Вправа 1. Назвіть ознаки, за якими класифікують хімічні реакції.
1) зміна кількості та складу реагентів і продуктів реакції;
2) зміна ступенів окиснення елементів, що входять до складу речовини;
3) тепловий ефект реакції;
4) напрям перебігу.
Вправа 2. Сформулюйте визначення реакцій:
а) сполучення;
Реакції сполучення — це перетворення, під час яких з двох або більше вихідних речовин утворюється одна складна.
б) розкладу;
Реакції розкладу — перетворення, під час яких з однієї речовини утворюються дві або кілька простих чи складних речовин.
в) заміщення;
Реакції заміщення — це реакції, що відбуваються між простою та складною речовинами, унаслідок чого атоми простої речовини заміщають атоми в складній.
г) обміну.
Реакції обміну - це реакції між двома складними речовинами, під час яких вони обмінюються складовими частинами.
Вправа 3. Допишіть праві частини молекулярних рівнянь, складіть йонно-молекулярні рівняння реакцій (де це можливо):
а) KClO3 = 2KCl + O2↑
б) Hg + O2 = 2HgO
в) AlCl3 + 3AgNO3 = Al(NO3)3 + 3AgCl↓
Al3+ + 3Cl- + 3Ag+ + 3NO3- = Al3+ + 3NO3- + 3AgCl↓
3Ag+ + 3Cl- = 3AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓
г) Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu↓
Вправа 4. Допишіть праві частини молекулярних рівнянь, складіть йонномолекулярні рівняння реакцій (де це можливо) і вкажіть, до якого типу вони належать:
а) BaO + H2O = Ba(OH)2 Реакція сполучення
б) ZnSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Zn(OH)2↓ Реакція обміну
Zn2+ + SO42- + 2Na+ + 2OH- =2Na+ + SO42- + Zn(OH)2↓
Zn2+ + 2OH- =Zn(OH)2↓
в) 2Li + 2H2O = 2LiOH + H2↑ Реакція заміщення
г) Na2CO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2↑ Реакція обміну
2Na+ + CO32- + 2H+ + 2NO3- = 2Na+ + 2NO3- + H2O + CO2↑
2H+ + CO32- = H2O + CO2↑
ґ) AlBr3 +3AgNO3 = Al(NO3)3 + 3AgBr↓ Реакція обміну
Al3+ + 3Br- + 3Ag+ + 3NO3- = Al3+ + 3NO3- + 3AgBr↓
3Ag+ + 3Br- = 3AgBr↓
Ag+ + Br- = AgBr↓
д) SO3 + H2O = H2SO4 Реакція сполучення
е) Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu Реакція заміщення
є) 2Fe(OH)3↓ = Fe2O3 + 3H2O Реакція розкладу
Вправа 5. Напишіть рівняння реакцій між попарно взятими речовинами, де можливо, складіть йонно-молекулярні рівняння:
а) барій нітрат і натрій сульфіт;
Ba(NO3)2 + Na2SO4 = 2NaNO3 + BaSO4↓
Ba2+ + 2NO3- + 2Na+ + SO42- = 2Na+ + 2NO3- + BaSO4↓
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓
б) алюміній і бром;
2Al + 3Br2 = 2AlBr3
в) кальцій хлорид і арґентум(І) нітрат;
CaCl2 + 2AgNO3 = Ca(NO3)2 + 2AgCl↓
Ca2+ + 2Cl- + 2Ag+ + 2NO3- = Ca2+ + 2NO3- + 2AgCl↓
2Ag+ + 2Cl- = 2AgCl↓
Ag+ + Cl- = AgCl↓
г) калій і вода.
2K + 2H2O = 2KOH + H2↑
Вправа 6. Обчисліть об’єм водню (н. у.), що виділиться під час взаємодії натрію масою 11,5 г з водою.
Відомо: m(Na)=11,5 г. Знайти: V(H2)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
11,5 г x л
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
46 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль натрію Na з утворенням 1 моль водню Н2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л) . Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) натрію й, відповідно, масу 2 моль.
Mr(Na)=Ar(Na)=23, M(Na)=23 г/моль.
Маса 1 моль=23 г, а маса 2 моль=46 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо об'єм водню:
під час реакції 46 г Na виділяється 22,4 л Н2, тоді
під час реакції 11,5 г Na - х л Н2.
46 г / 11,5 г = 22,4 л / х л, звідси
х л • 46 г = 11,5 г • 22,4 л
х = 11,5 г • 22,4 л / 46 г
х = 5,6 л
II спосіб
Записуємо рівняння реакції: 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
Обчислюємо кількість речовини натрію масою 11,5 г за формулою v=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Na)=Ar(Na)=23, M(Na)=23 г/моль.
v(Na)=m(Na):M(Na)=11,5 г : 23 г/моль=0,5 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль натрію Na з утворенням 1 моль водню Н2, кількість речовини водню удвічі менша кількості речовини натрію, тому
v(Н2)=v(Na):2=0,5 моль:2=0,25 моль.
Обчислюємо об'єм водню кількістю речовини 0,25 моль за формулою V=v•VM, де VM - постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль.
V(Н2)=v(Н2)•VM=0,25 моль•22,4 л/моль=5,6 л.
Відповідь: V(Н2)=5,6 л.
Вправа 7. Алюміній кількістю речовини 0,25 моль повністю прореагував із сіркою. Обчисліть масу й кількість речовини продукту реакції. Назвіть утворену речовину.
