Самостійне розв'язування. ОБЧИСЛЕННЯ ЗА ХІМІЧНИМИ РІВНЯННЯМИ МАС, КІЛЬКОСТІ РЕЧОВИНИ ТА ОБ’ЄМІВ ГАЗІВ, ЯКЩО ВІДОМІ МАСИ, КІЛЬКОСТІ РЕЧОВИН АБО ОБ’ЄМИ РЕЧОВИН, ЩО ВСТУПАЮТЬ У РЕАКЦІЮ АБО УТВОРЮЮТЬСЯ ВНАСЛІДОК НЕЇ.

І та II рівні

Задача І.На купрум(ІІ) оксид подіяли нітратною кислотою, внаслідок чого утворився купрум (ІІ) нітрат масою 9,4 г. Яка маса купрум (ІІ) оксиду прореагувала?

Дано: m(Cu(NO₃)₂)=9,4 г. Знайти: m(CuO)-?  

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

       х г                         9,4 г                       

       CuO  +  2HNO₃=  Cu(NO₃)₂      +   H₂O    

       80 г                       188 г                        

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль  купрум (ІІ) оксиду CuO з утворенням 1 моль купрум (ІІ) нітрату Cu(NO₃)₂.

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(CuO)=Ar(Cu)+Ar(O)=64+16=80. 

M(CuO)=80 г/моль. Маса 1 моль=80 г.

Mr(Cu(NO₃)₂)=Ar(Cu)+2•Ar(N)+6•Ar(О)=64+2•14+6•16=188,  

M(Cu(NO₃)₂)=188 г/моль. Маса 1 моль=188 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію та розв'язуємо її.

х г/80 г= 9,4 г/188 г, звідси х=9,4 г•80 г/188 г=4 г.

Відповідь: m(CuO)= 4 г.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: CuO +2HNO₃=Cu(NO₃)₂+H₂O 

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин_.

Mr(CuO)=Ar(Cu)+Ar(O)=64+16=80, M(CuO)=80 г/моль. 

Mr(Cu(NO₃)₂)=Ar(Cu)+2•Ar(N)+6•Ar(О)=64+2•14+6•16=188,  

M(Cu(NO₃)₂)=188 г/моль. 

Обчислюємо кількість речовини купрум (ІІ) нітрату масою 9,4 г за формулою y=m/M.

y(Cu(NO₃)₂)=9,4 г: 188 г/моль=0,05 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль  купрум (ІІ) оксиду CuO з утворенням 1 моль купрум (ІІ) нітрату Cu(NO₃)₂, кількість речовини однакова, тому  y(CuO)= y(Cu(NO₃)₂)=0,05 моль.

Обчислюємо масу купрум (ІІ) осиду кількістю речовини 0,05 моль за формулою m=y•M:

m(CuO)=0,05 моль•80 г/моль=4 г.

Відповідь:  m(CuO)= 4 г.

Задача 2. Кальцій гідроксид кількістю речовини 0,25 моль повністю нейтралізували хлоридною кислотою. Яка маса солі утворилася?

Дано: y(KOH)=0,25 моль. Знайти  m(KCl)-? 

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

   0,25 моль                    х г

     KOH     +   HCl    = KCl       +   H₂O

   1 моль                       74,5 г 

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль калій гідроксиду KOH   з утворенням 1 моль солі калій хлориду  KCl.

Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) солі й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(KCl)=Ar(K)+Ar(Cl)=39+35,5=74,5. 

M(KCl)=74,5 г/моль. Маса 1 моль=74,5 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

0,25 моль/1 моль= х г/74,5 г,звідси х=0,25 моль•74,5 г/1 моль=18,625 г.

Відповідь:  m(KCl)=18,625 г. 

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: KOH+HCl=KCl+H₂O

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль калій гідроксиду KOH  з утворенням 1 моль солі калій хлориду  KCl, кількості речовин є однакові, тому  y(KCl)=y(KOH)=0,25 моль.

Обчислюємо масу солі калій хлориду кількістю речовини 0,25 моль.

З формули y=m/M, де М г/моль=Мr, знаходимо масу m=y•M.

Mr(KCl)=Ar(K)+Ar(Cl)=39+35,5=74,5. M(KCl)=74,5 г/моль

m(KCl)=0,25 моль•74,5 г/моль=18,625 г.

Відповідь:  m(KCl)=18,625 г. 

Задача 3. На залізо масою 5,6 г подіяли розчином сульфатної кислоти в надлишку. Який об’єм газу (н.у.) виділився?

