Завдання 1
Коефіцієнти перед формулами газуватих реактантів і продуктів реакції в рівнянні вказують на об'ємні відношення газів.
Об’єми газів під час хімічних реакцій відносяться як коефіцієнти в хімічному рівнянні.
1 м3 = 1000 л
1 л = 1000 мл
Завдання 2
Закон об’ємних відношень газів: за незмінних температури й тиску об’єми газів, які беруть участь у реакції, відносяться між собою як невеликі цілі числа.
Одиниці вимірювання об’ємів газуватих речовин: м3, л, мл.
Завдання 3
Перетворіть схему реакції на рівняння. Визначте об’ємні відношення газів.
N2 + O2 = 2NO
V(N2):V(O2):V(NO)=1:1:2
Завдання 4
Суміш етину C2H2 з киснем використовують для зварювання та різання металів. Продуктами реакції горіння етину є вуглекислий газ і вода. Складіть схему реакції, перетворіть схему на рівняння реакції.
2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
Обчисліть об’єм (л) карбон (ІV) оксиду, який утворився внаслідок спалювання етину об’ємом 20 л. Об’єми всіх газів виміряні за однакових умов.
Відомо: V(C2H2) = 20 л
Знайти: V(CO2)–?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
20 л х л
2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
2 л 4 л
20 л / 2 л = х л / 4 л, звідси
х = V(CO2) = 20 л • 4 л : 2 л = 40 л
Відповідь: 40 л.
Завдання 5
Обчисліть об’єм (л) кисню, який необхідний для одержання озону об’ємом 30 л. Об’єми всіх газів виміряні за однакових умов.
Відомо: V(O3) = 30 л
Знайти: V(O2)–?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
х л 30 л
3O2 = 2O3
3 л 2 л
х л / 3 л = 30 л / 2 л, звідси
х = V(O2) = 30 л • 3 л : 2 л = 45 л
Відповідь: 45 л.
Завдання 6
Реакцію горіння пентану C5H12 описують схемою C5H12 + О2 → СО2 + Н2О. Доберіть коефіцієнти та обчисліть об’єм (мл) кисню, який потрібен для спалювання пентану (н.у.) об'ємом 250 мл. Об’єми всіх газів виміряні за однакових умов.
Відомо: V(C5H12) = 250 мл
Знайти: V(O2)–?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
250 мл х мл
C5H12 + 8O2 = 5CO2 + 6H2O
1 мл 8 мл
250 мл / 1 мл = х мл / 8 мл, звідси
х = V(O2) = 250 мл • 8 мл : 1 мл = 2000 мл
Відповідь: 2000 мл.
Завдання 7
Термічний розклад метану відбувається за схемою: CH4 → C2H2 + Н2 Перетворіть схему на рівняння та обчисліть об’єм (л) водню, який можна одержати з метану об'ємом 560 л. Об’єми всіх газів виміряні за однакових умов.
Відомо: V(CH4) = 560 л
Знайти: V(H2)–?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
560 л х л
2CH4 = C2H2 + 3H2
2 л 3 л
560 л / 2 л = х л / 3 л, звідси
х = V(H2) = 560 л • 3 л : 2 л = 840 л
Відповідь: 840 л.
Завдання 8
Обчисліть об’єми (м3) азоту та водню, які потрібно використати для синтезу амоніаку об’ємом 100 м3. Об’єми всіх газів виміряні за однакових умов.
Відомо: V(NH3) = 100 м3
Знайти: V(N2)–?, V(H2)–?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
x м3 y м3 100 м3
N2 + 3H2 = 2NH3
1 м3 3 м3 2 м3
х м3 / 1 м3 = 100 м3 / 2 м3, звідси
х = V(N2) = 100 м3 • 1 м3 : 2 м3 = 50 м3
у м3 / 3 м3 = 100 м3 / 2 м3, звідси
у = V(Н2) = 100 м3 • 3 м3 : 2 м3 = 150 м3
Відповідь: 100 м3 азоту і 150 м3 водню.
Завдання 9
Обчисліть об’єми (л) нітроґен (ІІ) оксиду та кисню (н.у.), які необхідні для одержання нітроґен (ІV) оксиду кількістю речовини 6 моль.
Відомо: n(NO2) = 6 моль
Знайти: V(NO)–?, V(O2)–?
Розв'язання
Обчислюємо об'єм нітроген (IV) оксиду.
