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. 

Перевірте себе

1. На основі якого закону складають хімічні рівняння? Хімічні рівняння складають на основі закону збереження маси речовин: маса речовин, що вступили у реакцію, дорівнює масі речовин, що утворилися після реакції.

2. Що показують коефіцієнти в хімічному рівнянні? Коефіцієнти в хімічному рівнянні показують кількісні співвідношення речовин, які беруть участь в хімічній реакції та утворюються внаслідок її перебігу.

 

Застосуйте свої знання й уміння

Вправа 1. На шальки терезів помістили дві колби з хлоридною кислотою. На шийку кожної з двох колб надягли по гумовій повітряній кульці. В одній кульці – натрій карбонат, у другій – кальцій карбонат. Терези зрівноважили. Потім підняли одну з кульок так, щоб натрій карбонат потрапив у кислоту. Поясніть явище, яке відбулося внаслідок цієї дії (рис. 21.4). Відбулася хімічна реакція: натрій карбонат прореагував з хлоридною кислотою з утворенням газу, який "надув" кульку. Поміркуйте й поясніть, чому терези залишилися зрівноваженими. Є експериментальним підтвердженням закону збереження мас речовин.  

Спрогнозуйте, чи вийдуть терези з рівноваги, якщо кальцій карбонат з другої кульки пересипати в колбу з кислотою. Ні, не вийдуть терези з рівноваги. 

 

Вправа 2. Обчисліть кількість речовини (моль) кальцій гідроксиду, який утвориться в результаті реакції кальцій оксиду кількістю речовини:

а) 0,5 моль; б) 3 моль; в) 6 моль з водою.

Відомо: a) n(СaO)=0,5 моль; б) n(СaO)=3 моль; в) n(СaO)=6 моль.

Знайти: n(Сa(OH)2)-?

Розв'язування.

І спосіб

Записуємо хімічне рівняння: CaO + H2O = Ca(OH)2

На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Беручи до уваги те, що прореагувало 1 моль кальцій оксиду з утворенням 1 моль кальцій гідроксиду, записуємо співвідношення речовин: n(CaO):n(Ca(OH)2)=1:1.  Виражаємо кількість речовини кальцій гідроксиду через кількість речовини кальцій оксиду та обчислюємо її:

a) n(Ca(OH)2)=n(CaO)=0,5 моль;  

б) n(Ca(OH)2)=n(CaO)=3 моль; 

в) n(Ca(OH)2)=n(CaO)=6 моль. 

ІІ спосіб

Цю задачу можна розв'язати в інший спосіб - складанням пропорції. 

а) Записуємо хімічне рівняння:

0,5 моль           х моль

CaO   +   H2O = Ca(OH)2

1 моль              1 моль

Під формулами сполук СаО і Са(ОН)2 записуємо їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні (1 моль й 1 моль відповідно), а над формулами - наведену в умові задачі кількість речовини кальцій оксиду (0,5 моль) і невідому кількість речовини кальцій гідроксиду (х моль).

Складаємо пропорцію й розв'язуємо її:

за рівнянням реакції з 1 моль СаО утворюється 1 моль Са(ОН)2,

за умовою задачі з 0,5 моль СаО - х моль Са(ОН)2.

1 моль / 0,5 моль = 1 моль / х моль

х моль • 1 моль = 0,5 моль • 1 моль

х = 0,5 моль  1 моль / 1 моль

х = 0,5 моль.

Аналогічно розв'язуємо б) і в).

Відповідь: а) 0,5 моль; б) 3 моль; в) 6 моль.

 

Вправа 3. Обчисліть масу (г) сульфур (ІV) оксиду, який прореагував з водою, якщо продуктом реакції є сульфітна кислота кількістю речовини:

а) 2,5 моль; б) 4 моль; в) 0,5 моль.

Відомо: a) n(H2SO3)=2,5 моль; б) n(H2SO3)=4 моль; в) n(H2SO3)=0,5 моль.

Знайти: m(SO2)-?

Розв'язування.

І спосіб

Записуємо хімічне рівняння: SO2 + H2O = H2SO3

На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Беручи до уваги те, що прореагувало 1 моль сульфур (IV) оксиду з утворенням 1 моль сульфітної кислоти, записуємо співвідношення речовин n(SO2):n(H2SO3)=1:1.  Виражаємо кількість речовини сульфур (IV) оксиду через кількість речовини сульфітної кислоти та обчислюємо її:

a) n(SO2)=n(H2SO3)=2,5 моль;  

б) n(SO2)=n(H2SO3)=4 моль; 

в) n(SO2)=n(H2SO3)=0,5 моль; 

Масу заданої кількості речовини обчислюємо за формулою: m=nM, де M=Mr г/моль.

Mr(SO2)=Ar(S)+2Ar(O)=32+216=64, тому M(SO2)=64 г/моль.

a) m(SO2)=n(SO2)●M(SO2)=2,5 моль64 г/моль = 160 г;  

б) m(SO2)=n(SO2)●M(SO2)=4 моль64 г/моль = 254 г; 

в) m(SO2)=n(SO2)●M(SO2)=0,5 моль64 г/моль = 32 г.