Дано: m(Fe)=5,6 г. Знайти: V(H₂)-? 

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

     5,6 г                               x л     

     Fe    +  H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑

     56 г                                22,4 л   

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль заліза Fe  з виділенням 1 моль водню H₂ (1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у.)

Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) заліза й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(Fe)=Ar(Fe)=56, M(Fe)=56 г/моль. Маса 1 моль=56 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

5,6 г/56 г= х л/22,4 л, звідси х=5,6г•22,4 л/56 г=2,24 л.

Відповідь:  V(H₂)=2,24 л.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑

Обчислюємо кількість речовини заліза масою 5,6 г за формулою y=m/M, де М г/моль=Mr. 

Mr(Fe)=Ar(Fe)=56, M(Fe)=56 г/моль. 

y(Fe)=5,6 г: 56 г/моль=0,1 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль заліза Fe  з виділенням 1 моль водню H₂ , кількість речовин є однаковою, тому  y(H₂)=y(Fe)=0,1 моль. 

Обчислюємо об'єм водню кількістю речовини 0,1 моль за формулою V=Y•Vм, де Vм=22,4 л/моль за н.у..

V(H₂)=0,1 моль•22,4 л/моль=2,24 л.

Відповідь:  V(H₂)=2,24 л.

Задача 4. Розклали магній карбонат масою 840 г. Яка кількість речовини продуктів реакції утворилася?

Дано: m(MgCO₃)=840 г. Знайти: y(MgO)-? y(CO₂)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

     840 г            х моль             у моль

     MgCO₃   =   MgO           +   CO₂↑

     84 г             1 моль             1 моль   

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Розклали 1 моль магній карбонат MgCO₃  з утворенням 1 моль магній оксиду MgO і 1 моль карбон (ІV) оксиду CO₂. 

Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) магній карбонату й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(MgCO₃)=Ar(Mg)+Ar(C)+3•Ar(O)=24+12+3•16=84,

M(MgCO₃)=84 г/моль. Маса 1 моль=84 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо дві пропорції  і розв'язуємо їх.

Пропорція для знаходження кількості речовини магній оксиду.

840 г / 84 г= х моль / 1 моль, звідси х=840г • 1 моль / 84 г=10 моль.

Пропорція для знаходження кількості речовини карбон (ІV) оксиду.

840 г / 84 г= у моль / 1 моль, звідси у=840г • 1 моль / 84 г=10 моль.

Відповідь:  y(MgO)=10 моль, y(CO₂)= 10 моль.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: MgCO₃=MgO+CO₂↑ 

Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) магній карбонату_.

Mr(MgCO₃)=Ar(Mg)+Ar(C)+3•Ar(O)=24+12+3•16=84, M(MgCO₃)=84 г/моль. 

Обчислюємо кількість речовини магній карбонату масою 840 г за формулою y=m/M.

y(MgCO₃)=840 г: 84 г/моль=10 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Розклали 1 моль магній карбонат MgCO₃  з утворенням 1 моль магній оксиду MgO і 1 моль карбон (ІV) оксиду CO₂, кількість речовин є однаковою, тому  y(MgO)=10 моль і y(CO₂)=10 моль

Відповідь:  y(MgO)=10 моль, y(CO₂)= 10 моль. 

Задача 5. На відновлення міді з купрум(ІІ) оксиду витратили водень об’ємом 4,48 л. Яка маса міді відновилася?

Дано: V(H₂)=4,48 л. Знайти: m(Cu)-? 

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

                4,48 л              x г     

     CuO  +    H₂ ↑        =     Cu       + H₂O

                 22,4 л            64 г   

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль водню H₂ (1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у.) з утворенням 1 моль міді Cu.

Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) міді й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(Cu)=Ar(Cu)=64, M(Cu)=64 г/моль. Маса 1 моль=64 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

4,48 л / 22,4 л= х г / 64 г, звідси х=4,48 л• 64 г / 22,4 л=12,8 г.

Відповідь:  m(Cu)=12,8 г.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: CuO+H₂ ↑=Cu+H₂O

Обчислюємо кількість речовини водню об'ємом 4,48 л за формулою y=V/Vм, де Vм=22,4 л/моль за н.у

y(H₂)=4,48 л: 22,4 л/моль=0,2 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль водню H₂ з утворенням 1 моль купруму Cu, кількість речовин є однаковою, тому  y(Cu)=0,2 моль. 

Обчислюємо масу купруму кількістю речовини 0,2 моль

З формули y=m/M, де М г/моль=Мr, знаходимо масу m=y•M.

