Інші завдання дивись тут...

САМОСТІЙНА РОБОТА 

І рівень

Завдання 1. Обчисліть відносну густину за повітрям.

І варіант: етену. 

Відомо: С2Н4       

Знайти: Dповітря2Н4)-? 

Розв'язування

Dповітря2Н4)=Mr2Н4)/Mr(повітря)=28/29=0,97, де

Mr(C2H4)=2•Ar(C)+4•Ar(H)=2•12+4•1=28

Mr(повітря)=29

ІІ варіант: етину.

Відомо: С2Н2       

Знайти: Dповітря2Н2)-? 

Розв'язування

Dповітря(С2Н2)=Mr2Н2)/Mr(повітря)=26/29=0,9, де

Mr(C2H2)=2•Ar(C)+2•Ar(H)=2•12+2•1=26

Mr(повітря)=29

II рівень

Завдання 2. Обчисліть масові частки Карбону в:

І варіант: етені.

Відомо: C2H4                   

Знайти: ω(C)-?

Розв'язування

Mr(C2H4)=2•Ar(C)+4•Ar(H)=2•12+4•1=28

ω(C)=2•Ar(C)/Mr(C2H4)=2•12/28=0,86,

або, помноживши число 0,86 на 100%, одержимо 86%

II варіант: етині.

Відомо: C2H2                 

Знайти: ω(C)-?

Розв'язування

Mr(C2H2)=2•Ar(C)+2•Ar(H)=2•12+2•1=26

ω(C)=2•Ar(C)/Mr(C2H2)=2•12/26=0,92, або 92%

III рівень

Завдання 3. Хлорометан використовують у синтезі багатьох органічних речовин. Напишіть рівняння добування хлорометану та обчисліть, який об'єм метану (н.у.) і масу хлору треба взяти для добування 30,3 кг цього продукту.

Відомо: m(СH3Сl)=30,3 кг

Знайти: V(СН4)-? m(HCl)-?

Розв'язування

І спосіб

Записуємо рівняння реакції.

 х м3       у кг     30,3 кг  

 CH4 +    Cl2 →  CH3Cl +   HCl 

22,4 м3     71 кг    50,5 кг   

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 кмоль метану СН4 (1 кмоль газу за н.у. займає об'єм 22,4 м3) і 1 кмоль хлору Cl2, з утворенням 1 кмоль хлорометану CН3Cl. Обчислюємо молярну масу (Mrкг/кмоль=M) речовин й, відповідно, масу 1 кмоль хлору і 1 кмоль хлорометану.

Mr(Cl2)=2•Ar(Cl)=2•35,5=71, M(Cl2)=71 кг/кмоль. Маса 1 кмоль=71 кг

Mr(СН3Cl)=Ar(C)+3•Ar(H)+Ar(Cl)=12+3•1+35,5=50,5  

M(CH3Cl)=50,5 кг/кмоль.  Маса 1 кмоль = 50,5 кг

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єму метану

х м3 / 22,4 м= 30,3 кг / 50,5 кг, звідси

х м3 • 50,5 кг = 22,4 м3 • 30,3 кг

х = 22,4 м3 • 30,3 кг : 50,5 кг

х =V(CH4)=13,44 м3

За допомогою пропорції обчислюємо  масу хлору

у кг / 71 кг = 30,3 кг / 50,5 кг, звідси

у кг • 50,5 кг = 71 кг • 30,3 кг

х = 71 кг • 30,3 кг : 50,5 кг

х =m(Cl2)=42,6 кг

ІІ спосіб

Обчислюємо кількість речовини хлорометану масою 30,3 кг  за формулою v=m/M, де Mrкг/кмоль=M.

Mr(СН3Cl)=Ar(C)+3•Ar(H)+Ar(Cl)=12+3•1+35,5=50,5  M(CH3Cl)=50,5 кг/кмоль. 

v(СH3Cl)=m(CH3Cl):M(CH3Cl)=30,3 кг : 50,5 кг/кмоль=0,6 кмоль

Записуємо рівняння реакції:  CH4+Cl2→ CH3Cl+HCl

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 кмоль метану СН4 і 1 кмоль хлору Cl2, з утворенням 1 кмоль хлорометану CН3Cl, кількості речовини однакові, тому

v(Cl2)=v(HCl)=v(СH3Cl)=0,6 кмоль 

Обчислюємо об'єм метану кількістю речовини 0,6 кмоль за формулою V=v•Vм, де - Vм постійна величина і дорівнює 22,4 м3/кмоль за н.у.