ІІ спосіб

Цю задачу можна розв'язати в інший спосіб - складанням пропорції. 

а) Записуємо хімічне рівняння:

х г                  2,5 моль

SO2   +   H2O = H2SO3

64 г                   1 моль

Над формулами сполук H2SO3 і SO2 записуємо наведену в умові задачі кількість речовини кислоти (2,5 моль) і невідому масу оксиду (х г), а під формулами сполук - кількість речовини і масу відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) оксиду й, відповідно, масу 1 моль, бо прореагувало 1 моль сульфур (IV) оксиду SO2 з утвореннм 1 моль сульфітної кислоти H2SO3.

Mr(SO2)=Ar(S)+2Ar(O)=32+216=64, тому M(SO2)=64 г/моль.

Маса 1 моль = 64 г..

Складаємо пропорцію й розв'язуємо її:

за рівнянням реакції 1 моль H2SO3 утворюється з 64 г SO2,

за умовою задачі 2,5 моль H2SO3 - з х г SO2.

1 моль / 2,5 моль = 64 г / х г

х г • 1 моль = 2,5 моль • 64 г

х = 2,5 моль  64 / 1 моль

х = 160 г.

Аналогічно розв'язуємо б) і в).

Відповідь: а) 160 г; б) 254 г; в) 32 г.

 

Вправа 4. Обчисліть масу (г) брому, який прореагував з воднем, якщо продуктом реакції є гідроген бромід (бромоводень) об’ємом (н.у.):

а) 11,2 л; б) 56 л; в) 0,224 л.

Відомо: a) V(HBr)=11,2 л; б) V(HBr)=56 л; в) V(HBr)=0,224 л.

Знайти: m(Br2)-?

Розв'язування.

Кількість речовини заданого об'єму обчислюємо за формулою: n=V/Vm, де Vm - постійна величина і за н.у. чисельно доравнює 22,4 л/моль.

a) n(HBr)=V(HBr)/Vm=11,2 л : 22,4 л/моль = 0,5 моль;  

б) n(HBr)=V(HBr)/Vm=56 л : 22,4 л/моль = 2,5 моль;

в) n(HBr)=V(HBr)/Vm=0,224 л : 22,4 л/моль = 0,01 моль;

Записуємо хімічне рівняння: Br2 + H2 = 2HBr

На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Беручи до уваги те, що прореагувало 1 моль брому з утворенням 2 моль бромоводню, записуємо співвідношення речовин n(Br2):n(HBr)=1:2.  Виражаємо кількість речовини брому через кількість речовини бромоводню та обчислюємо її:

a) n(Br2)=n(HBr):2=0,5 моль:2=0,25 моль;  

б) n(Br2)=n(HBr):2=2,5 моль:2=1,25 моль

в) n(Br2)=n(HBr):2=0,01 моль:2=0,005 моль

Масу заданої кількості речовини обчислюємо за формулою: m=nM, де M=Mrг/моль.

Mr(Br2)=2Ar(Br)=280=160, тому M(Br2)=160 г/моль.

a) m(Br2)=n(Br2)●M(Br2)=0,25 моль●160 г/моль = 40 г;  

б) m(Br2)=n(Br2)●M(Br2)=1,25 моль●160 г/моль = 200 г;

в) m(Br2)=n(Br2)●M(Br2)=0,005 моль●160 г/моль = 0,8 г. 

ІІ спосіб

Цю задачу можна розв'язати в інший спосіб - складанням пропорції. 

а) Записуємо хімічне рівняння:

х г               11,2 л

Br2  +  H2  =  2HBr

160 г               44,8 л

Над формулами сполук HBr і Br2 записуємо наведений в умові задачі об'єм газу бромоводню (11,2 л) і невідому масу брому (х г), а під формулами сполук - об'єм і масу відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mг/моль) брому й, відповідно, масу 1 моль, бо прореагувало 1 моль брому Br2 з утвореннм 2 моль бромоводню HBr (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 2 моль газу займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 л).

Mr(Br2)=2Ar(Br)=280=160, тому M(Br2)=160 г/моль.

Маса 1 моль = 160 г.

Складаємо пропорцію й розв'язуємо її:

за рівнянням реакції 44,8 л HBr утворюється з 160 г Br2,

за умовою задачі 11.2 л HBr - з х г Br2.

44,8 л / 11,2 л = 160 г / х г

х г • 44,8 л = 11,2 л • 160 г

х = 11,2 л  160 г / 44,8 л

х = 40 г.

Аналогічно розв'язуємо б) і в).

Відповідь: а) 40 г; б) 200 г; в) 0,8 г.

 

Вправа 5. *50-літровий балон містить скраплений пропан С3Н8 масою 20 кг, 27-літровий – пропан масою 11 кг, 5-літровий – пропан масою 3 кг. Обчисліть масу води та об’єм (н. у.) карбон(IV) оксиду – продуктів повного згоряння пропану з кожного балона.

Відомо: m1(C3H8)=20000 г; m2(C3H8)=11000 г; m3(C3H8)=3000 г.