Mr(Cu)=Ar(Cu)=64, M(Cu)=64 г/моль.

m(Cu)=0,2 моль•64 г/моль=12,8 г.

Відповідь:  m(Cu)=12,8 г.

III рівень

Задача 1. Кальцій гідроксид масою 14,8 г повністю нейтралізували нітратною кислотою. Обчисліть маси утворених речовин.

Дано: m(Ca(OH)₂)=14,8 г. Знайти: m(Ca(NO₃)₂)-? m(H₂O)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

      14,8 г                            х г             у г

     Ca(OH)₂  +  2HNO₃  =  Ca(NO₃)₂  +  2H₂O

     74 г                              164 г          36 г                            

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцій гідроксиду Ca(OH)₂  з утворенням 1 моль солі кальцій нітрату Ca(NO₃)₂ і 2 моль води H₂O. 

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин  й, відповідно, масу 1 моль кальцій гідроксиду і кальцій нітрату та 2 моль води..

Mr(Ca(OH)₂)=Ar(Ca)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=40+2•16+2•1=74,

M(Ca(OH)₂)=74 г/моль. Маса 1 моль=74 г.

Mr(Ca(NO₃)₂)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=40+2•14+6•16=164,

M(Ca(NO₃)₂)=164 г/моль. Маса 1 моль=164 г.

Mr(H₂O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H₂O)=18 г/моль.

Маса 1 моль=18 г, а 2 моль=36 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо дві пропорції  і розв'язуємо їх.

Пропорція для знаходження маси кальцій нітрату.

14,8 г / 74 г= х г / 164 г, звідси х=14,8 г • 164 г / 74 г= 32,8 г.

Пропорція для знаходження маси води.

14,8 г / 74 г= у г / 36 г, звідси у=14,8 г • 36 г / 74 г=7,2 г.

Відповідь:  m(Ca(NO₃)₂)=32,8 г; m(H₂O)=7,2 г.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: Ca(OH)₂+2HNO₃=Ca(NO₃)₂+2H₂O 

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин.

Mr(Ca(OH)₂)=Ar(Ca)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=40+2•16+2•1=74,

M(Ca(OH)₂)=74 г/моль. 

Mr(Ca(NO₃)₂)=Ar(Ca)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=40+2•14+6•16=164,

M(Ca(NO₃)₂)=164 г/моль. 

Mr(H₂O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H₂O)=18 г/моль. 

Обчислюємо кількість речовини кальцій гідроксиду масою 14,8 г за формулою y=m/M.

y(MgCO₃)=14,8 г: 74 г/моль=0,2 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцій гідроксиду Ca(OH)₂  з утворенням 1 моль кальцій нітрату Ca(NO₃)₂ і 2 моль води H₂O. Бачимо, що  кількість речовини кальцій гідроксиду і кальцій нітрату є однакова, тому y(Ca(NO₃)₂)=0,2 моль, а кількість речовини води є у 2 рази більшою, тому y(H₂O)=0,4 моль.

З формули y=m/M знаходимо масу m=y•M.

Обчислюємо масу кальцій нітрату кількістю речовини 0,2 моль.

m(Ca(NO₃)₂)=0,2 моль•164 г/моль=32,8 г.

Обчислюємо масу води кількістю речовини 0,4 моль.

m(H₂O)=0,4 моль•18 г/моль=7,2 г.

Відповідь: m(Ca(NO₃)₂)=32,8 г; m(H₂O)=7,2 г. 

Задача 2. На магній кількістю речовин 8 моль подіяли надлишком розчину сульфатної кислоти. Яка маса солі? Який об’єм газу виділився?

Дано: y(Mg)=8 моль. Знайти: m(MgSO₄)-? V(H₂)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

  8 моль                           x г              у л

     Mg     +   H₂SO₄      =  MgSO₄  +     H₂↑

  1 моль                          120 г            22,4 л

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль магнію Mg з утворенням 1 моль магній сульфату MgSO₄ і виділенням 1 моль водню H₂ (1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у.).

Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) магній сульфату й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(MgSO₄)=Ar(Mg)+Ar(S)+4•Ar(O)=24+32+4•16=120,

M(MgSO₄)=120 г/моль. Маса 1 моль=120 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.

Пропорція для обчислення маси магній сульфату:

8 моль / 1 моль = х г / 120 г, звідси х=8 моль • 120 г / 1 моль=960 г.

Пропорція для обчислення об'єму водню:

8 моль / 1 моль = х л / 22,4 л, звідси х=8 моль • 22,4 л / 1 моль=179,2 л.

