Открыть - Березниковский строительный техникум

ÌÈÍÈÑÒÅÐÑÒÂÎ
ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß
È ÍÀÓÊÈ ÏÅÐÌÑÊÎÃÎ
ÊÐÀß
Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования
«БЕРЕЗНИКОВСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»
ÌÅÒÎÄÈ×ÅÑÊÈÅ ÓÊÀÇÀÍÈß ¹2
ïî äèñöèïëèíå «ÕÈÌÈß»
äëÿ ñòóäåíòîâ äíåâíîãî è çàî÷íîãî îòäåëåíèÿ
«ÑÏÎÑÎÁÛ
ÐÅØÅÍÈß
2013 г
ÇÀÄÀ×»
2 . Определим скорость прямой реакции для случая, когда концентрации реагирующих веществ изменены:
Cz{/VO)
Сг (0г)
= ±-CiOVO)
2
= I • 4 = 2 (моль/л);
2
= 2 С,( 0&) = 2 • 2 = 4 (моль/л).
Таким образом, концентрации оксида азота (П) и кислорода стали
соответственно 2 моль/л и 4 моль/л
14 = ft Ы
Ш
-
г
^ • 2 . 4 = 16 I
3 . Определим, как изменилась скорость прямой реакции:
fг
-л £
-уф- = ^ f = — , то есть скорость прямой реакции уменьшилась в
Ui
32 к, <L
2 раза.
Ответ:
скорость прямой реакции уменьшилась в 2 раза.
ЗАДАЧА Ш 5 . Как изменится скорость прямой реакции, лежащей в
основе промышленного получения аммиака, если при постоянной температуре увеличить давление газовой смеси в 4 раза?
Дано:
Рг_(смеси)
Решение:
А
В промышленности аммиак получают
' Pi (смеси)
из азота и водорода согласно следующему
уравнению реакции:
д/г + 3 М,
№ъ
2
Скорость прямой реакции будет равна:
v
= ó ? - М - Ы
5
Участвующие в реакции вещества являются газообразными. Из закона Авогадро следует, что концентрации газообразных веществ прямо
пропорциональны их парциальным давлениям. Следовательно, выражение
скорости прямой реакции примет вид:
10
W= 1-PlNi)
- P ^ W * ) » где P (M>)
P (HB) - парциальные
È
давления газов
На основе этих рассуждений делаем расчёты.
1. Определим скорость прямой реакции до изменения давления
газовой смеси, то есть при давлении, которое условно обозначим P t :
Ъ-Л-РМ)
<Р?(Н,)
2 . Определим скорость прямой реакции при увеличении давления:
k ' 4 р4(vV£) • (4 pJ(Hi)
= k-
4Р,(Л/2) • 64 P ? ( H A ) =
= 25б£.Р,(Л^) -Pf(We);
3
(72= 256 J^ .fi(/V a ) - P 4 ( H a ) .
3 . Определим, как изменится скорость прямой реакции:
Л.
Vi
256
R (Л/а) -PflHt) = 256, то есть скорость прямой
&.ft(M>)
-Pf(Ha)
реакции увеличится в 256 раз.
Ответ: скорость прямой реакции увеличится в 256 раз.
ЗАДАЧА № 6 . Исходные концентрации веществ в реакции
НС£+ Ог
Ht.D+
были С ( Ш ) = 1 моль/л; С ( Q ) = 1 моль/л
Вычислите концентрацию исходных и полученных веществ в момент,
когда прореагировало НС& концентрацией 0,6 моль/л. Как изменится
скорость в конечный момент реакции?
Решение:
Дано:
С{(НС£) = 1 моль/л
С,(0 £ )
= 1 моль/л
1 . Запишем уравнение реакции с учётом
коэффициентов:
С (НИ) = 0,6 моль/л
концентрации веществ - ?
и..;
^
-
4 НС£ + Or
2НоО + 2 С£2
Из уравнения реакции видно, что хлороводород количеством вещества 4 моль
11
реагирует с кислородом количеством вещества 1 моль и при этом
получается-по.2 моль воды и хлора.
2 . Определим концентрации веществ в момент, когда прореагиро
вало 0,6 моль/л хлороводорода:
а) с 4 моль H C i
реагирует 1 моль Оя
с 0,6 моль НС1
-"-
X
моль 0г.
отсюда X = 0,15 (моль), то есть прореагировало. 0,15 моль/л
кислорода; С (
= 0,15 моль/л.
Теперь рассчитаем, какова остаточная концентрация кислорода:
Са(0а)
Сг(0г)
-С(0к)
= 1 моль/л - 0,15 моль/л = 0,85 моль/л
= 0,85 моль/л
б) из 4 моль НС£ образуется 2 моль
из 0,6 моль НС£
%
моль
отсюда ^ = 0,3 (моль), то есть образовалось 0,3 моль/л хлора;
С (
= 0 , 3 моль/л.
Следовательно, столько же образовалось и воды, то есть
С (А/20) = 0 , 3 моль/л.
в) Определим остаточную концентрацию хлороводорода:
Са(НС£) = С ^ ( Ш ) - £ { / - № - . = 1 моль/л - 0,6 моль/л = 0,4 моль/л
С2(ИС£) = 0,4 моль/л.
3 . Определим, как изменится скорость реакции в момент, когда
прореагирует 0,6 моль/л НС£
:
а) вычислим скорость реакции в начальный момент:
W=lt-LHuf-LDtJ;
« - Ь Л
[HU]=C,(UCt)
= i МОль/л;[0j= С,Фг) = l моль/л
i = к
б) вычислим скорость реакции в конечный момент:
[НС£]^С^НС£) = 0,4 моль/л
12
[ О г ] = С г ((\) = 0,85 моль/л
=1- 0,4"- 0,85 = 0,0218
в) вычислим изменение скорости реакции:
]Ji = 0,0218 А = о 0218 или
, то есть скорость
P
i
t
46
реакции уменьшится в 46 раз в момент, когда прореагирует 0,6 моль/л
ни.