V(СН4)=v(CH4)VM=0,6 кмоль•22,4 м3/кмоль=13,44 м3

Обчислюємо масу хлору кількістю речовини 0,6 кмоль за формулю m=y•M, де Мrкг/кмоль=М

Mr(Cl2)=2•Ar(Cl)=2•35,5=71, M(Cl2)=71 кг/кмоль.

m(Cl2)=v(Cl2)M(Cl2)=0,6 кмоль•71 кг/кмоль=42,6 кг

Відповідь. V(Сl2)=13,44 м3; m(СH3Cl)=42,6 кг.

 

Завдання 4. Етин об'ємом 112 л (н.у.) повністю згорів. Обчисліть, який об'єм кисню і повітря витратився під час горіння.

Дано: V(C2H2)=112 л

Знайти: V(О2)-? V(повітря)-?

Розв'язування

Примітка: найкраще розв'язувати задачу з використанням закону об'ємних відношень (закону Гей-Люссака), який будете вивчати через декілька уроків (дивись спосіб ІІІ і IV).

І спосіб

Запишемо рівняння реакції:

112 л      х л

2Н2 + 5О2 → 4СО2 + 2Н2О    

44,8л     112 л

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. За н.у. 1 моль газу займає об'єм 22,4 л, тоді 2 моль займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 л, а 5 моль - у 5 разів більший об'єм, тобто 112 л.

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні  реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню

112 л / 44,8 л = х л / 112 л, звідси

х л • 44,8 л = 112 л • 112 л

х = 112 л • 112 л : 44,8 л

х = V(O2)=280 л

У повітрі кисню близько 20% за об'ємом (або 1/5 частина), тому повітря треба взяти у 5 разів більшого об'єму:

V(повітря)=5V(О2)= 5•280 л=1400 л

ІІ спосіб

Обчислюємо кількість речовини за формулою v=V/VM, де VM - постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль

v(C2H2)=V(C2H2)/VM=112 л : 22,4 л/моль=5 моль

Записуємо рівняння реакції: 2Н2+5О2->4СО2+2Н2О

За рівнянням маємо v(C2H2):v(O2)=2:5=1:2,5, тому

v(O2)=2,5•v(C2H2)=2,5•5 моль=12,5 моль

Обчислюємо об'єм кисню кількістю речовини 12,5 моль за формулою V=n•VM, де VM - постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль

V(O2)=n(О2)•VM=12,5 моль•22,4 л/моль=280 л

У повітрі об'ємна частка кисню становить близько φ(О2)=20%, тому об'єм суміші знаходимо з формули обчислення об'ємної частки речовини: V(cуміші)=(V(речовини):φ(речовини))•100%

V(повітря)=(V(О2)/φ(О2))100%=(280 л:20%)100%=1400 л

ІІІ спосіб

Запишемо рівняння реакції: 2С2Н2+5О2 → 4СО2+2Н2О     

За рівнянням реакції V(C2H2):V(O2)=2:5, звідси 5V(C2H2)=2V(O2), тому

V(О2)=5V(C2H2):2=5112 л:2=280 л

У повітрі об'ємна частка кисню близько φ(О2)=20%, тому

V(повітря)=(V(О2)/φ(О2))100%=(280 л:20%)100%=1400 л

ІV спосіб

Запишемо рівняння реакції.

112 л         х л    

2Н2  +   5О2 → 4СО2 + 2Н2О    

2 об'єми     5 об'ємів

За допомогою пропорції обчислюємо об'єму кисню:

112 л / 2 = х л / 5, звідси

х л • 2 = 112 л • 5

х = 112 л • 5 : 2

х =V(O2)=280 л

У повітрі кисню близько 20% за об'ємом (або 1/5 частина), тому повітря треба взяти у 5 разів більшого об'єму:

V(повітря)=5V(О2)= 5•280 л=1400 л

Відповідь. 280 л О2 і 1420 л повітря.

 

Завдання 5. Суміш етану з етеном об'ємом 95 л (н.у.) з об'ємною часткою етену 0,25 повністю згоріла. Обчисліть, який об'єм кисню і повітря витратиться при цьому, а карбон (IV) оксиду утвориться під час горіння.