Відповідь:  m(MgSO₄)=960 г; V(H₂)=179,2 л.

 ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: Mg+H₂SO₄= MgSO₄+H₂↑

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль магнію Mg з утворенням 1 моль магній сульфату MgSO₄ і виділенням 1 моль водню H₂, кількість речовин є однаковою, тому  y(MgSO₄)=8 моль і y(H₂)=8 моль. 

Обчислюємо масу магній сульфату кількістю речовини 8 моль

З формули y=m/M, де М г/моль=Мr, знаходимо масу m=y•M.

Mr(MgSO₄)=Ar(Mg)+Ar(S)+4•Ar(O)=24+32+4•16=120, M(MgSO₄)=120 г/моль

m(MgSO₄)=8 моль•120 г/моль=960 г.

Обчислюємо об'єм водню кількістю речовини 8 моль за формулою V=Y•Vм, де Vм=22,4 л/моль за н.у.

V(H₂)=8 моль•22,4 л/моль=179,2 л.

Відповідь:  m(MgSO₄)=960 г; V(H₂)=179,2 л.

Задача 3. Через натрій гідроксид масою 16 г пропустили карбон(ІV) оксид до повної нейтралізації лугу. Яка маса та кількість речовини солі утворилися?

Дано: m(NaOH)=16 г. Знайти: m(Na₂CO₃)-?  y(Na₂CO₃)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

       16 г                          х г                       

      2NaOH    + CO₂  =  Na₂CO₃       +  H₂O  

       80 г                         106 г                        

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль натрій гідроксиду з утворенням 1 моль натрій карбонату.

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 2 моль натрій гідроксиду і масу 1 моль натрій карбонату.

Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, M(NaOH)=40 г/моль.

Маса 1 моль=40 г, а маса 2 моль=80 г.

Mr(Na₂CO₃)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(О)=2•23+12+3•16=106,  

M(Na₂CO₃)=106 г/моль. Маса 1 моль=106 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію та розв'язуємо її.

16 г / 80 г= х г / 106 г, звідси х=16 г•106 г/ 80 г=21,2 г.

Обчислюємо кількість речовини натрій карбону масою 21,2 г за формулою y=m/M.

y(Na₂CO₃)=21,2 г : 106 г/моль=0,2 моль.

Відповідь: m(Na₂CO₃)=21,2 г; y(Na₂CO₃)=0,2 моль.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: 2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O 

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин_.

Mr(NaOH)=Ar(Na)+Ar(O)+Ar(H)=23+16+1=40, M(NaOH)=40 г/моль.

Mr(Na₂CO₃)=2•Ar(Na)+Ar(C)+3•Ar(О)=2•23+12+3•16=106,  

M(Na₂CO₃)=106 г/моль.

Обчислюємо кількість речовини натрій гідроксиду масою 16 г за формулою y=m/M.

y(NaOH)=16 г: 40 г/моль=0,4 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль натрій гідроксиду з утворенням 1 моль натрій карбонату, кількість речовини натрій карбонату є у 2 рази меншою, тому y(Na₂CO₃)=0,2 моль.

Обчислюємо масу натрій карбонату кількістю речовини 0,2 моль за формулою m=y•M:

m(Na₂CO₃)=0,2 моль•106 г/моль=21,2  г.

Відповідь:  m(Na₂CO₃)=21,2 г; y(Na₂CO₃)=0,2 моль.

Задача 4. На відновлення свинцю з плюмбум (ІІ) оксиду витратили водень об’ємом 6,72 л. Яка маса і кількість речовини свинцю відновилася?

Дано: V(H₂)=6,72 л. Знайти: m(Pb)-? y(Pb)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

                6,72 л           x г     

     PbO  +  H₂↑         =     Pb         + H₂O

                 22,4 л          207 г   

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль водню H₂  (1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у.) з утворенням 1 моль свинцю Pb .

Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) свинцю й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(Pb)=Ar(Pb)=207, M(Pb)=207 г/моль. Маса 1 моль=207 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

6,72 л / 22,4 л= х г / 207 г, звідси х=6,72 л • 207 г / 22,4 л=62,1 г.

Обчислюємо кількість речовини свинцю масою 62,1 г за формулою y=m/M.

y(Pb)=62,1 г: 207 г/моль=0,3 моль

Відповідь:  m(Pb)=62,1 г; y(Pb)=0,3 моль.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: PbO+H₂↑=Pb+H₂O

Обчислюємо кількість речовини водню об'ємом 6,72 л за формулою y=V/Vм, де Vм=22,4 л/моль за н.у

y(H₂)=6,72 л : 22,4 л/моль=0,3 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль водню H₂ з утворенням 1 моль свинцю Pb, кількість речовин є однаковою, тому  y(Pb)=0,3 моль. 