Ответ:. 0,4 моль/л хлороводорода; 0,85 моль/л кислорода, 0,3 моль/л
воды и 0,3 моль/л хлора; скорость реакции уменьшится в
46 раз.
ЗАДАЧА IP 7 . При электролизе 200 г раствора сульфата меди на
катоде выделилось 24 г меди. Определить массовую долю соли в растворе.
Дано:
miCiL
Решение:
) = 24 г
ГП р_ра (СиЯОц) = 200 г
• Электролиз - это окислительно-восстановительная реакция под действием
электрического тока. При электролизе,
LOiCUSD^
_
как и в случае других реакций, вещества
?
расходуются и образуются в строго опреМ (Си30ч) = 160 г/моль
делённых эквивалентных количествах
(закон эквивалентов) * .
Масса веществ, выделившихся при электролизе на электродах, вычис«7 • ~t' т э
*Y
ляется по следующей, формуле: ТП = — —
; где J - сила тока,
г
А
; t - время, с;ГПэ- эквивалентная масса, г/моль;
ная Фарадея (96500 Кл/моль).-
13
F -
постоян-
Эквивалентная масса и эквивалентный объём (для газов) вещестЕ
вычисляются по следующей формуле:
т9 - Я .
" 7Г '
1/ - &
^ ' 7Г '
m
где /1 - число отданых или принятых электронов.
1 . Запишем уравнения происходящих при электролизе процессов:
Си $>0ц
"•
у q
+ JO^
Диссоциация соли в растворе.
Диссоциация воды - слабого
+
а
электролита.
+
На катоде могут восстанавливаться ионы Си * и Н
. Так как
медь в электрохимическом ряду напряжений металлов стоит после
водорода, она-то и будет восстанавливаться на катоде:
_ £+
о
в
Восстановление меди на катоде.
2 -
На аноде могут окисляться ионы SO4
и ОН
. Так как сульфат-
ионы - анионы кислородосодержащей кислоты, то на аноде будут окисляться гидроксид-ионы:
4 ОН - 4 в — - 2HZ0 + D^f . Окисление ОН -ионов на аноде.
Таким образом, количество выделившейся на катоде меди будет
эквивалентно количеству выделившегося на аноде кислорода и, следовательно, количеству содержащегося в растворе сульфата меди. Это и
используем в вычислениях.
2 . Определяем эквивалентные массы меди и сульфата меди:
щэ(Си
ГП:
) = И
=
6 4
г
о л ь
^
160
и
= 32,0 г/моль;
Ã/ÌÎËÜ
=' 80 г/моль,
3 . Рассчитываем эквивалентное количество вещества, выделенного на катоде:
)V
( f a ) = t n i ^ k l = 24
/77» (Си.)
32
=
о 75 (моль).
Значит, такое же эквивалентное количество сульфата меди содержалось в 200 г его раствора.
4 . Рассчитываем массу сульфата меди:
m(Cw^) =ò9(Ñè$0÷) • i) = so • 0,75 = 60 (г)
Щ i & t S O q ) = 60 Ã
5 . Определяем массовую долю сульфата меди в растворе:
СО (OlSO,Ч) со (CuSDH) =
100%;
njjMM
ж
200
100% = 30%
СО iCuSOif) = 3 0 % .
Îòâåò: массовая доля соли в растворе равна 3 0 % .
ÇÀÄÀ×À ¹ 8. Раствор хлорида ртути (Д) массой 500 г с массовой
долей растворённого вещества 6,5% подвергли электролизу. Определить
количества полученных при полном электролизе веществ.
Ðåøåíèå:
Äàíî:
т р-ра (H$C£t) = 500 г
СО (HqCti) = 6 , 5 %
При расчётах воспользуемся законом
эквивалентов:
1 . Определим количество эквивален-
m(Hf)
-
V(CtL)
- ?
?
тов хлорида ртути в 500 г 6,5%-ного
раствора.
М (HcjC£t) = 272 г/моль
15
а), рассчитаем массу Не СЯ*
в оаствоое:
(
и) iHoCtj
= msMM
юо%
а
т (Had,.) = Р ~ Р —
7
<J
=
m
5 0 0
6
p '
1_1_
1 nn<£
5
= 32,5 (г)
fit (//qC4) = 32,5 г
б) рассчитаем ээ
кк
вв
ии
вв
аа
лл
ее
нн
тт
нн
уу
юю массу
/1 fHfttp
. гр .
1 8 6
(Г/М0ЛЬ)
в) рассчитаем количество эквивалентов
Jу . / Я ( ^ )
т э
:
, 3 2 ^ . 0,24 (моль)
136
2 . Определим количества полученных при электролизе веществ.
При электролизе раствора H q £ £ z на электродах'протекают следующие процессы:
на катоде:
на-аноде:
Ну
+ 2ё
——
2 CZ~ - 2 ^
Но"
—
а) рассчитаем массу ртути, выделенной на катоде:
тз{Ну)
=
=
т (Ну) = ) . тэ(Ну)
ж
=
i
0
0
j
5
(
г
/
м
о
л
ь
)
= 0,24 • 100,5 = 24 (г)
т ( Н ^ ) = 24 г
б) рассчитаем объём хлора, выделенного на аноде:
!&«£>
- Ж ,
2
7(Cfg) =
22,4
2
.
1 1 ) 2
и / м о л ь )
IJttf.) = 0,24 • п , 2 = 2,7 (л)
16
V ( Cik ) = 2,7 л
Ответ: при полном электролизе 500 г 6,5%-ного раствора хлорида
ртути (Д) получается 24 г ртути и 2,7 л хлора.
