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.

Знаємо, розуміємо

1. На підставі чого роблять висновок про кількісні відношення речовин у рівнянні хімічної реакції? На підставі коефіцієнтів у рівнянні хімічної реакції.

 

2. З дотриманням якого закону пишуть рівняння хімічних реакцій? Закону збереження маси речовин.

 

3. Які одиниці вимірювання маси та об’єму розмірні з кількістю речовини 1 моль? Грами для маси та літри для об'єму.

 

Застосовуємо 

Вправа 131. Обчисліть масу всіх речовин у реакції окиснення магнію (н.у.), якщо:

а) прореагувало 11,2 л кисню;

Дано: V(O₂)=11,2 л. Знайти: m(Mg)-?, m(O₂)-?, m(MgO)-?

Розв'язування:

1. Обчислюємо кількість речовини заданого об'єму за формулою v=V/V_m, де V_m-постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль.

v(O₂)=V(O₂):V_m=11,2 л : 22,4 л/моль = 0,5 моль.

2. Напишемо рівняння реакції:

  2Mg  +  O₂    =   2MgO

2 моль   1 моль     2 моль

За рівнянням реакції кількість речовини магнію (2 моль) та магній оксиду (2 моль) удвічі більша, ніж кількість речовини кисню (1 моль), тому

v(Mg)=v(MgO)=2•v(O₂)=2•0,5 моль=1 моль.

3. Обчислюємо масу заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де M=M_r г/моль.

M_r(Mg)=A_r(Mg)=24, тому M(Mg)=24 г/моль.

M_r(MgО)=A_r(Mg)+A_r(O)=24+16=40, тому M(MgO)=40 г/моль.

M_r(O₂)=2•A_r(O)=2•16=32, тому M(O₂)=32 г/моль.

m(Mg)=v(Mg)•M(Mg)=1 моль•24 г/моль = 24 г.

m(MgО)=v(MgО)•M(MgО)=1 моль•40 г/моль = 40 г.

m(О₂)=v(О₂)•M(О₂)=0,5 моль•32 г/моль = 16 г.

Відповідь: магнію 24 г, магній оксиду 40 г, кисню 16 г.

 

б) маса утвореного магній оксиду дорівнює 8 г;

Дано: m(MgO)=8 г. Знайти: m(Mg)-?, m(O₂)-?

Розв'язування:

1. Обчислюємо кількість речовини заданої маси за формулою v=m/M, де M=M_r г/моль.

M_r(MgО)=A_r(Mg)+A_r(O)=24+16=40, тому M(MgO)=40 г/моль.

v(MgO)=m(MgO):M(MgO)=8 г : 40 г/моль = 0,2 моль.

2. Напишемо рівняння реакції:

  2Mg  +  O₂    =   2MgO

2 моль   1 моль     2 моль

За рівнянням реакції кількості речовини магнію (2 моль) і магній оксиду (2 моль) однакові, а кількість речовини кисню (1 моль) удвічі менша, ніж кількість речовини магній оксиду, тому

v(Mg)=v(MgО)=0,2 моль

v(О₂)=v(MgО):2=0,2 моль:2=0,1 моль.

3. Обчислюємо масу заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де M=M_r г/моль.

M_r(Mg)=A_r(Mg)=24, тому M(Mg)=24 г/моль.

M_r(O₂)=2•A_r(O)=2•16=32, тому M(O₂)=32 г/моль.

m(Mg)=v(Mg)•M(Mg)=0,2 моль•24 г/моль = 4,8 г.

m(О₂)=v(О₂)•M(О₂)=0,1 моль•32 г/моль = 3,2 г.

Відповідь: магнію 4,8 г та кисню 3,2 г.

 

в) на проведення реакції витрачено 2 моль магнію.

Дано: v(Mg)=2 моль. Знайти: m(Mg)-?, m(O₂)-?, m(MgO)-?

Розв'язування:

1. Напишемо рівняння реакції:

  2Mg  +  O₂    =   2MgO

2 моль   1 моль     2 моль

За рівнянням реакції кількості речовини магнію (2 моль) та магній оксиду (2 моль) однакові, а кількість речовини кисню (1 моль) удвічі менша, ніж кількість речовини магнію, тому

v(MgО)=v(Mg)=1 моль.

v(О₂)=v(Mg):2=2 моль:2 моль=1 моль.

3. Обчислюємо масу заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де M=M_r г/моль.

M_r(Mg)=A_r(Mg)=24, тому M(Mg)=24 г/моль.

M_r(MgО)=A_r(Mg)+A_r(O)=24+16=40, тому M(MgO)=40 г/моль.