Обчислюємо масу свинцю кількістю речовини 0,3 моль

З формули y=m/M, де М г/моль=Мr, знаходимо масу m=y•M.

Mr(Pb)=Ar(Pb)=207, M(Pb)=207 г/моль.

m(Pb)=0,3 моль•207 г/моль=62,1 г.

Відповідь:  m(Pb)=62,1 г; y(Pb)=0,3 моль.

Задача 5. Водень об’ємом 8,96 л повністю прореагував з азотом (н.у.). Який об’єм та кількість речовини амоніаку утворилися?

Дано: V(H₂)=8,96 л. Знайти: V(NH₃)-? y(NH₃)-?

Розв'язання.

Записуємо рівняння реакції:

 8,96 л                      x л     

  3H₂↑    +   N₂       =     2NH₃

 67,2 л                      44,8 л   

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 3 моль водню H₂ з утворенням 2 моль амоніаку NH₃.

1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у., тому 2 моль газу займе об'єм 44,8 л, а 3 моль газу займе  об'єм 67,2 л за н.у.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.

8,96 л / 67,2 л= х л / 44,8 л, звідси х=8,96 л• 44,8 л / 67,2 л=5,97 л.

Обчислюємо кількість речовини амоніаку об'ємом 5,97 л. за формулою Y=V/Vм, де Vм=22,4 л/моль за н.у.

V(NH₃)=5,97 л : 22,4 л/моль=0,27 моль.

Відповідь:  V(NH₃)=5,97 л; y(NH₃)=0,27 моль.

IV рівень

Задача 1. Унаслідок реакції обміну між сульфатною кислотою та барій гідроксидом, випав осад масою 46,6 г. Які маси та кількості речовин реагентів узято? Скільки молекул міститься в такій порції сульфатної кислоти?

Дано: m(BaSO₄)=46,6 г.

Знайти: m(H₂SO₄)-?  m(Ba(OH)₂)-? y(H₂SO₄)-?  y(Ba(OH)₂)-? N(H₂SO₄)-?

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

       х г             у г           46,6 г                         

      H₂SO₄    + Ba(OH)₂  =  BaSO₄↓          +  2H₂O  

       98 г          171 г         233 г                        

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти  H₂SO₄  і  1 моль барій гідроксиду Ba(OH)₂ з випаданням 1 моль осаду барій сульфату BaSO4↓.

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(H₂SO₄)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98,  

M(H₂SO₄)=98 г/моль. Маса 1 моль=98 г.

Mr(Ва(OH)₂)=Ar(Ва)+2•Ar(O)+Ar(H)=137+2•16+1=171, 

M(Ва(OH)₂)=171 г/моль. Маса 1 моль=171 г.

Mr(BaSO₄)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233,  

M(BaSO₄)=233 г/моль. Маса 1 моль=233 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо дві пропорції та розв'язуємо їх.

Пропорція для обчислення маси сульфатної кислоти:

х г / 98 г= 46,6 г / 233 г, звідси х=46,6 г•98 г/ 233 г=19,6 г.

Пропорція для обчислення маси барій гідроксиду:

у г / 171 г= 46,6 г / 233 г, звідси х=46,6 г•171 г/ 233 г=34,2 г.

Кількість речовини знаходимо за формулою y=m/M.

Обчислюємо кількість речовини сульфатної кислоти масою 19,6 г.

y(H₂SO₄)=19,6 г : 98 г/моль=0,2 моль.

Обчислюємо кількість речовини барій гідроксиду масою 34,2 г.

y(Ва(OH)₂)=34,2 г : 171 г/моль=0,2 моль.

Обчислюємо число молекул сульфатної кислоти кількістю речовини 0,2 моль.

З формули y=N/Na,де Na- стала Авогадро і дорівнює 6,02•10²³моль^-1, знаходимо N=y•Na.

N(H₂SO₄)=0,2 моль•6,02•10²³моль^-1 =1,204•10²³

Відповідь: m(H₂SO₄)=19,6 г; m(Ba(OH)₂)=34,2 г; y(H₂SO₄)=0,2 моль; y(Ba(OH)₂)=0,2 моль; N(H₂SO₄)=1,204•10²³.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: H₂SO₄+Ba(OH)₂=BaSO₄↓+2H₂O 

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин_.

