 • 1 : 2 = 0,1 моль
Відповідь: 0,1 моль.
Завдання 11
Яка кількість речовини (моль) натрій нітриту NaNO2 утворюється під час розкладу натрій нітрату NaNO3, якщо виділяється кисень кількістю речовини 1,5 моль?
Відомо: n(O2) = 1,5 моль
Знайти: n(NaNO2) – ?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
x моль 1,5 моль
2NaNO3 = 2NaNO2 + O2
2 моль 1 моль
x/2 = 1,5/1, звідси х = n(NaNO2) = 1,5 • 2 : 1 = 3 моль
Відповідь: 3 моль.
Завдання 12
Обчисліть маси (г) утворених продуктів реакції, якщо розклали калій хлорат масою 24,5 г. Назвіть продукти реакції.
Дано: m(KClO3) = 24,5 г
Знайти: m(KCl) – ?, m(O2) – ?
Розв’язання
Обчислюємо кількість речовини калій хлорату.
Mr(KClO3)=Ar(K)+Ar(Cl)+3Ar(O)=39+35,5+48=122,5, тому М(KClO3)=122,5 г/моль
n(KClO3) = m(KClO3) : M(KClO3) = 24,5 г : 122,5 г/моль = 0,2 моль
Записуємо рівняння реакції:
0,2 моль x моль у моль
2KClO3 = 2KCl + O2
2 моль 2 моль 1 моль
0,2/2 = х/2, звідси х = n(KCl) = 0,2 • 2 : 2 = 0,2 моль
0,2/2 = у/1, звідси у = n(O2) = 0,2 • 1 : 2 = 0,1 моль
Обчислюємо масу калій хлориду і кисню.
М(KCl)=74,5 г/моль, M(O2)=32 г/моль
m(KCl) = n(KCl) • M(KCl) = 0,2 моль • 74,5 г/моль = 14,9 г
m(O2) = n(O2) • M(O2) = 0,1 моль • 32 г/моль = 3,2 г
Відповідь: 14,9 г калій хлориду і 3,2 г кисню.
Завдання 13*
Яку кількість речовини (моль) кисню отримає Селена з одної пляшки аптечного розчину перекису водню об’ємом 100 мл і масовою часткою розчиненої речовини 3%. Густина розчину приблизно дорівнює 1 г/см3.
Дано: V(розчину) = 100 мл, ρ(розчину)=1 г/мл, w(H2O2)=3%
Знайти: n(O2) – ?
Розв’язання
Обчислюємо масу розчину.
m(розчину) = V(розчину) • ρ(розчину) = 100 мл • 1 г/мл = 100 г
Обчислюємо масу перекису водню.
m(H2O2) = m(розчину) • w(H2O2) : 100% = 100 г • 3% : 100% = 3 г
Обчислюємо кількість речовини перекису водню.
М(H2O2)=34 г/моль
n(H2O2) = m(H2O2) : M(H2O2) = 3 г : 34 г/моль = 0,09 моль
Записуємо рівняння реакції:
0,09 моль x моль
2H2O2 = H2O + O2
2 моль 1 моль
0,09/2 = x/1, звідси х = n(O2) = 0,09 • 1 : 2 = 0,045 моль
Відповідь: 0,045 моль.
Перевірте себе
2. Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях:
1) Кисень одержують розкладом гідроґен пероксиду в присутності каталізатора.
2) Каталізатор прискорює хімічну реакцію й не перетворюється в продукт реакції.