M_r(O₂)=2•A_r(O)=2•16=32, тому M(O₂)=32 г/моль.

m(Mg)=v(Mg)•M(Mg)=2 моль•24 г/моль = 48 г.

m(MgО)=v(MgО)•M(MgО)=2 моль•40 г/моль = 80 г.

m(О₂)=v(О₂)•M(О₂)=1 моль•32 г/моль = 32 г.

Відповідь: магнію 48 г, магній оксиду 80 г, кисню 32 г.

 

Вправа 132. Обчисліть об’єм (н.у.) і кількість молекул водню, який прореагував з киснем масою 3,2 г.

Дано: m(O₂)=3,2 г. Знайти: V(H₂)-?, N(H₂)-?

Розв'язування:

I спосіб

1. Обчислюємо кількість речовини заданої маси за формулою v=m/M, де M=M_r г/моль.

M_r(О₂)=2•A_r(О)=2•16=32, тому M(O₂)=32 г/моль.

v(O₂)=m(O₂):M(O₂)=3,2 г : 32 г/моль = 0,1 моль.

2. Напишемо рівняння реакції:

  О₂  +  2Н₂    =   2Н₂O

1 моль   2 моль     2 моль

За рівнянням реакції кількість речовини водню (2 моль) удвічі більша, ніж кількість речовини кисню (1 моль), тому

v(Н₂)=2•v(О₂)=2•0,1 моль=0,2 моль.

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

V(H₂)=v(H₂)•V_m=0,2 моль • 22,4 л/моль = 4,48 л.

4. Обчислюємо число структурних частинок (молекул) заданої кількості речовини за формулою N=v•N_A, де N_A-стала Авогадро і чисельно дорівнює 6•10²³ моль^-1.

N(H₂)=v(H₂)•N_A=0,2 моль•6•10²³ моль^-1 = 1,2•10²³.

ІІ спосіб

1. Напишемо рівняння реакції:

 3,2 г     х л

  О₂  +  2Н₂    =   2Н₂O

32 г     44,8 л     

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі. На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кисню О₂ з 2 моль водню Н₂ (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л, а 2 моль займуть удвічі більший об'єм, тобто 44,8 л). Обчислюємо молярну масу (M=M_rг/моль) кисню й, відповідно, масу 1 моль.

M_r(О₂)=2•A_r(О)=2•16=32, тому M(O₂)=32 г/моль. Маса 1 моль = 32 г.

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

3.2 г / 32 г = х л / 44,8 л, звідси

х л • 32 г = 44,8 л • 3,2 г 

х = 44,8 л • 3,2 г / 32 г

х=V(H₂)=4,48 л.

2. Обчислюємо число структурних частинок (молекул) заданої кількості речовини за формулою N=v•N_A, де N_A-стала Авогадро і чисельно дорівнює 6•10²³ моль^-1.

N(H₂)=v(H₂)•N_A=0,2 моль•6•10²³ моль^-1 = 1,2•10²³.

Відповідь: 4,48 л та 1,2•10²³ молекул водню.

 

Вправа 133. Обчисліть кількість речовини сульфур (VІ) оксиду та масу води, необхідних для добування сульфатної кислоти масою 78,4 г.

Дано: m(H₂SO₄)=78,4 г. Знайти: n(SO₃)-?, m(H₂O)-?

Розв'язування:

I спосіб

1. Обчислюємо кількість речовини заданої маси за формулою v=m/M, де M=M_r г/моль.

M_r(H₂SO₄)=2•A_r(H)+A_r(S)+4•A_r(O)=2•1+32+4•16=98, тому

M(H₂SO₄)=98 г/моль.

v(H₂SO₄)=m(H₂SO₄):M(H₂SO₄)=78,4 г : 98 г/моль = 0,8 моль.

2. Напишемо рівняння реакції:

  SO₃  +  H₂O    =   H₂SO₄

1 моль   1 моль     1 моль

За рівнянням реакції кількості речовини сульфур (IV) оксиду (1 моль) , сульфатної кислоти (1 моль) та води (1 моль) однакові, тому

v(SO₃)=v(H₂O)=v(H₂SO₄)=0,8 моль

3. Обчислюємо масу заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де M=M_r г/моль.

M_r(H₂O)=2•A_r(H)+A_r(O)=2•1+16=18, тому M(H₂O)=18 г/моль.

m(H₂O)=v(H₂O)•M(H₂O)=0,8 моль•18 г/моль = 14,4 г.

ІІ спосіб

1. Напишемо рівняння реакції:

 х моль     у г         78,4 г

  SO₃  +  H₂O    =   H₂SO₄

1 моль     18 г         98 г

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі. На кількісні співвідношення речовин вказують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль сульфур (VI) оксид SО₃ (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л) i 1 моль води Н₂О  з утворенням 1 моль сульфатної кислоти H₂SO₄.  Обчислюємо молярну масу (M=M_rг/моль) води та сульфатної кислоти й, відповідно, масу 1 моль.

