Інші завдання видання 2017 року видання дивись тут...

Інші завдання видання 2012 року видання дивись тут...

САМОСТІЙНА рОБОТА. ВІДНОШЕННЯ ОБ'ЄМІВ ГАЗІВ У ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЯХ - ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА: oб'єми газів, що вступають у реакцію, відносяться один до одного та до газоподібних продуктів реакції як невеликі цілі числа.

І-ІІ рівні

Задача 1. Етин об'ємом 40 л повністю згорів у кисні. Обчисліть об'єм утвореного карбон (ІV) оксиду (н.у.).

Дано: V(C2H2)=40 л        

Знайти: V(СО2)-? 

Розв'язування

І спосіб

Запишемо рівняння реакції:

40 л                  х л            

2Н2     + 5О2    →  4СО2   + 2Н2О

2 об'єми                 4 об'єми 

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі. Відповідні об'єми, використовуючи закон об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА), записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду:

40 л / 2 = х л / 4

х л  2 = 40 л  4

х = 40 л • 4 : 2

х = 80 л

ІІ спосіб

Запишемо рівняння реакції.

2Н2 + 5О2 4СО+ 2Н2О          

За рівнянням реакції V(C2H2):V(CO2)=2:4=1:2, тому 

V(СО2)=2V(C2H2)=240 л=80 л

Відповідь: 80 л.

 

Задача 2. Для добування тетрахлороетану витратили хлор об'ємом 140 л. Обчисліть об'єм етину, що вступив у реакцію (н.у.).

Дано: V(Cl2)=140 л        

Знайти: V2H2)-? 

Розв'язування

І спосіб

Запишемо рівняння реакції:

х л         140 л            

С2Н2     +   2Cl2    →  С2H2Cl4

1 об'єм     2 об'єми 

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі. Відповідні об'єми, використовуючи закон об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА), записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм етину:

х л / 1 = 140 л / 2

х л • 2 = 140 л • 1

х = 140 л  1 : 2

х = 70 л

ІІ спосіб

Запишемо рівняння реакції:

С2Н+ 2ClС2H2Cl4         

За рівнянням реакції V(C2H2):V(Cl2)=1:2, тому

V(C2H2)=V(Cl2):2=140 л 2=70 л

Відповідь: 70 л.

III рівень

Задача 3. Під час хлорування етану за сильного освітлення утворився дихлороетан та гідроген хлорид об'ємом 44,8 л (н.у.). Обчисліть об'єми вихідних речовин.

Дано: V(НCl)=44,8 л        

Знайти: V2H6)-?, V(Cl2)-?

Розв'язування

І спосіб

Запишемо рівняння реакції:

х л           y л                   44,8 л    

С2Н6     +      2Cl2   →  С2H4Cl2 + 2HCl

1 об'єм        2 об'єми                2 об'єми

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі. Відповідні об'єми, використовуючи закон об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА), записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм етану:

х л / 1 = 44,8 л / 2

х л • 2 = 44,8 л  1

х = 44,8 л  1 : 2

х = 22,4 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм хлору:

у л / 2 = 44,8 л / 2

у л • 2 = 44,8 л  2

у = 44,8 л  2 : 2

у = 44,8 л

ІІ спосіб

Запишемо рівняння реакції:

С2Н6+2Cl2С2H4Cl2 + 2HCl        

За рівнянням реакції V(C2H6:V(НCl)=1:2, тому

V(C2H6)=V(НCl):2=44,8 л : 2=22,4 л

За рівнянням реакції V(Cl2):V(НCl)=2:2=1:1, тому

V(Cl2)=V(НCl)=44,8 л

Відповідь: 22,4 л С2H6 і 44,8 л Сl2.

 

Задача 4. Етин об'ємом 115 л повністю прореагував з воднем за наявності каталізатора. Обчисліть об'єми водню, що вступив у реакцію, та етану, що утворився в її результаті (н. у.).

Дано: V(C2Н2)=115 л        

Знайти: V(H2)-?, V(C2Н6)-?