ЗАДАЧА Р 9 . Образец органического вещества массой 4,3 г
сожгли в кислороде. Продуктами реакции явились оксид углерода
(ГУ) объёмом 6,72 л (н.у.) и вода массой 6,3 г. Плотность паров
исходного вещества по водороду равна 4 3 . Определить формулу органического вещества.
Дано:
/П(в-ва)
=
4
Решение:
'
3
Поскольку продуктами горения
г
V( CDs.) = 6,72 л
вещества являются углекислый_газ и вода
т(Н г 0 ) = б,з г
то можно предположить, что в состав его
й^(в-ва) = 43
молекулы входят углерод, водород, кисло
род, и схему реакции горения этого
Определить формулу
вещества можно записать так:
вещества
Мг(Ня)
CxHyDz
= 2
Oi
—
СО*
+ Нг.0
Решение задачи по сути дела сводит
- 22,4 л/моль
ся к отысканию индексов X , ^ , Z
М (Нг.0 ) = 18 г/моль
М ( СОк)
+
.
= 44 г/моль
1 . Используя значение Ац|ф_ва), находим значение молярной мае
сы органического вещества:
Л
u
»t
- /^t(в-ва)
^(в-ва _ N (в-ва) .
(в-ва) -fiМх(
r(Ht)
м (в-ва) =/1 (Нг)
Г
* ^ Â — Â S. /
М(Нь)
= 2 г/моль • 43 = 86 г/моль;
м (в-ва) = 86 г/моль, а значит и Ml(в-ва)
2 Çàêàç 158
17
=
86,
2 . По количествам продуктов сгорания определим массовые доли
элементов в молекуле органического вещества:
a)
-
V и
- Ь Л . 0,3 (моля);
22,4
= 0,3 моля.
^ ( ÑÎ £ )
Так как в молекуле CDZ содержится один атом углерода, то:
flli С ) = 0,3 • 12 = 3,6 (г);
т(С)
= 3,6 г
Это означает, что в образце массой 4,3 г на долю углерода
приходится 3,6 г, следовательно:
(
т
(л) ( с ) =
£
}
• 100% = 83,72%; С0( С ) = 83,72%
• 100% =
т ,
\ '
(в-ва)
4,з г
1 П
« , у)
(
W
t
_
, . « 1 ^ 0 1 . ^ . 0 . 3 5 ^ , ;
0
\) ( НгО ) = 0 , 3 5 моля.
Так л-dK в молекуле Нг~0 содержится два атома водорода, то:
Ш { И ) = 0,35 • 1 • 2 = 0,7 (г);
Ш [И ) = 0 , 7 г •
Это означает, что в образце массой 4,3 г на долю водорода
приходится 0,7 г, следовательно:
U ) (Н ) =
т
^
}
- 100% =
(в-ва)
4
Из суммы L0 ( С ) иСд{Н),
'
3
г
. 100% = 1 6 , 2 8 % ; U) (Н ) = 16,23%
равной 1 0 0 % , ясно, что органическое
вещество не содержит кислорода и является углеводородом.
3 . По найденным значениям массовых долей элементов в молекуле
определяем молекулярную формулу вещества:
а) находим число атомов углерода в молекуле:
СО (С )=йлАк1А1
. 100%;
/Vt(B_Ba)
м_Лг(в-ва? • U> ( t ) ,
/к (С ) - 1 0 0 %
18
^
_ 86 • ^ 3 ^ 7 2 _ б. Число атомов углерода в молекуле органического
вещества равно 6 .
б) находим число атомов водорода в молекуле:
СО (Н ) = n-Ai(H)
.
100Х;
П
(в-ва)
Л =
1 А РЙ
86
1-100
=
Аг(И)
• 100%
"
= 1 4 . Число атомов водорода в молекуле органического
вещества равно 1 4 .
Следовательно, формула органического вещества - СеН/н
Ответ: молекулярная формула - С&Н/ч
.
ЗАДАЧА Р 1 0 . Вещество массой 11,6 г при полном окислении
образует 13,44 л (н.у.) углекислого газа и 10,8 г воды. Плотность
паров этого вещества по воздуху равна 2 . Определить молекулярную
формулу вещества.
Решение:
Дано:
W(в-ва) =
п
»6 г
Судя по продуктам полного окисления,
V ( СОа ) = 13,44 л
вещество может содержать в своём составе
ГП(Н20 ) = 10,8 г
углерод, водород, кислород:
(в ва)
Ьвозд. -
=
2
СхНу О;
Со]
С0Л + Я 4 0
Определить формулу вещества означает
Определить молекулярную
формулу
Мг(возд.) --29
Vh = 22,4 л/моль
М (И & 0) = 18 г/моль
М (С0 4 ) = 44 г/моль
2*
рассчитать количество атомов каждого элемента в молекуле этого вещества, то есть
определить величины X
, ^ , 2 .
1 . Используя значение Ь
(в-ва),ЬиоД.
находим значение молярной массы вещества:
19
Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой по
дисциплине «Химия» по специальностям СПО: 08.02.01 «Строительство и
эксплуатация зданий и сооружений», 23.02.04 «Техническая эксплуатация подъемнотранспортных, строительных и дорожных машин и оборудования», 23.02.03
«Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» , 38.02.01
«Экономика и бухгалтерский учет»
Îðãàíèçàöèÿ - ðàçðàáîò÷èê: Государственное бюджетное образовательное
учреждение Среднего профессионального образования
«Березниковский строительный техникум»
Ðàçðàáîò÷èê:
Афанасьева Л.Л. - преподаватель первой категории ГБОУ СПО БСТ
РЕКОМЕНДОВАНА методической (цикловой) комиссией преподавателей
общеобразовательных дисциплин, протокол № J[_ от_
Усатых, председатель М(Ц)К
елем директора по учебно-методической
Кадочниковой
Ь
В 0 3 Д
(в-ва) = Mi(в-ва) _ Af(в-ва) ;
Мг (возд.) /1 (возд.)