Відомо: v(Al)=0,25 моль. Знайти: m(Al2S3)-?, v(Al2S3)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
0,25 моль x г
2Al + 3S = Al2S3
2 моль 150 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль алюмінію Al з утворенням 1 моль алюміній сульфіду Al2S3. Обчислюємо молярну масу (M=Mr г/моль) алюміній сульфіду й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Al2S3)=2•Ar(Al)+3•Ar(S)=2•27+3•32=150, M(Al2S3)=150 г/моль.
Маса 1 моль=150 г.
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу алюміній сульфіду:
з 2 моль Al утворюється 150 г Al2S3, тоді
з 0,25 моль Al - х г Al2S3.
2 моль / 0,25 моль = 150 г / х г, звідси
х г • 2 моль = 0,25 моль • 150 г
х = 0,25 моль • 150 г / 2 моль
х = 18,75 г
Обчислюємо кількість речовини алюміній сульфіду масою 18,75 г за формулою v=m/M.
v(Al2S3)=m(Al2S3)/M(Al2S3)=18,75 г : 150 г/моль=0,125 моль
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції:
0,25 моль х моль
2Al + 3S = Al2S3
2 моль 1 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль алюмінію Al з утворенням 1 моль алюміній сульфіду Al2S3. Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо кількість речовини алюміній сульфіду:
з 2 моль Al утворюється 1 моль Al2S3, тоді
з 0,25 моль Al - х моль Al2S3.
2 моль / 0,25 моль = 1 моль / х моль, звідси
х моль • 2 моль = 0,25 моль • 1 моль
х = 0,25 моль • 1 моль / 2 моль
х = 0,125 моль
Обчислюємо масу алюміній сульфіду кількістю речовини 0,125 моль за формулою m=v•M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al2S3)=2•Ar(Al)+3•Ar(S)=2•27+3•32=150, M(Al2S3)=150 г/моль.
m(Al2S3)=v(Al2S3)•M(Al2S3)=0,125 моль • 150 г/моль=18,75 г
ІІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: 2Al+3S=Al2S3
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 2 моль алюмінію Al з утворенням 1 моль алюміній сульфіду Al2S3, кількість речовин алюміній сульфіду удвічі менша від кількості речовини алюмінію, тому
v(Al2S3)=v(Al):2=0,25 моль : 2=0,125 моль.
Обчислюємо масу алюміній сульфіду кількістю речовини 0,125 моль за формулою m=v•M, де M=Mrг/моль.
Mr(Al2S3)=2•Ar(Al)+3•Ar(S)=2•27+3•32=150, M(Al2S3)=150 г/моль.
m(Al2S3)=v(Al2S3)•M(Al2S3)=0,125 моль • 150 г/моль=18,75 г.
Відповідь: v(Al2S3)=0,125 моль, m(Al2S3)=18,75 г, алюміній сульфід.
Вправа 8. Напишіть рівняння реакцій за поданою схемою:
Ba → BaO → Ba(OH)2 → BaCO3 → CO2 → Na2CO3. Укажіть тип кожної реакції.
2Ba + O2 = 2BaO Реакція сполучення
BaO + H2O = Ba(OH)2 Реакція сполучення
Ba(OH)2 + Na2CO3 = 2NaOH + BaCO3↓ Реакція обміну
BaCO3↓ = BaO + CO2↑ Реакція розкладу
CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O Реакція обміну
Обчисліть масу утвореного барій гідроксиду, якщо в реакцію вступив барій масою 27,4 г.
Відомо: m(Ba)=27,4 г. Знайти: m(Ba(OH)2)-?
Розв'язування
І спосіб
Записуємо рівняння реакції:
27,4 г x г
Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2↑
137 г 171 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль барію Ba з утворенням 1 моль барій гідроксиду Ba(OH)2. Обчислюємо молярні маси (M=Mr г/моль) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(Ва)=Ar(Ва)=137, M(Ва)=137 г/моль. Маса 1 моль=137 г
Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ва)+2•Ar(О)+2•Ar(Н)=137+2•16+2•1=171,
M(Ba(OH)2)=171 г/моль. Маса 1 моль=171 г
Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
За допомогою пропорції обчислюємо масу барій гідроксиду:
з 137 г Ва утворюється 171 г Ва(ОН)2, тоді
з 27,4 г Ва - х г Ва(ОН)2.
137 г / 27,4 г = 171 г / х г, звідси
х г • 137 г = 27,4 г • 171 г
х = 27,4 г • 171 г / 137 г
х = 34,2 г
ІІ спосіб
Записуємо рівняння реакції: Ba+2H2O=Ba(OH)2+H2↑
Обчислюємо кількість речовини барію масою 27,4 г за формулою v=m/M, де M=Mrг/моль.
Mr(Ва)=Ar(Ва)=137, M(Ва)=137 г/моль.
v(Ва)=m(Ва) : M(Ва)=27,4 г : 137 г/моль=0,2 моль.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.
Прореагувало 1 моль барію Ba з утворенням 1 моль барій гідроксиду Ba(OH)2, кількості речовин однакові. Отже, якщо в реакцію вступає 1 моль барію, то в результаті реакції утвориться така ж кількість речовини барій гідроксиду, тому
v(Ba(OH)2)=v(Ba)=0,2 моль.
Обчислюємо масу барій гідроксиду кількістю речовини 0,2 моль за формулою m=v•M, де М=Мrг/моль.
Mr(Ba(OH)2)=Ar(Ва)+2•Ar(О)+2•Ar(Н)=137+2•16+2•1=171,
M(Ba(OH)2)=171 г/моль.
m(Ba(OH)2)=v(Ba(OH)2)•M(Ba(OH)2)=0,2 моль•171 г/моль=34,2 г.
Відповідь: m(Ba(OH)2)=34,2 г.