M_r(H₂O)=2•A_r(H)+A_r(O)=2•1+16=18, тому M(H₂O)=18 г/моль.

Маса 1 моль = 18 г.

M_r(H₂SO₄)=2•A_r(H)+A_r(S)+4•A_r(O)=2•1+32+4•16=98, тому

M(H₂SO₄)=98 г/моль. Маса 1 моль = 98 г.

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.

Пропорція для обчислення кількості речовини сульфур (VI) оксиду.

х моль/ 1 моль = 78,4 г / 98 г, звідси

х моль • 98 г = 78,4 г • 1 моль 

х = 78,4 г • 1 моль / 98 г

х=v(SO₂)=8 моль.

Пропорція для обчислення маси води.

у г / 18 г = 78,4 г / 98 г, звідси

у г • 98 г = 78,4 г • 18 г 

у = 78,4 г • 18 г / 98 г

у=m(Н₂O)=14,4 г.

Відповідь: 0,8 моль SO₃ та 14,4 г H₂O.

 

Вправа 134. Суміш силіцій (ІV) оксиду й фосфор (V) оксиду масою 40 г обробили надлишком гарячої води. Маса одержаного продукту реакції дорівнювала 39,2 г. Визначте масу кожного оксиду в початковій суміші.

Дано: m(SO₂,P₂O₅)=40 г, m(H₃PO₄)=39,2 г. Знайти: m(SiO₂)-?, m(P₂O₅)-?

Розв'язування:

У початковій суміші оксидів з водою реагує тільки фосфор (V) оксид, тому ортофосфатна кислота є продуктом реакції.

1. Обчислюємо кількість речовини заданої маси за формулою v=m/M, де M=M_r г/моль.

M_r(H₃PO₄)=3•A_r(H)+A_r(P)+4•A_r(O)=3•1+31+4•16=98, тому

M(H₃PO₄)=98 г/моль.

v(H₃PO₄)=m(H₃PO₄):M(H₃PO₄)=39,2 г : 98 г/моль = 0,4 моль.

2. Напишемо рівняння реакції:

  P₂O₅  + 3H₂O   =  2H₃PO₄

1 моль   3 моль     2 моль

За рівнянням реакції кількість речовини фосфор (V) оксиду (1 моль) удвічі менша, ніж кількість речовини ортофосфатної кислоти (2 моль), тому

v(P₂O₅)=v(H₃PO₄):2=0,4 моль : 2 = 0,2 моль.

3. Обчислюємо масу заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де M=M_r г/моль.

M_r(P₂O₅)=2•A_r(P)+5•A_r(O)=2•31+5•16=142, тому M(P₂O₅)=142 г/моль.

m(P₂O₅)=v(P₂O₅)•M(P₂O₅)=0,2 моль•142 г/моль = 28,4 г.

4. Обчислюємо масу cиліцій (V) оксиду в початковій суміші.

m(SiO₂)=m(P₂O₅,SiO₂)-m(P₂O₅)=40 г - 28,4 г = 11,6 г.

Відповідь: 28,4 г Р₂O₅ та 11,6 г SiO₂.

 

Вправа 135. Складіть умову задачі, аналогічної до задачі з прикладу 4, що міститься на «Сторінці ерудита», та розв’яжіть її. Суміш магнію та магній оксиду масою 10 г обробили надлишком хлоридної кислоти. Об’єм газу, що виділився при цьому, дорівнював 6,72 л (н.у.). Визначте масу кожного компонента в суміші.

Дано: m(Mg,MgO)=10 г, V_газу=6,72 л (н.у.). Знайти: m(Mg)-?, m(MgO)-? 

Розв'язування:

1. Напишемо рівняння реакцій:

   Mg   +  2HCl = MgCl₂ + H₂↑   (1)

 1 моль                        1 моль

   MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O     (2)

У початковій суміші з хлоридною кислотою з виділенням газу реагує магній, тому цим газом є водень.

2. Обчислюємо кількість речовини заданого об'єму за формулою v=V/V_m, де V_m-постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль.

v(H₂)=V(H₂):V_m=6,72 л : 22,4 л/моль = 0,3 моль.

3. За рівнянням реакції (1) кількість речовини магнію (1 моль) і водню (1 моль) однакова, тому

v(Mg)=v(H₂)=0,3 моль.

4. Обчислюємо масу заданої кількості речовини за формулою m=v•M, де M=M_r г/моль.

M_r(Mg)=A_r(Mg)=24, тому M(Mg)=24 г/моль.

m(Mg)=v(Mg)•M(Mg)=0,3 моль•24 г/моль = 7,2 г.

5. m(MgO)=m(Mg,MgO)-m(Mg)= 10 г - 7,2 г = 2,8 г

Відповідь: магнію 7,2 г та магній оксиду 2,8 г.

Інші завдання дивись тут...