Вправа 96. Назвіть ознаки, за якими класифікують хімічні реакції.
- кількість реагентів і продуктів реакції;
- можливі напрямки перебігу реакції;
- зміна чи збереження ступенів окиснення елементів унаслідок перетворень речовин;
- виділення або поглинання теплоти під час реакції.
Вправа 97. Дайте означення реакцій сполучення, розкладу, заміщення та обміну.
Реакцію, в якій із кількох речовин утворюється одна речовина, називають реакцією сполучення.
Реакцію між простою і складною речовинами, в результаті якої утворюються інші проста і складна речовини, називають реакцією заміщення.
Реакцію між двома складними речовинами, у результаті якої вони обмінюються своїми складовими частинами (атомами, групами атомів, йонами), називають реакцією обміну.
Вправа 98. Знайдіть відповідність: 1-В, 2-Г, 3-Б, 4-а.
| Рівняння реакції | Тип реакції |
|
1) 2NH3 + 3Mg = Mg3N2 + 3H2; 2) HPO3 + H2O = H3PO4; 3) 4Na2SO3 = 3Na2SO4 + Na2S; 4) MgI2 + 2KOH = Mg(OH)2↓ + 2KI; |
а) реакція обміну; б) реакція розкладу; в) реакція заміщення; г) реакція сполучення. |
Вправа 99. Запишіть рівняння двох реакцій — сполучення і розкладу, під час яких утворюється алюміній оксид.
4Al + 3O2 = 2Al2O3 - реакція сполучення
2Al(OH)3↓= Al2O3 + 3H2O - реакція розкладу
Термічний розклад нерозчинних у воді основ.
Вправа 100. Складіть два молекулярні рівняння реакцій обміну, які відповідають йонномолекулярному рівнянню Ag+ + Cl– = AgCl↓.
У лівій частині рівняння записано лише формули йонів, тому сполуки, які взаємодіють, мають бути розчинними та сильними електролітами. За таблицею розчинності визначаємо у яких сполуках (беремо до уваги лише сильні електроліти) можуть міститися йони Ag+ (AgF, AgNO3) і Cl- (HCl, NaCl, KCl, MgCl2, CaCl2, BaCl2 тощо).
AgNO3 + NaCl = NaNO3 + AgCl↓
AgNO3 + HCl = HNO3 + AgCl↓
Вправа 101. Напишіть рівняння оборотної реакції утворення амоніаку NH3 із простих речовин. Укажіть пряму і зворотну реакції.
пряма (t,p)
N2 + 3H2 <=> 2NH3
зворотна (кат.)
Добування амоніаку у промисловості.
Вправа 102. Обчисліть масу солі, яка утворилася в результаті нейтралізації барій гідроксидом 800 г розчину нітратної кислоти з масовою часткою кислоти 25,2 %.
Відомо: m(розчину)=800 г, w(HNO3)=25,2% або 0,252.
Знайти: m(Ba(NO3)2)-?
Розв'язування:
1. Масу розчиненої речовини у розчині знаходимо за формулою
m(речовини)=w(речовини)•m(розчину)
m(HNO3)=w(HNO3)•m(розчину)=0,252•800 г = 201,6 г
Обчислюємо масу солі Ba(NO3)2.
І спосіб
Складаємо хімічне рівняння:
201,6 г х г
2HNO3 + Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + 2H2O
126 г 261 г
Над формулами сполук HNO3 і Ba(NO3)2 записуємо обчислену вище масу кислоти (201,6 г) і невідому масу солі (х г), а під формулами сполук - маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 2 моль нітратної кислоти і 1 моль барій нітрату, бо прореагувало 2 моль нітратної кислоти HNO3 з утвореннм 1 моль барій нітрату Вa(NO3)2.
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)=63 г/моль.
Маса 1 моль=63 г, а маса 2 моль=126 г.
Mr(Ba(NO3)2)=Ar(Ba)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=137+2•14+6•16=261,
M(Ba(NO3)2)=261 г/моль. Маса 1 моль=261 г.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її:
за рівнянням реакції з 126 г HNO3 утворюється 261 г Ba(NO3)2,
за умовою задачі з 201,6 г HNO3 - x г Ba(NO3)2.
126 г / 201,6 г = 261 г / х г
х г • 126 г = 261 г • 201,6 г
х = 261 г • 201,6 г / 126 г
х = 417,6 г
II спосіб
Записуємо рівняння реакції: 2HNO3+Ba(OH)2=Ba(NO3)2+2H2O
Обчислюємо кількість речовини нітратної кислоти масою 201,6 г за формулою v=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(HNO3)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO3)=63 г/моль.
v(HNO3)=m(HNO3) : M(HNO3)=201,6 г : 63 г/моль=3,2 моль.