Розв'язування

І спосіб

Запишемо рівняння реакції:

115 л      х л         у л    

С2Н2     +   3Н2    →   С2H6

1 об'єм     3 об'єми    1 об'єм

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі. Відповідні об'єми, використовуючи закон об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА), записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм водню:

115 л / 1 = х л / 3

х л • 1 = 115 л • 3

х = 115 л  3 : 1

х = 345 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм етану:

115 л / 1 = у л / 1

у л  1 = 115 л  1

у = 115 л  1 : 1

х = 115 л

ІІ спосіб

Запишемо рівняння реакції:

С2Н2+3Н2С2H6        

За рівнянням реакції V(C2H2):V(H2)=1:3, тому

V(H2)=3V(C2H2)=3115 л=345 л

За рівнянням реакції V(C2H2):V(C2H6)=1:1, тому

V(C2H6)=V(C2H2)=115 л

Відповідь: 345 л Н2, 115 л C2Н6.

IV рівень

Задача 5. Для зварювання та різання металів використовують суміш етину з киснем. Обчисліть, які об'єми цих газів треба взяти, щоб утворився такий об'єм карбон (ІV) оксиду (н. у.), який утвориться під час повного згоряння пропану кількістю речовини З моль.

Дано: y(C3H8)=3 моль        

Знайти: V(СО2)-?, V2Н2)-?, V2)-?

Розв'язування

І спосіб

Запишемо рівняння горіння пропану:

3 моль                 х л            

3Н8     + 10О2    →  6СО2   + 8Н2О

2 моль                   134,4 л 

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль пропану С3Н8  з утворенням 6 моль карбон (IV) оксиду (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4л, а 6 моль займатимуть у 6 разів більший об'єм, тобто 134,4 л)

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою проопорції обчислюємо об'єм карбон (IV) оксиду.

3 моль / 2 моль = х л / 134,4 л

х л • 2 моль = 134,4 л • 3 моль

х = 134,4 л  3 : 2

х = 201,6 л

Запишемо рівняння горіння етину:

х л          у л             201,6 л            

2Н2     + 5О2    →     4СО2     + 2Н2О

2 об'єми     5 об"ємів      4 об"єми 

Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі. Відповідні об'єми, використовуючи закон об'ємних відношень газів (ЗАКОН ГЕЙ-ЛЮССАКА), записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм етину:

х л / 2 = 201,6 л / 4

х л • 4 = 201,6 л • 2

х = 201,6 л  2 : 4

х = 100,8 л

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм кисню:

у л / 5 = 201,6 л / 4

у л • 4 = 201,6 л • 5

у = 201,6 л  5 : 4

у = 252 л

ІІ спосіб

Запишемо рівняння горіння пропану:

3Н8+10О26СО2+8Н2О          

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 2 моль пропану С3Н8  з утворенням 6 моль карбон (IV) оксиду, кількість речовини карбон (IV) оксиду у 3 рази більша, ніж пропану, тому

y(СО2)=3y(С3Н8)=33 моль=9 моль

Об'єм карбон (IV) оксиду кількістю речовини 9 моль обчислюємо за формулою V=yVмде Vм - постійна стала і за н.у. чисельно дорівнє. 22,4 л/моль.

V(СО2)=y(СО2)VM=9 моль 22,4 л/моль=201,6 л

Запишемо рівняння горіння етину:

2Н2+5О→ 4СО2 + 2Н2О       

За рівнянням реакції V(C2H2):V(CO2)=2:4=1:2, тому

V(C2H2)=V(CO2):2=201,6 л : 2=100,8 л.

За рівнянням реакції V(О2):V(CO2)=5:4, звідси 4V(O2)=5V(CO2), тому

V(О2)=5V(CO2):4=5 • 201,6 л 4=252 л

Відповідь: V(СО2)=201,6 л, V2Н2)=100,8 л, V2)=252 л.