Mr(H₂SO₄)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+32+4•16=98, M(H₂SO₄)=98 г/моль.

Mr(Ва(OH)₂)=Ar(Ва)+2•Ar(O)+Ar(H)=137+2•16+1=171, M(Ва(OH)₂)=171 г/моль.

Mr(BaSO₄)=Ar(Ba)+Ar(S)+4•Ar(O)=137+32+4•16=233, M(BaSO₄)=233 г/моль.

Обчислюємо кількість речовини барій сульфату масою 46,6 г за формулою y=m/M.

y(BaSO₄)=46,6 г: 233 г/моль=0,2 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль сульфатної кислоти  H₂SO₄  і  1 моль барій гідроксиду Ba(OH)₂ з випаданням 1 моль осаду барій сульфату BaSO4↓., кількість речовини усіх сполук є однаковою, тому y(H₂SO₄)=0,2 моль і y(Ва(OH)₂)=0,2 моль.

Масу речовин обчислюємо за формулою: m=y•M.

Обчислюємо масу сульфатної кислоти кількістю речовини 0,2 моль.

m(H₂SO₄)=0,2 моль•98 г/моль=19,6 г.

Обчислюємо масу барій гідроксиду кількістю речовини 0,2 моль.

m(Ва(OH)₂)=0,2 моль•171 г/моль=34,2 г.

Обчислюємо число молекул сульфатної кислоти кількістю речовини 0,2 моль.

З формули y=N/Na,де Na- стала Авогадро і дорівнює 6,02•10²³моль^-1, знаходимо N=y•Na.

N(H₂SO₄)=0,2 моль•6,02•10²³моль^-1 =1,204•10²³

Відповідь: m(H₂SO₄)=19,6 г; m(Ba(OH)₂)=34,2 г; y(H₂SO₄)=0,2 моль; y(Ba(OH)₂)=0,2 моль; N(H₂SO₄)=1,204•10²³. 

Задача 2. На суміш порошків магнію та магній оксиду масою 10 г подіяли хлоридною кислотою, внаслідок чого виділився газ об’ємом 4,48 л (н.у.). Які маси магнію та магній оксиду були у вихідній суміші? Якій кількості речовини відповідають ці маси?

Дано: m(Mg,MgO)=10 г; V(H₂)=4,48 л.

Знайти: m(Cu)-? m(CuО)-?

Розв'язання.

І спосіб.

У суміші порошків тільки магній взаємодіє з хлоридною кислотою із виділенням газу. 

Записуємо рівняння реакції:

  x г                           4,48 л

Mg  +    2HCl = MgCl₂ + H₂ ↑     

 24 г                          22,4 л  

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль магнію Mg з виділенням 1 моль водню H₂ (1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у.).

Обчислюємо молярну масу (M г/моль = Mr) магнію й, відповідно, масу 1 моль.

Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, M(Mg)=24 г/моль. Маса 1 моль=24 г.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо пропорцію для обчислення маси магнію і розв'язуємо її.

х г/24 г= 4,48 л/22,4 л, звідси х=4,48 л•24 г/22,4 л=4,8 г.

Обчислюємо масу магній оксиду у суміші:

 m(MgO)=m(Mg,MgO)- m(Mg)=10 г - 4,8 г = 5,2 г.

Відповідь:  m(Mg)=4,8 г; m(MgO)=5,2 г.

ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: Mg+2HCl=MgCl₂+H₂ ↑ 

Обчислюємо кількість речовини водню об'ємом 4,48 л за формулою y=V/Vм, де Vм=22,4 л/моль за н.у

y(H₂)=4,48 л: 22,4 л/моль=0,2 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль магнію Mg з виділенням 1 моль водню, кількість речовин є однаковою, тому  y(Mg)=y(H₂)=0,2 моль. 

Обчислюємо масу магнію кількістю речовини 0,2 моль

З формули y=m/M, де М г/моль=Мr, знаходимо масу m=y•M.

Mr(Mg)=Ar(Mg)=24, M(Mg)=24 г/моль.

m(Mg)=0,2 моль•24 г/моль=48 г.

Обчислюємо масу магній оксиду у суміші:

m(MgO)=m(Mg,MgO)- m(Mg)=10 г - 4,8 г = 5,2 г.

Відповідь:  m(Mg)=4,8 г; m(MgO)=5,2 г.

Задача 3. Внаслідок якісної реакції на хлоридну кислоту, випав осад кількістю речовини 0,2 моль. Якій масі відповідає ця кількість речовини? Які маси та кількості речовин реагентів узято?