М Св-ва) = /1(возд.) •
(в-ва) = 29 г/моль • 58 .г/моль;
БОоД е
М (в-ва) = 58 г/моль, а значит и АЦ<в-ва) = 5 8 .
2 . По количествам продуктов полного окисления определим массовые доли' элементов в молекуле неизвестного вещества.
а)
J
=
ЦС0г1
ИМ
1ЫА
22,4
=
=
о,6 (моля);
\) (£0 а ) = 0 , 6 моля.
Так как в молекуле СOg. содержится один атом углерода, то:
ГП(С')
= 0,6 • 12 = 7,2 (г); ГП(С)
= 7,2 г.
Это означает, что в образце массой 11,6 г на долю углерода
приходится 7,2 г, следовательно:
СО (С ) =
(
т
т
}
^
' • 100% = - i l l - . 100% = 62,07%; U) ( С ) = 6 2 , 0 7 % .
(в-ва)
11,6 г
\) (# г 0) = 0,6 моль.
Так как' в молекуле НгО содержится два атома водорода, то:
т ( И ) = 0,6 • 1 • 2 = 1,2 (г);
/ГС(Я) = 1 , 2 г .
Это означает, что в образце массой 11,6 г на долю водорода
приходится 1,2 г, следовательно:
и)(Н ) *
т
}
— • 100% =
Ш (в-ва)
Х
2 г
>
-100% = 10,34%; О) (Н )= 1 0 , 3 4 % .
И,6 г
в) находим массу кислорода и его массовую долю в образце
массой 11,6 г:
т (0
) = т (в-ва) -пк
С ) -mi И ) = и,6 - 7,2 - 1,2 = 3,2 (г)
/ П ( 0 ) = 3,2 г
20
U) ( 0 ) = Ë 2
—
ш(в-ва)
• 100% =
8
2 г
'
• 100% = 2 7 , 5 9 % .
11,6 г
3 . По найденным значениям массовых долей элементов в молекуле
определяем молекулярную формулу вещества:
а) рассчитываем число атомов углерода в молекуле:
С 0 [ С )
П -AUC)
=
Mi (в-ва)
tl =
.1 ( ? о х
-U)(C)
^(-в-ва)
п =
At ( С)
'
• 100%
1
58 • 62,07
о „
— = 3 . Число атомов углерода в молекуле
12 - 1 0 0
неизвестного вещества равно 3',
б)- рассчитываем число атомов водорода в -молекуле:
U)(H)
ГЧг (в-ва)
П. =
1 • 100
. 100%; Л - ^ в - в а ) -УНН
Аг(Н ) • 100%
=
).
6 . Число атомов водорода в молекуле
неизвестного вещества равно 6 ; '
в) рассчитываем число атомов кислорода в молекуле:
00 (0)
=
£JztQl
Мг(в-ва)
It = ^
^
. 100%;
П--Ч
Число
~ ^'
г{в
п"
ht(D)
ва)
'
и ) { 0 )
• 100%
;
атомов кислорода в молекуле
неизвестного вещества равно 1 .
Следовательно, формула неизвестного вещества - СхНе-0 .
Ответ: молекулярная формула - СзНе> О
.
ЗАДАЧА № 1 1 . Смесь массой 10 г, состоящую из кремния, серы и
углерода, обработали концентрированной серной кислотой. Осталось
5,6 г нераствсрившегося вещества и выделилось 13,44 л (н.у.) газа,
который пропустили через сероводородную воду. Выпало 48 г осадка.
Определить состаЕ смеси.
21
Решение:
Дано:
Рассуждения приводят к следующему:
tn (смеси) = 10 г
/Просадка) = 5,6 г
концентрированная серная кислота прояв-
V
ляет окислительные свойства. Однако," на
(газа) = 13,44 л
filt{осадка) = 48 г
кремний она не действует. Поэтому нерастворившееся вещество массой 5,6 г - это
Состав смеси - ?
кремний. Следовательно, кремния в смеси
М (Si)
содержалось 5,6 г. Сера и углерод окис-
= 28 г/моль
М ( S ) = 32 г/моль
ляются концентрированной H ^ S D n согласно
fi ( С ) = 12 г/моль
следующим уравнениям реакций:
22,4 л/моль
С
+
2
1 моль
+ 2 $О г
= 12г/моль
т
= 12 г
V/i = 22,4 л/моль
у
+
1 моль
+2
Ум = 2 2 , 4 л/моль
V
= 22,4 л
ZHzSDv—ZSOz
(1)
2 моль
1 моль
М
S
+ 2 HzD
HzD
= 44,8 л
(2)
3 моль
М = 32 г/моль
V/й = 22,4 л/моль
Ш = 32 г
V = 67,2 л
При окислении углерода образуются два газа - углекислый CDs. за
счёт окисления £
и сернистый газ ЗО^за. счёт восстановления H s S D n .
При окислении серы газообразным продуктом является 50g_. Таким
образом, объём 13,44 л (см. условие задачи) фактически занимает
смесь, состоящая из С0г
и SO,.
Затем эту смесь пропускают через сероводородную воду, Нг.$ .
Осадок при этом возможен лишь в результате взаимодействия с сернистым газом:
22
2 HslS
+
SO*.
3 S I
1 моль
3 моль
Vm = 22,4 л/моль M=
V =
22,4 л
+
2 HiD
(3)
32 г/моль
т= 96 г
В осадке сера. По массе серы легко определить объём 60%.
в
газовой смеси, а значит и объём C O t . Зная объём СО^ , легко найти
массу углерода в смеси, а затем и массу серы.