Знайти: m1(H2O)-?, m2(H2O)-?, m3(H2O)-? 

          V1(CO2)-?, V2(CO2)-?, V3(CO2)-?

Розв'язування.

І спосіб

Кількість речовини заданої маси обчислюємо за формулою: n=m/M, де M=Mr г/моль.

Mr(C3H8)=3Ar(C)+8Ar(H)=312+81=44, тому M(C3H8)=44 г/моль.

n1(C3H8)=m1(C3H8)/M(C3H8)=20000 г: 44 г/моль = 454,55 моль;

n2(C3H8)=m2(C3H8)/M(C3H8)=11000 г: 44 г/моль = 250 моль; 

n3(C3H8)=m3(C3H8)/M(C3H8)=3000 г: 44 г/моль = 68,18 моль;  

Записуємо хімічне рівняння: С3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O

На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. 

Беручи до уваги те, що прореагувало 1 моль пропану з утворенням 3 моль карбон (IV) оксиду, записуємо перше співвідношення речовин n(C3H8):n(CO2)=1:3.  Виражаємо кількість речовини карбон (IV) оксиду через кількість речовини пропану та обчислюємо її:

a) n(CO2)=3n(C3H8)=3454,55 моль=1363,65 моль;  

б) n(CO2)=3n(C3H8)=3250 моль=750 моль

в) n(CO2)=3n(C3H8)=368,18 моль=204,54 моль

Беручи до уваги те, що прореагувало 1 моль пропану з утворенням 4 моль води, записуємо друге співвідношення речовин n(C3H8):n(Н2О)=1:4.  Виражаємо кількість речовини води через кількість речовини пропану та обчислюємо її:

a) n(H2O)=4n(C3H8)=4454,55 моль=1818,2 моль;  

б) n(H2O)=4n(C3H8)=4250 моль=1000 моль

в) n(H2O)=4n(C3H8)=468,18 моль=272,72 моль

Масу заданої кількості речовини обчислюємо за формулою: m=nM, де M=Mr г/моль.

Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=21+16=18, тому M(H2O)=18 г/моль.

a) m(H2O)=n(H2O)●M(H2O)=1818,2 моль●18 г/моль = 32727,6 г=32,7 кг;  

б) m(H2O)=n(H2O)●M(H2O)=1000 моль●18 г/моль = 18000 г=18 кг;

в) m(H2O)=n(H2O)●M(H2O)=272,72 моль●18 г/моль = 4909 г=4,9 кг. 

Об'єм заданої кількості речовини обчислюємо за формулою: V=nVm, де Vm -постівна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль .

a) V(CO2)=n(CO2)●Vm=1363,65 моль●22,4 л/моль=30545 л;  

б) V(CO2)=n(CO2)●Vm=750 моль●22,4 л/моль=16800 л;

в) V(CO2)=n(CO2)●Vm=204,54 моль●22,4 л/моль=4582 л.

ІІ спосіб

Цю задачу можна розв'язати в інший спосіб - складанням пропорції. 

а) Записуємо хімічне рівняння:

20000 г         х л       у г

С3H8 + 5O2 = 3CO2 + 4H2O

44 г              67,2 л    72 г   

Над формулами сполук С2H8, CO2 i H2O записуємо наведену в умові задачі масу пропану (20000 г) та невідомі об'єм карбон (IV) оксиду (х л) і масу води (у г), а під формулами сполук - об'єм і масу відповідної кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярну масу (M=Mrг/моль) пропану і води й, відповідно, масу 1 моль пропану й 4 моль води, бо прореагувало 1 моль пропану С3Н8 з утворенням 4 моль води й виділенням 3 моль газу карбон (IV) оксиду СO2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 кл,  а 3 моль газу займуть утричі більший об'єм, тобто 67,2 л).

Mr(C3H8)=3Ar(C)+8Ar(H)=312+81=44, тому M(C3H8)=44 г/моль.

Маса 1 моль = 44 г.

Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=21+16=18, тому M(H2O)=18 г/моль.

Маса 1 моль = 18 г, а маса 4 моль=72 г.

Складаємо дві пропорції й розв'язуємо їх.

Пропорція для обчислення об'єму карбон (IV) оксиду:

за рівнянням реакції з 44 г С3H8 утворюється 67,2 л СO2,

за умовою задачі з 20000 г С3Н8 - х л СO2.

44 г / 20000 г = 67,2 л / х л

х л • 44 г = 67,2 л • 20000 г

х = 67,2 л  20000 г / 44 г

х =30545 л

Пропорція для обчислення маси води:

за рівнянням реакції з 44 г С3H8 утворюється 72 г Н2О,

за умовою задачі з 20000 г С3Н8 - у г Н2О.

44 г / 20000 г = 72 г / у г

у г • 44 г = 72 г • 20000 г

у = 72 г  20000 г / 44 г

у =32727 г=32,7 кг.

Аналогічно розв'язуємо б) і в).

Відповідь: а) маса 32,7 кг і об'єм 30545 л; б) маса 18 кг і об'єм 16800 л; в) маса 4,9 кг і об'єм 4582 л.

Інші завдання дивись тут...