Дано: y(AgCl)=0,2 моль.

Знайти  y(HCl)-? y(AgNO₃)-? m(HCl)-? m(AgCl)-?  m(HNO₃)-?

Розв'язання.

Записуємо рівняння реакції: HCl+AgNO₃=AgCl↓+HNO₃

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин_.

Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35,5=36,5, M(HCl)=36,5 г/моль.

Mr(AgNO₃)=Ar(Ag)+Ar(N)+3•Ar(O)=108+14+3•16=170, 

M(AgNO₃)=170 г/моль. 

Mr(AgCl)=Ar(Ag)+Ar(Cl)=108+35,5=143,5, M(AgCl)=143,5 г/моль.

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль хлоридної кислоти HCl і 1 моль аргентум нітрату AgNO₃ з утворенням 1 моль осаду аргентум хлориду AgCl, кількості речовин однакові, тому y(HCl)=y(AgCl)=0,2 моль і y(AgNO₃)=y(AgCl)=0,2 моль.

З формули y=m/M знаходимо масу m=y•M, де М г/моль = Mr.

Обчислюємо масу хлоридної кислоти кількістю речовини 0,2 моль. 

m(HCl)=0,2 моль • 36,5 г/моль = 7,3 г.

Обчислюємо масу аргентум хлориду кількістю речовини 0,2 моль. 

m(AgCl)=0,2 моль • 143,5 г/моль = 28,7 г.

Обчислюємо масу аргентум нітрату кількістю речовини 0,2 моль.  

m(AgNO₃)=0,2 моль • 170 г/моль = 34 г.

Відповідь: y(HCl)=0,2 моль; y(AgNO₃)=0,2 моль; m(HCl)=7,3 г;

m(AgCl)=28,7 г;  m(HNO₃)=34 г.

Задача 4. За дії нітратної кислоти на ферум (ІІ) гідроксид масою 28,8 г, утворились сіль і вода. Які маси та кількості речовин продуктів реакції? Яка маса нітратної кислоти витратилась?

Дано: m(Fe(OH)₂)=28,8 г. Знайти: m(Fe(NO₃)₂)-?  m(H₂O)-? m(HNO₃)-? y(Fe(NO₃)₂)-?  y(H₂O)-? 

Розв'язання.

І спосіб.

Записуємо рівняння реакції:

         z х             28,8 г                   х г                  у г                         

      2HNO₃    + Fe(OH)₂      =  Fe(NO₃)₂    +     2H₂O  

       126 г            90 г                   180 г                 36 г                    

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль нітратної кислоти  _HNO3    і  1 моль ферум (ІІ) гідроксиду _Fe(OH)2 з утворенням 1 моль ферум (ІІ) нітрату Fe(NO₃)₂ і 2 моль води H₂O.

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль ферум (ІІ) гідроксиду і ферум (ІІ) нітрату та масу 2 моль нітратної кислоти і води.

Mr(Fe(OH)₂)=Ar(Fe)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=56+2•16+2•1=90, 

M(Fe(OH)₂)=90 г/моль. Маса 1 моль=90 г.

Mr(Fe(NO₃)₂)=Ar(Fe)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=56+2•14+6•16=180,  

M(Fe(NO₃)₂)=180 г/моль. Маса 1 моль=180 г.

Mr(H₂O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18,  M(H₂O)=18 г/моль. 

Маса 1 моль=18 г, а маса 2 моль=36 г.

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.

Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

Складаємо три пропорції та розв'язуємо їх.

Пропорція для обчислення маси ферум (ІІ) нітрату:

28,8 г / 90 г= х г / 180 г, звідси х=28,8 г•180 г/ 90 г=57,6 г.

Пропорція для обчислення маси води:

28,8 г / 90 г= у г / 36 г, звідси у=28,8 г•36 г/ 90 г=11,52 г.

Пропорція для обчислення маси нітратної кислоти:

28,8 г / 90 г= z г / 126 г, звідси z=28,8 г•126 г/ 90 г=40,32 г.

Кількість речовини знаходимо за формулою y=m/M.

Обчислюємо кількість речовини ферум (ІІ) нітрату масою 57,6 г.

y(Fe(NO₃)₂)=57,6 г : 180 г/моль=0,32 моль.

Обчислюємо кількість речовини води масою 11,52 г.

y(H₂O)=11,52 г : 18 г/моль=0,64 моль.

Відповідь: m(Fe(NO₃)₂)=57,6 г; m(H₂O)=11,52 г; m(HNO₃)=40,32г; y(Fe(NO₃)₂)=0,32моль; y(H₂O)=0,64моль.