Відомо: V(суміші)=95 л; φ(С2Н4)=0,25

Знайти: V(О2)-?, V(СО2)-?, V(повітря)-?

Розв'язування

Об'ємна частка речовини (φ) - це відношення об'єму речовини до об'єму суміші: φ(речовини)=(V(речовини)/V(суміші))100%, звідси

V(речовини)=(φ(речовини)•V(суміші)):100%

V(C2H4)=φ(СН4)•V(суміші)=0,25•95 л=23,75 л

V(C2H6)=V(суміші)-V(C2H4)=95 л - 23,75 л = 71,25 л.

Примітка: найкраще розв'язувати задачу з використанням закону об'ємних відношень (закону Гей-Люссака), який будете вивчати через декілька уроків (дивись спосіб ІІІ і IV).

І спосіб

Запишемо рівняння горіння етану і етену.

71,25 л     х л       у л

2Н6   +  7О2 -> 4СО2 + 6Н2О         

44,8 л      156,8 л   89,6 л

23,75 л    х л      у л

С2Н4  +  3О2 -> 2СО2 + 2Н2О 

22,4 л    67,2 п    44,8 п

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. За н.у. 1 моль газу займає об'єм 22,4 л, тому 2 моль займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 л, 3 моль займуть утричі більший об'єм, тобто 67,2 л, 4 моль - 89, 6 л, а 7 моль - 156,8 л.

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівняннях реакцій.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню, що витратиться під час горіння етану.

71,25 л / 44,8 л = х л / 156,8 л, звідси

х л • 44,8 л = 156,8 л •71,25 л

х=156,8 л • 71,25 л : 44,8 л

х = V1(O2)=249 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду, що утвориться під час горіння етану.

71,25 л / 44,8 л = у л / 89,6 л, звідси

у л • 44,8 л = 89,6 л •71,25 л

у=89,6 л • 71,25 л : 44,8 л

у = V1(СO2)=142,5 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню, що витратиться під час горіння етену.

23,75 л / 22,4 л = х л / 67,2 л, звідси

х л • 22,4 л = 23,75 л • 67,2 л

х=23,75 л • 67,2 л : 22,4 л

х = V2(O2)=71,25 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду, що утвориться під час горіння етену.

23,75 л / 22,4 л = у л / 44,8 л, звідси

у л • 22,4 л = 23,75 л •44,8 л

у=23,75 л • 44,8 л : 22,4 л

у = V2(СO2)=47,5 л

Обчислюємо сумарний об'єм кисню:

V(О2)=V1(O2)+V2(O2)= 249 л +71,25 л = 320,25 л

Обчислюємо сумарний об'єм карбон (IV) оксиду:

V(СО2)=V1(СO2)+V2(сO2)= 142,5 л + 47,5 л = 190 л

У повітрі кисню близько 20% за об'ємом (або 1/5 частина), тому повітря треба взяти у 5 разів більшого об'єму:

V(повітря)=5V(О2)= 5•320,25 л=1601,25 л

ІІ спосіб

Обчислюємо кількість речовини за формулою v=V/VM, де VM - постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль

v(C2H6)=V(C2H6)/VM=71,25 л : 22,4 л/моль=3,18 моль.

v(C2H4)=V(C2H4)/VM=23,75 л : 22,4 л/моль=1,06 моль.

Записуємо рівняння реакції горіння етану і етену:

2C2H6 + 7O2 -> 4CO2 + 6H2O       (1)

С2Н4 + 3О2 -> 2СО2 + 4Н2О     (2) 

За рівнянням (1) маємо v(C2H6):v1(O2)=2:7, звідси 

v1(O2)=7•v(C2H6):2=7•3,18 моль:2=11,13 моль

За рівнянням (1) маємо v(C2H6):v1(СO2)=2:4, звідси 

v1(СO2)=4•v(C2H6):2=4•3,18 моль:2=6,36 моль

За рівнянням (2) маємо v(C2H4):v2(O2)=1:3, звідси

v2(O2)=3•v(C2H4)=3•1,06 моль=3,18 моль

За рівнянням (2) маємо v(C2H4):v2(СO2)=1:2, звідси

v2(СO2)=2•v(C2H4)=2•1,06 моль=2,12 моль

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

V1(O2)=v12)•VM=11,13 моль•22,4 л/моль=249 л

V1(СO2)=v1(СО2)•VM=6,36 моль•22,4 л/моль=142,5 л

V2(O2)=v22)•VM=3,18 моль • 22,4 л/моль=71,25 л

V2(СO2)=v2(СО2)•VM=2,12 моль • 22,4 л/моль=47,5 л

Обчислюємо сумарний об'єм кисню:

V(О2)=V1(O2)+V2(O2)= 249 л + 71,25 л = 320,25 л

Обчислюємо сумарний об'єм карбон (IV) оксиду:

V(СО2)=V1(СO2)+V2(СO2)= 142,5 л + 47,5 л = 190 л

У повітрі об'ємна частка кисню близько φ(О2)=20%, тому.

V(повітря)=(V(О2)/φ(О2))100%=(320,25 л:20%)100%= 1601,25 л

ІІІ спосіб

Запишемо рівняння реакцій:

2Н6 + 7О2 -> 4СО2 + 6Н2О    (1)     

С2Н4 + 3О2 -> 2СО2 + 2Н2О      (2)

За рівнянням (1) маємо V(C2H6):V(O2)=2:7, звідси 7V(C2H6)=2V(O2), тому

V(О2)=7V(C2H6):2=771,25 л:2=249 л

За рівнянням (1) маємо V(C2H6):V(СO2)=2:4, звідси 4V(C2H6)=2V(СO2), тому

V(СО2)=4V(C2H6):2=471,25 л:2=145,5 л

За рівнянням (2) маємо V(C2H4):V(O2)=1:3, звідси 3V(C2H4)=1V(O2), тому

V(О2)=3V(C2H4)=323,75 л=71,25 л

За рівнянням (2) маємо V(C2H4):V(СO2)=1:2, звідси 2V(C2H4)=1V(СO2), тому

V(СО2)=2V(C2H4)=223,75 л=47,5 л

Обчислюємо сумарний об'єм кисню:

V(О2)=V1(O2)+V2(O2)= 249 л +71,25 л = 320,25 л

Обчислюємо сумарний об'єм карбон (IV) оксиду:

V(СО2)=V1(СO2)+V2(сO2)= 142,5 л + 47,5 л = 190 л

У повітрі кисню близько 20% за об'ємом (або 1/5 частина), тому повітря треба взяти у 5 разів більшого об'єму:

V(повітря)=5V(О2)= 5•320,25 л=1601,25 л

ІV спосіб

Запишемо рівняння горіння етану і етену.

71,25 л     х л         у л

2Н6   +  7О2 ->   4СО2 + 6Н2О         

2 об'єми   7 об'ємів  4 об'єми

23,75 л    х л          у л

С2Н4  +  3О2   ->   2СО2 + 2Н2О 

1 об'єм    3 об'єми  2 об'єми

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі. Об'ємні відношення газів записуємо під формулами речовин у рівняннях реакцій.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню, що витратиться під час горіння етану.

71,25 л / 2 = х л / 7, звідси

х л • 2 = 71,25 л • 7

х=71,25 л • 7 : 2

х = V1(O2)=249 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду, що утвориться під час горіння етану.

71,25 л / 2 = у л / 4, звідси

у л • 2 = 4 • 71,25 л

у=4 • 71,25 л : 2

у = V1(СO2)=142,5 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню, що витратиться під час горіння етену.

23,75 л / 1 = х л / 3, звідси

х л • 1 = 23,75 л • 3 л

х=23,75 л • 3 : 1

х = V2(O2)=71,25 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду, що утвориться під час горіння етену.

23,75 л / 1 = у л / 2, звідси

у л • 1 = 23,75 л • 2

у=23,75 л • 2 : 1

у = V2(СO2)=47,5 л

Обчислюємо сумарний об'єм кисню:

V(О2)=V1(O2)+V2(O2)= 249 л +71,25 л = 320,25 л

Обчислюємо сумарний об'єм карбон (IV) оксиду:

V(СО2)=V1(СO2)+V2(СO2)= 142,5 л + 47,5 л = 190 л

У повітрі кисню близько 20% за об'ємом (або 1/5 частина), тому повітря треба взяти у 5 разів більшого об'єму:

V(повітря)=5V(О2)= 5•320,25 л=1601,25 л

Відповідь: 320,25 л О2, 190 СО2, 1601,25 л повітря.

Інші завдання дивись тут...