 

Задача 6. Суміш пропану і етину об'ємом 16,8 л пропустили через хлор. Утворився 1,1,2,2-тетрахлороетан масою 25,2 г. Обчисліть об'єми газів (н.у.), що вступили в реакцію, та об'ємні частки газів у вихідній суміші.

Дано: V(C2H2;C3H8)=16,8 л, m(C2H2Cl4)=25,2 г.    

Знайти: φ(С2Н2)-?  φ(С3Н8)-?

Розв'язування

І спосіб

Із суміші газів з хлором із утворенням 1,1,2,2-тетрахлороетану реагує етин.

Записуємо рівняння реакції:

   х л                      25,2 г                      

   C2H2  +   2Cl2       C2H2Cl4

  22,4 л                    168 г 

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

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння.

Прореагувало 1 моль етину С2Н2 (1 моль газу за н.у. займає об'єм 22,4 л) з утворенням 1 моль 1,1,2,2-тетрахлороетануОбчислюємо молярну масу (Mr г/моль=M) 1,1,2,2-тетрахлороетану й, відповідно, масу 1 моль.

Mr2Н2Cl4)=2Ar(C)+2Ar(H)+4Ar(Cl)=212+21+435,5=168,

M(C2H2Cl4)=168 г/моль. Маса 1 моль=168 г.

Відповідні значення записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.

За допомогою пропорції обчислюємо об'єм етину С2Н2.

х л / 22,4 л = 25,2 г / 168 г

х л • 168 г = 25,2 г • 22,4 л

х = 25,2 г • 22,4 л : 168 г

х =3,36 л

Обраховуємо об'єм пропану:

V(С3Н8)=V(суміші)-V(С2Н2)=16,8 л-3,36 л = 13,44 л

Об'ємна частка речовини (φ) - це відношення об'єму речовини до  об'єму суміші: φ(речовини)=V(речовини)/V(суміші).

φ(С2Н2)=V(С2Н2)/V(суміші)=3,36 : 16,8=0,2, або,

помноживши це число на на 100%, одержимо 20%.

φ(С3Н8)=V(С3Н8)/V(суміші)=13,44 :16,8=0,8, або 80%

ІІ спосіб

Із суміші газів з хлором із утворенням 1,1,2,2-тетрахлороетану реагує етин.

Запишемо рівняння реакції: C2H2+Cl2C2H2Cl4

Обчислимо кількість речовини 1,1,2,2-тетрахлороетану масою 25,2 г за формулою y=m/M, де Мr г/моль=M.

Mr2Н2Cl4)=2Ar(C)+2Ar(H)+4Ar(Cl)=212+21+435,5=168, 

M(C2H2Cl4)=168 г/моль

y(С2Н2Cl4)=m(C2H2Cl4):M(C2H2Cl4)=25,2 г: 168 г/моль = 0,15 моль

Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. 

Прореагувало 1 моль етину С2Н2  з утворенням 1 моль 1,1,2,2-тетрахлороетану, кількість речовини є однакова, тому y(C2Н2)=y(С2Н2Cl4)=0,15 моль

Об'єм етину кількістю речовини 0,15 моль обчислюємо за формулою V=y, де Vм- постійна величина і за н.у. чисельно дорівнює 22,4 л/моль

V(C2Н2)=y(C2H2)VM=0,15 моль22,4 л/моль=3,36 л

Обчислюємо об'єм пропану:

V(С3Н8)=V(суміші)-V(С2Н2)=16,8 л-3,36 л=13,44 л

Об'ємна частка речовини (φ) - це відношення об'єму речовини до  об'єму суміші: φ(речовини)=V(речовини)/V(суміші).

φ(С2Н2)=V(С2Н2)/V(суміші)=3,36/16,8=0,2, або,

помноживши це число на 100%, одержимо 20%.

φ(С3Н8)=V(С3Н8)/V(суміші)=13,44/16,8=0,8, або 80%

Відповідь:  φ2Н2)=20%; φ3Н8)=80%.

Інші завдання видання 2012 року видання дивись тут... 

Інші завдання видання 2017 року видання дивись тут...