1 . Определяем объём сернистого газа, используя уравнение реак
ции (3):
96 г S
48 г
отсюда
образуется из 22,4 л
S
X
X = 11,2 л;
V
л
(,50 г ) = 11,2 л
*
1
2 . Рассчитываем объём углекислого газа в газовой смеси:
У(газа) = 1ЛС02) +ViSOk);
V( £0t) = \Лгаза).- V\
S0&)\
\f{CO&) = 13,44 л - 11,2 л = 2,24 л; V(C0£) = 2,24 л
3 . По рассчитанному объёму C O z определяем массу углерода в
смеси, используя уравнение реакции (1):
22,4 л
образуется из 12 г С
2,24 л СОг
отсюда
у = 1,2 г;
J г С
т ( С ) = 1,2 г.
То есть в смеси содержалось 1,2 г. углерода.
4 . Определяем массу серы в смеси. Это можно сделать двумя
способами.
1 способ
*П (смеси) = m{Si
) + ГП( С ) +fn(
S ) = 10 г
fTl { S ) = 10 г - 5,6 г - 1,2 г = 3,2 г; ГП ( S ) = 3,2 г
23
2 способ
Используем уравнение реакции (2). Объём 5 0 г , полученный из
серы, будет равен разности между общим объёмом газовой смеси и
объёмом газов, полученных при окислении углерода. Так как при окислении углерода получается один объём СС& и два объёмаS0s,(ou. уравнение 1 ) , тс в реакции углерода с Н&образуется 4,48 л SDg, .
Поэтому объём SDg,
полученный при окислении серы-, будет равен:
13,44 л - 2,24 л - 4j48 л = 6,72 л,
57,2 л SQz образуется из 32 r S
6,72 л SOk
отсюда • Z
= 3,2 г;
(уравнение 2)
Z г J
171 (S
) = 3,2 г
Как видно, оба результата совпадают.
Ответ: в состав смеси входит 5,6 г кремния, 1,2 г углерода и
3,2 г серы.
ЗАДАЧА ¹
12,
Имеется смесь гидрокарбонатов аммония, натрия и
кальция. При прокаливании 48,8 г этой смеси до постоянной массы
получается твёрдый остаток, масса которого 16,2 г. При обработке
последнего раствором соляной кислоты выделяется 2,24 л газа (н.у.).
Определить состав исходной смеси.
Дано:
^смеси = 48,8 г
^ ост.
= 16,2 г
^газа = 2,24 л
Состав смеси - ?
М (h'HifHCO£) = 79 г/моль
И (АЬНСОз) = 84 г/моль
/1[£с № 3 ) J = 162 г/моль
V"
УД5" = 22,4 л/мол!
Решение:
Смесь состоит из гидрокарбонатов, которые ведут себя по-разному при нагревании.
Гидрокарбонат аммония разлагается на аммиак,
воду и углекислый газ, практически не давая
остатка. Гидрокарбонат кальция вначале даёт
карбонат, который при дальнейшем нагревании
разлагается на оксид кальция и углекислый
газ. Гидрс-карбонат натрия при нагревании
теряет воду, превращаясь в карбонат натрия.
24
Уравнения происходящих реакции:
Л/НчНС05
- — -
2 No И CDs
-
2 моль
Н*0
Nq&C0£+ Hz 0 + CDt
(i)
(2)
1 моль
M
= 84 г/моль И = 106 г/моль
m
= 168 г
Са(НС0ф
т = юб г
—
1 моль
М =162
+ СОв.
й?0
+ 2 СО д. + И,0
(3)
1 моль
г/моль М= 56 г/моль
ГП = 162 г
56 г
Из уравнений реакции следует, что твёрдый остаток составляют
карбонат натрия и*оксид кальция, то есть
m
C / V b ^ c y +т(СЬ0) = 16,2 г (из условия задачи)
Далее, на твёрдый остаток действуют раствором
, при этом
протекают следующие реакции:
Afe^D*
+ гни~2№)СЕ+COi
1 моль
+ НгО
<*>
1 моль
М = 106 г/моль
У/и = 2 2 , 4 л/моль
m
V" = 2 2 , 4 л
= 106 г
& 0 + 2 Н£>£
СЬ&1+ НгС
(5)
Газ выделяется только в первом случае (уравнение 4 ) , следовательно, у ( С0£) = 2,24 л.
Таким образом, расчёты начнём с использованием уравнения реакции (4).
1 . Определим массу карбоната натрия, содержащегося в твёрдом
остатке массой 16,2 г:
25
из 106 г А1агС02 образуется 22,4 л СО& (уравнение 4)
из X
отсюда X
г HoitDz
=
1 0
'
6
г
'
-"fa
2,24 л C D i (по условию задачи),
^ O z t 0 2 ) = 10,6 г
2 . Определим массу оксида кальция, содержащегося в твёрдом
остатке массой 16,2 г:
т ШогС03) + т (СоО) = 16,2 г;
т [CoD) = 16,2 г
= 5,6 г
У
т(СЬО) = 5,6 г
3« Зная массу, оксида кальция, рассчитаем массу гидрокарбоната
кальция в смеси, используя уравнение реакции (3):
56 г СйО
образуется при разложении 162 г Со
5,6 г Со0
^
отсюда ^ = 16,2 г;
Щ [Са (НС03)1]=
МО*)*
гСо(НСОз)^,
16,2 г
4 . Зная массу карбоната натрия, рассчитаем массу гидрокарбоната натрия в смеси, используя уравнение реакции (2):
106 г/УЬгС0з образуется при разложении 168 г НоН^Оъ
10,6 г А(оьСОз
Z
отсюда Z = 16,8 г;
m(MaHCOz)
г /УоНСОз,
= 16,8 г
5 . Определим массу гидрокарбоната аммония в смеси:
ПИЩНСОь)
+M(NoHC03)
+ П?[Сс(НШг]
= 48,4 г (по условию задачи)
отсюда Ш WHfHCty = 48,4 г -ГП (ШНС0 5 ) -т[(л [НСС$ z ] ;
tniNfaHCOJ = 48,4 г - 16,8 г - 16,2 г = 15,4 г
т (NH4HCO3 = 15,4 г
Итак, в исходной смеси содержалось 15,4 г (31,82%) гидрокарбоната аммония, 16,8 г ( 3 4 , 7 1 % ) гидрокарбоната натрия и 16,2 г (33,47%)
гидрокарбоната кальция.