 ІІ спосіб.

Записуємо рівняння реакції: 2HNO₃+Fe(OH)₂=Fe(NO₃)₂+2H₂O 

Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин_.

Mr(Fe(OH)₂)=Ar(Fe)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=56+2•16+2•1=90, M(Fe(OH)₂)=90 г/моль. 

Mr(Fe(NO₃)₂)=Ar(Fe)+2•Ar(N)+6•Ar(O)=56+2•14+6•16=180,  

M(Fe(NO₃)₂)=180 г/моль. 

Mr(H₂O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18,  M(H₂O)=18 г/моль. 

Mr(HNO₃)=Ar(H)+Ar(N)+3•Ar(O)=1+14+3•16=63, M(HNO₃)=63 г/моль.

Обчислюємо кількість речовини ферум (ІІ) гідроксиду масою 28,8 г за формулою y=m/M.

y(Fe(OH)₂)=28,8 г: 90 г/моль=0,32 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.   Прореагувало 2 моль нітратної кислоти  _HNO3    і  1 моль ферум (ІІ) гідроксиду _Fe(OH)2 з утворенням 1 моль ферум (ІІ) нітрату Fe(NO₃)₂ і 2 моль води H₂O.  Кількість речовини ферум (ІІ) гідроксиду і ферум (ІІ) нітрату є однаковою, тому y(Fe(NO₃)₂)=0,32 моль, а кількість речовини нітатної кислоти і води є у 2 рази більшою, тому y(HNO₃)=0,64 моль і y(H₂O)=0,64 моль.

Масу речовин обчислюємо за формулою: m=y•M.

Обчислюємо масу ферум (ІІ) нітрату кількістю речовини 0,32 моль.

m(Fe(NO₃)₂)=0,32 моль•180 г/моль=57,6 г.

Обчислюємо масу води кількістю речовини 0,64 моль.

m(H₂O)=0,64 моль•18 г/моль=11,52 г.

Обчислюємо масу нітратної кислоти кількістю речовини 0,64 моль.

m(HNO₃)=0,64 моль•63 г/моль=40,32 г.

Відповідь: m(Fe(NO₃)₂)=57,6 г; m(H₂O)=11,52 г; m(HNO₃)=40,32г; y(Fe(NO₃)₂)=0,32моль; y(H₂O)=0,64моль.

Задача 5. На суміш порошків магнію та міді масою 10 г подіяли розчином сульфатної кислоти, внаслідок чого виділився газ об’ємом 3,36 л (н.у.). Обчисліть масовий склад суміші. Якій кількості речовини відповідають такі маси?

Дано: m(суміші)=10 г, V(H₂)=3,36 л. Знайти: m(Mg)-? m(Cu)-? y(Mg)-? y(Cu)-? ω(Mg)-? ω(Cu)-? 

Розв'язання.

З двох металів (мідь і магній) з розчином сульфатної кислоти взаємодіє лише магній Mg (розміщений до водню Н₂ у ряді активності металів).

Записуємо рівняння реакції:  Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H₂↑ 

Обчилюємо кількість речовини водню об'ємом 3,36 л. за формулою y=V/Vм, де Vм - постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.

y(Н₂)=3,36 л: 22,4 л/моль=0,15 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагував 1 моль магнію Mg з виділенням 1 моль водню H₂, кількість речовини однакова, тому y(Mg)=0,15 моль.

Обчислюємо масу магнію кількістю речовини 0,15  моль.

З формули y=m/M, де М г/моль=Mr, знаходимо m=y•М.

Mr(Mg)=24, М(Mg)=24г/моль,  m(Mg)=0,15 моль•24г/моль=3,6 г.

Обчислюємо масу міді.

m(Cu)=m(суміші)-m(Mg)=10 г - 3,6 г = 6,4 г.

Обчислюємо кількість речовини міді масою 6,4 г за формулою y=m/M, де М г/моль=Mr.

Mr(Cu)=64, М(Cu)=64г/моль, m(Cu)=6,4 г : 64г/моль=0,1 моль 

Обчислюємо масову частку магнію у суміші за формулою: ω(Mg)=m(Mg)/m(суміші) :

ω(Mg)=3,6 г : 10=0,36 (36%)

Обчислюємо масову частку міді у суміші:

ω(Cu)=100%-36%=64%

Відповідь:  m(Mg)=3,6г; y(Mg)=0,15 моль; ω(Mg)=36%;  m(Cu)=6,4г; y(Cu)=0,1 моль;  ω(Cu)=64%