Записуємо під формулами сполук у хімічному рівнянні їх кількості речовини згідно з коефіцієнтами, а над формулами - обчислену кількість речовини нітратної кислоти й невідому кількість речовини барій нітрату:
3,2 моль х моль
2HNO3 + Ba(OH)2 = Ba(NO3)2 + 2H2O
2 моль 1 моль
Обчислюємо за допомогою пропорції кількість речовини барій нітрату:
3,2 моль / 2 моль = х моль / 1 моль
х моль • 2 моль = 3,2 моль • 1 моль
х = 3,2 моль • 1 моль : 2 моль
х = 1,6 моль
З формули v=m/M, де M=Mrг/моль, знаходимо масу барій нітрату m=v•M.
Mr(Ba(NO3)2)=Ar(Вa)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=137+2•14+6•16=261,
M(Ba(NO3)2)=261 г/моль.
m(Ba(NO3)2)=v(Ba(NO3)2)•M(Ba(NO3)2)=1,6 моль•261 г/моль=417,6 г.
Відповідь: m(Ba(NO3)2)=417,6 г.
Вправа 103. Сульфур (VІ) оксид при сильному нагріванні розкладається на сульфур (IV) оксид і кисень. Обчисліть:
а) середню молярну масу суміші газів, яка утворюється;
Запишемо рівняння реакції:
2SO3 = 2SO2+ O2
Mr(SO2)=Ar(S)+2Ar(O)=32+2•16=64, тому M(SO2)=64 г/моль.
Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32, тому М(О2)=32 г/моль.
За рівнянням реакції з 2 моль SO3 утворюється 2 моль SO2 і 1 моль O2, разом 3 моль суміші цих газів.
Молярна маса суміші – це маса всіх її складових, узятих у сумарній кількості речовини суміші 1 моль.
M(суміші)=(2•M(SO2)+M(O2))/3=(2•64+32):3=53,3 г/моль
б) відносну густину цієї суміші за повітрям.
Dповітря(суміші)=M(суміші)/М(повітря)=53,3 г/моль:29 г/моль=1,84
Вправа 104. Кальцій карбонат при нагріванні втратив 11% своєї маси. Знайдіть масові частки речовин, що містяться у твердому залишку.
Відомо: w(CO2)=11% або 0,11 Знайти: w(CaCO3)-?, w(CaO)-?
Розв'язування:
Припустимо, що загальна маса сполуки m(CaCO3)=100 г.
1. Масу вуглекислого газу знаходимо за формулою
m(елемента)=w(елемента)•m(сполуки)
m(СО2)=w(СO2)•m(СаСО3)=0,11•100 г = 11 г.
2. Записуємо рівняння реакції розкладання СаСО3:
х г y г 11 г
СаСO3 = СаO + СО2↑
100 г 56 г 44 г
Над формулами сполук СO2 , СаСО3 і СаO записуємо обчислену вище масу вуглекислого газу (11 г) та невідому масу солі (х г) і оксиду (у г), а під формулами сполук - маси кількості речовини згідно з коефіцієнтами в хімічному рівнянні. Для цього обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, маси 1 моль.
Mr(СаСO3)=Ar(Са)+Ar(С)+3•Ar(O)=40+12+3•16=100, M(СаСO3)=100 г/моль.
Маса 1 моль=100 г.
Mr(СаO)=Ar(Сa)+Ar(О)=40+16=56, M(СaO)=56 г/моль.
Маса 1 моль=56 г.
Mr(СO2)=Ar(С)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(СO2)=44 г/моль.
Маса 1 моль=44 г.
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення маси СО2:
за рівнянням реакції 44 г СO2 утворюється з 100 г СаСO3,
за умовою задачі 11 г СO3 - з x г СаСO3.
11 г / 44 г = х г / 100 г
х г • 44 г = 11 г • 100 г
х = 11 г • 100 г / 44 г
х = mрозклався(CaCO3)=25 г
Пропорція для обчислення маси СаО:
за рівнянням реакції утворюється 44 г СO2 та 56 г СаO,
за умовою задачі утворюється 11 г СO3 - у г СаO.
11 г / 44 г = у г / 56 г
у г • 44 г = 11 г • 56 г
х = 11 г • 56 г / 44 г
х = m(CaO)=14 г
4. Після реакції залишився твердий залишок кальцій карбонату масою:
mтв(CaCO3)=m(CaCO3)-mрозклався(CaCO3)=100 г - 25 г = 75 г.
5. Обчислюємо масу твердого залишку.
mтв(залишку)=mтв(СаСО3)+m(СаО)=75 г + 14 г = 89 г.
6. Масову частку елементів у сполуці знаходимо за формулою
w(елемента)=m(елемента)/m(сполуки)
w(СaО)=m(СaO)/mтв(залишку)=14 г : 89 г = 0,157, або,
помноживши це число на 100%, одержимо 15,5%.
w(СaСО3)=1-w(СaO)=1-0,157= 0,843, або 84,3%.
Відповідь: w(СaО)=0,157 або 15,7%, w(СаСO3)=0,843 або 84,3%.