Ответ: в состав смеси входят 15,4 г гидрокарбоната аммония; 16,8 г
гидрокарбоната натрия и 16,2 г гидрокарбоната кальция.
26
ЗАДАЧА Р 1 3 . Двухвалентный металл массой 26 г полностью растворили в соляной кислоте. Выделившийся газ -использовали для гидрирования ацетилена. При этом из 6 , 7 2 л ацетилена получена смесь,
содержащая 1/3 часть (по объёму) этана, которая даёт отрицательную
реакцию с аммиачным раствором оксида серебра. Определить, какой,
металл растворили в кислоте.
Дано:
Решение:
ftl (Me) = 26 г
V(CtH,)
При растворении металла в UCJ?.
= 6,72 л
выде-
ляется водород. При гидрировании ацетиле-
У(Г2Н6) = 1/зУсмеси
на образуется этилен и этан. Тот факт,
что полученная смесь дает отрицательную
М (Me)
-
реакцию с аммиачным раствором оксида се-
?
V m = 22,4 л/моль
ребра говорит об отсутствии ацетилена в
смеси. Поэтому газовая смесь, полученная
при гидрировании ацетилена, состоит только из этилена и этана, и на
долю последнего у них приходится 1/3 часть от объёма всей газовой
смеси. Основываясь на этих рассуждениях, запишем уравнения соответствующих реакций и выполним необходимые расчёты.
Me
+ 2
Htt-
Me Ms. +
Нг.
( ! )
1 моль
1 моль
Y n = 22,4л/моль
М = X г/моль
V = 22,4 л
СгИг
+
1 моль
Нв.
= 22,4 л
1 моль
1 моль
V h = 2 2 , 4 л /моль
V
(2)
2 2 , 4 л/моль V n = 22,4 л/моль
У= 2 2 , 4 л
27
V=22,A
л .
+
С-гЙн
1 моль
И а.
CiHt
1 моль
^
1 моль
Vfl = 22,4 л/моль Уа? = 22,4 л/моль Vj. = 22,4 л/моль
V = 22,4 л
/ = 22,4 л
У = 22,4 л
Из уравнения (2) следует, что из одного объёма ацетилена образуется один объём этилена и при этом расходуется один объём водорода. Следовательно, из-данных 6,72 л ацетилена образуется столько же6 , 7 2 л этилена и при этом поглощается 6,72 л водорода. Итак, объём
водорода, пошедшего на гидрирование ацетилена до этилена, составил
6,72 л.
Часть этилена -превратилась в этан (уравнение 3 ) . Поскольку
объём образовавшегося этана составляет 1/3 часть от объёма всей
смеси, то, используя уравнение (3), нетрудно вычислить объём этана,
находящегося в смеси. Пусть на дальнейшее гидрирование израсходовано [j л этилена, при этом объём полученного этана составит столько
же, а, именно,
л и водорода поглотится тоже ^ л. Определим объём
газовой смеси:
V"
ñ ì å ñ è
= 6,72 л (СгНц) - у л (Мч) + ^ л
= 6,72. л
Объём этана составляет 1/3 часть от объёма смеси:
V & H t )
= 1/зУ с м е с и = 1/3 • 6,72 л = 2,24 л
На образование 2,24 л этана, следовательно, затратиЪя 2,24 л
водорода. Поэтому общий объём водорода, потраченный на гидрирование,
будет равен:
Г
1 (Ьг) = 6,72 л + 2,24 л =
8,96 -л
Это и есть тот объём водорода, который выделяется при полном
растворении неизвестного металла в соляной кислоте. Подставив это
значение в уравнение реакции (Г), определим молярную массу металла:
28
при растворении 26 г металла выделяется 8,96 л Иг,
X
Отсюда
У =
2 2 , 4
А
х
'
8,96'л
г
г
22,4 л Hz
= 65 г, то есть молярная масса
металла равна 65 г/моль, следовательно, это цинк 2 л .
Ответ: в соляной кислоте был растворён цинк.
ЗАДАЧА JP 1 4 . На воздухе сожгли 6-,72 л газообразного вещества,
относительная плотность по водороду которого равна 8 и состоящего
из 75% углерода и 25% водорода. Полученный в результате сжигания
газ растворили в 38,4 мл 25%-ного раствора гидроксида натрия,
плотность которого 1,25 г/мл. Определить массу и состав образующейся соли.
Решение:
Дано:
Лгаза) =
£Ч(газа)
=
б
'
7 2
л
8
Судя по составу газообразного вещества, на воздухе сжигают углеводород. При
U ) {С)
=75%
сгорании углеводородов образуется углекис-
U ) (Н )
=25%
лый газ, который и пропускают через раствор
1/"
(Л/оОН) = 38,4 мл
р-ра
щёлочи. Поскольку углекислому газу соответ-
J2 = 1,25 г/мл
ствует двухосновная угольная кислота, то
Ю (Л/аОН) = 25%
при этом могут образовываться два типа солей - карбонат или кислая соль - гидрокар-
ftl(соли) - ?
бонат: всё будет зависеть от количества
состав соли - ?