V(NO2) = n(NO2) • Vm = 6 моль • 22,4 л/моль = 134,4 л
Записуємо рівняння реакції:
x л у л 134,4 л
2NO + O2 = 2NO2
2 л 1 л 2 л
х л / 2 л = 134,4 л / 2 л, звідси
х = V(NО) = 134,4 л • 2 л : 2 л = 134,4 л
у л / 1 л = 134,4 л / 2 л, звідси
у = V(О2) = 134,4 л • 1 л : 2 л = 67,2 л
Відповідь: 134,4 л NO і 67,2 л O2.
Завдання 10
*Чи вистачить водню об'ємом 500 мл для гідрування бутину об'ємом 0,5 л за рівнянням реакції C4H6 + 2Н2 = C4H10?
Відомо: V0(H2) = 500 мл, V(C4H6) = 0,5 л
Знайти: V(H2)–?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
x л 0,5 л
C4H6 + 2H2 = C4H10
2 л 1 л
х л / 2 л = 0,5 л / 1 л, звідси
х = V(H2) = 0,5 л • 2 л : 1 л = 1 л = 1000 мл
1000 мл > 500 мл
Відповідь: не вистачить.
Завдання 11
Обчисліть об’єм (м3) вуглекислого газу, який утвориться під час спалювання суміші пропану й бутану об’ємом 50 м3. Об’ємна частка бутану в ній становить 70%. Об’єми всіх газів виміряні за однакових умов.
Відомо: V(суміші) = 50 м3, ϕ(C4H10)=70%
Знайти: V(H2)–?
Розв'язання
Обчислюємо об'єми пропану і бутану в суміші газів.
V(C4H10) = V(суміші)•ϕ(C4H10) = 50 м3 • 70% : 100% = 35 м3
ϕ(C3H8) = 100% – ϕ(C4H10) = 100% – 70% = 30%
V(C3H8) = V(суміші)•ϕ(C3H8) = 50 м3 • 30% : 100% = 15 м3
Записуємо рівняння реакції горіння бутану.
35 м3 х м3
2C4H10 + 13O2 = 8CO2 + 10H2O
2 м3 8 м3
35 м3 / 2 м3 = х м3 / 8 м3, звідси
х = V1(СO2) = 35 м3 • 8 м3 : 2 м3 = 140 м3
Записуємо рівняння реакції горіння пропану.
15 м3 х м3
C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O
1 м3 3 м3
15 м3 / 1 м3 = х м3 / 3 м3, звідси
х = V2(СO2) = 15 м3 • 3 м3 : 1 м3 = 45 м3
Обчислюємо суму об'ємів пропану і бутану в суміші газів.
V1(СO2) + V2(CO2) = 140 м3 + 45 м3 = 185 м3
Відповідь: 185 м3.
Перевір себе
1. В атмосфері кисню амоніак горить за реакцією 4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O. Який об’єм (мл) азоту утвориться під час взаємодії амоніаку об’ємом 40 мл з киснем?
| а) 40 | б) 15 | в) 20 | г) 50 |
40 мл х мл
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O
4 мл 2 мл
40 мл / 4 мл = х мл / 2 мл, звідси
х = V(N2) = 40 мл • 2 мл : 4 мл = 20 мл
2. Укажіть об’єм хлору (л), який потрібно використати для одержання гідроґен хлориду об'ємом 100 л.
| а) 10 | б) 15 | в) 50 | г) 100 |
х л 100 л
Cl2 + H2 = 2HCl
1 л 2 л
х л / 1 л = 100 л / 2 л, звідси
х = V(Cl2) = 100 л • 1 л : 2 л = 50 л
3. Під час взаємодії хлору з амоніаком утворюються азот і гідроґен хлорид. Обчисліть об’єм (м3) амоніаку, який необхідно використати для одержання азоту об'ємом 26 м3.
| а) 20 | б) 26 | в) 50 | г) 52 |
26 м3 х м3
3Cl2 + 2NH3 = N2 + 6HCl
1 м3 2 м3
26 м3 / 1 м3 = х м3 / 2 м3, звідси
х = V(NH3) = 26 м3 • 2 м3 : 1 м3 = 52 м2
4. Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях:
1) Стехіометричні коефіцієнти в хімічних рівняннях реакцій показують число об’ємів газуватих речовин, які реагують та утворюються під час реакції за н.у.
2) Під час розв’язування задач, де реактантами й продуктами реакції є газуваті речовини, слід керуватися двома законами: законом Авоґадро та законом об’ємних відношень газів.