щёлочи, вступившей в реакцию с .углекислым
Iд)= 22,4 л/моль
газом. Поэтому вначале определим, какой
М фОН)
именно углеводород сжигают на воздухе, за-
= 40 г/моль
тем рассчитаем объём углекислого газа, полученного при окислении 6,72* л углеводорода и, наконец, сопоставив
количества щёлочи и углекислого газа, определим состав и массу соли,
29
ВВЕДЕНИЕ
Предлагаемое учебное пособие содержит задачи составленные в соответствии с учебной
программой по дисциплине «Химия» для студентов ССУЗ.
Цель настоящего пособия: оказание действенной помощи студентам при решении задач.
В пособии содержится комплексные задачи с подробными их решениями.
Приводятся задачи для самостоятельного решения и список рекомендуемой литературы.
В пособии не вошли задания с использованием так называемых цепочек превращений,
иллюстрирующих генетическую связь между соединениями различных классов, а так же
окислительно-восстановительные реакции. Указанный материал подробно рассмотрен в
«Сборнике задач и упражнений» под ред. Ерохина Ю.М
образующейся при их взаимодействии.
1 . Определим молекулярную формулу исходного газообразного вещества, зная его состав и плотность его паров по водороду.
а) используя значение Ънг, рассчитаем относительную молекулярную массу вещества: .
Г)^(в-ва) =
Mt(в-ва)
;
Пх {Иг)
Mt (в-ва) » 2 • 8 = 16;
Мг(в-ва)
• ЪН1Лв-ва);
= 16.
б) используя значения массовой доли элементов в молекуле вещества, рассчитаем число атомов углерода и водорода в молекуле:
^
(С ^ -
11
;
'^ ^
гтв-ва)
куле будет равно: П = ^
( в
, отсюда число атомов углерода в моле-
^
а )
f*
g
[ С }
=
1 6
^г
7 5
= 1.
Это означает, что в молекуле вещества содержится один атом
углерода.
СО (Н ) =
^ ] , отсюда число атомов водорода в молеПь(в-ва)
куле будет равно: П =
н
f'
1Н
]
=
1 6
'
4.
Это означает, что в молекуле вещества содержится четыре атома
водорода. Следовательно, исходное вещество - метан, СНч .
2 . Рассчитаем объём углекислого газа, полученного при сжигании
6,72 л метана:
СМч
+ 2
Сч
1 моль
£0^.
+
2 Н£0
1 моль
l^j = 22,4 л/моль
= 22,4 л/моль
У = 22,4 л
= 22,4 л
30
(1)
Пользуясь уравнением реакции, составляем пропорцию:
при сжигании 22,4 л С.Нч образуется 22,4 л CDt
-п-
6,72 л СНч
Отсюда
X = 6,72 л ( COL)-
X
л СОг.
V ( С0 г ) = 6,72 л
Таким образом, при сгорании 6,72 л метана образуется 6,72 л
углекислого газа, что составляет 6,72 л 22,4 л/моль = 0,3 (моля).
3 . Определим состав и массу соли, образующейся при пропускании 0,3 молей СОг. через указанный в условии задачи растворNqOH'
а) рассчитаем массу едкого натра, содержащегося в растворе:
(NQOH) =
т
т ïp-pd.
ï à (liloOH)
•
от(NoOH)
. (NQOH) = V
;
ПЯ а(NQOH) -f
р-ра
Р~Р
vx
,
т (NODH)= ^
m ( N a O H ) = 38,4 мл >-1,25 г/мл -25%
100%
=
1 2
.
.
IFJNQOH)'P-W(MH)
- ;
юо%
^
tn(NoOH) = 12 г.
Следовательно, в указанном растворе NqOH содержится 12 г
щелочи, что составляет 12 г
= 0,3 (моля).
40 г/моль
б) определим состав и массу соли, учитывая, что при пропускании СО, через раствор NqOH
могут образоваться две соли:
0,3 моля
0,3 моля
No ОН
co z
^ = 0,3 моля
—
1 моль
1 моль
NqHCOZ
<2)
1 моль
или
2. = 0,6 молей
2
НА ОН
0,3 моля
CDIT^NQIIOJ
-
2 моль 1 моль
1 моль 1 моль
31
Иг О
1 моль
(3)
Сопоставляя количества веществ MqOH и С0 2 , делаем вывод, что
реакция пойдёт в соответствии с уравнением (2) и образуется кислая
соль количеством вещества 0,3 моля:
rrHNaHCOj
= У (ft/oHCGf) -ММоНСОз)
mU4QHCOj
= 25,2 г
= 0 , 3 моля • 84 г/моль = 25,2 г
О^вет: образуется гидрокарбонат натрия массой 25,2 г.
ЗАДАЧА № 1 5 . Для поглощения всего брома, полученного действием
избытка перманганата калия на водный раствор бромоводорода массой
500 г потребовалось 5,5 л пропека. Определить массовую долю бромоводорода в растворе.
Дано:
Решение:
toр-ра
пя (НВг)
V
= 500 г
Из условия задачи следует, что „бром
( С2 И£ ) = 5,6 л
получают из НВг
ЦМпОч
(А)
(НВг) - ?
М (НВг)
путём окисления с помощью
. Зто окислительно-восстановитель-
ная реакция. Составим уравнение этой реакции:
= 81 г/моль
V M = 22,4 л/моль
№ (Stj,) = 160 г/моль
btAMri&iz+НЬг
НМлОм
+ НгО
1
МпОЙ + 5 ё + 8 И г — - Мгс + 4 Яг 0
2
- 2ё
-
•
St
5
+
2 Мц01+ 16Н + 10 6г." — - 2-Ма + 8 Н,0+ 5бг
или
2 НМпОц + 16НВг
16 моль
5 StB г
+
2 МпВг*
5 моль
М = 81 г/моль / 4 = 1 6 0 г/моль
m=.1296 г
#2 = 600 г
32
+ 2, НВг
+8 HzD
(1)
Далее, полученный в результате этой реакции бром взаимодействует с пропеном в соответствии со следующим уравнением реакции:
+
Ьгг
СИг-
1 моль
СИ
= СИ^СИь
СНЬг
~ CHiBt
^
1 моль
М = 1 6 0 г/моль i^j = 22,4 л/моль
т = 160 г
V = 22,4
Зти уравнения и будем использовать для расчётов.
1 . Поскольку известен объём пропека, пошедшего на реакцию с
бромом, определим количество участвующего в реакции брома, пользуясь уравнением (2). Из уравнения реакции (2) видно, что с 1 молем
пропена реагирует 1 мель брома. По условию задачи расходуется 5,5 л
пропена, что составляет 5,6 л/22,4 л/моль = 0,25 молей. Следовательно, в реакцию вступает 0,25 молей брома, что соответствует
0 , 2 5 моль • 160 г/моль = 40 г.
Таким образом, из бромоводорода получено 40 г брома (0,25 моль)
å реакции с перманганатом калия.
2 . Зная количество брома, определим количество бромоводорода,
пользуясь уравнением (1):
5 молей bib
образуется из 16 молей Hbl
0 , 2 5 молей
отсюда
X =
0 у 2 5
'
5
1 6
из X
молей НВг.
= 0 , 8 (молей)
Итак, затрачено 0,8 молей H&t
, что соответствует
0 , 8 моль • 81 г/моль = 64,8 г.
Это означает, что в растворе массой 500 г, взятом для получения брома, содержалось 64,8 г бромоводорода.
3 . Зная массу раствора и массу растворённого в нём бромоводорода, определим массовую долю вещества в растворе:
33
CO (Hbt)
U) [Hbt
(j){HB> t ) = M5 0i0 Lr Z . 100% = 12,96%
• 100%;
m
p-pa
) = 12,96%.
Ответ: массовая доля бромводорода в растворе равна 1 2 , 9 6 % .
ЗАДАЧА ¥ 1 6 . Газовую смесь, объёмом 22,4 л, состоящую из пропана, пропена и пропина, обработали парами воды в присутствии серной кислоты и сульфата ртути (П). Объём газовой смеси после этого
уменьшился в 4 раза ^н.у.). Реакционную смесь обработали затем
уксусной кислотой, при этом с 60%-кым выходом получили сложный
эфир массой 30,6 г. Определить объёмный состаЕ (%) первоначальной
газовой смеси.
Дано:
Решение:
Vt (смеси) = 22,4 л
Проанализируем условие задачи. В ука-
У", (смеси) = 1/4 V/(смесиз
)анных условиях с водой будут реагировать
/7? (эфира) = 30,6 г
пропен, превращаясь е спирт, и пропин,
СО (эфира) = 60%
вступая в реакцию Кучерова. Поэтому объём
газовой смеси после обработки водой будет
Состав смеси - ?
определяться лишь содержанием пропана.
Ун = 22,4 л/моль
С уксусной кислотой будет реагировать
спирт, и его содержание легко определить
по массе сложного эфира. Пропин при гидратации превратится в кетонацетон.
СНЪ-
СН
-СИг
+
Hz
~(СН^оГНОН
-(0/5)л СИОН
1 моль
1 моль
/1 = 60 г/моль
\[н = 22,4 л/моль
т. = 60 г
V = 22,4 л
СН.-С
= СН
+ Hz о
(1)
•СН5-С-CHI-~CHA-С-СНЪ
^
34
1
ОН
11
О
(2)
с#5соон+
(Си3)^снон
^=^CficomcH5)z
1 моль
+ нго
о.
1 моль
М = 60 г/моль
т =бо г
= 102 г/моль
т =102 г
1 . Определяем объём пропана е газовой смеси. При обработке -водой пропен и пропин превращаются в 2-пропанол и ацетон/ а в газовой
фазе останется только пропан;
V
(Сзtig) = 1 / 4
смеси) = 1 / 4
• 22,4 л = 5,6 л
V (СзН$) = 5,6 л, что составляет 25% по объёму
2 . Определяем объём пропена в газовой смеси
а) вначале рассчитываем массу изопропанола по массе сложного
зфира:
30,6 г эфира X
отсюда
X
60%
г эфира - 100%
= 51 г
102 г эфира образуется из 60 г спирта (уравнение 3)
51 г эфира
отсюда
^ = 30 г;
-"-
^ г спирта
171 (изопропанола) = 30 г
б) теперь, используя уравнение (1), находим объём пропена в
газовой смеси:
60 г изопропанола образуется из 22,4 л пропена
Z
30 г
отсюда
Z
= 11,2 л;
л пропена
У(пропена) = 11,2 л (50% по объёму).
3 . Определяем объём пропина в газовой смеси:
смеси) = ^(пропана) + ]f(пропена) +
пропина ) = 22,4 лг(по условию
задачи)
У(пропина) = 22,4 л - 11,2 л - 5,6 л = 5,6 л (25% по объёму)
Ответ: 25% пропана; 50% пропена; 25% пропина входило в состав
газовой смеси.
35
ЗАДАЧА Р'17. Технический изобутан количеством 1 моль обработали разбавленной азотной кислотой, при этом с 75%-ным выходом
получили нитропроизводное А . Соединение /\ восстановили в соединение Б (массовая доля выхода его составила 80% от теоретически
возможного), которое количественно реагировало с хлороводородом,
образуя 59,13 г кристаллического вещества Ь . Определить степень
чистоты изобутана. ' •
Решение:
Дано:
\) (изобутана) = 1 моль
По условию задачи исходным веществом
является изобутан - С.Нъ '
&)( f\ ) = 75%
. При
СН2
№ ( 6 ) = 80%
действии на него разбавленной НА/03 проис-
1П(Ь) = 59,13 г
ходит нитрование по механизму радикально-
L0 (5 ) = þî%
I
го замещения, причём замещается преимущественно атом водорода у третичного
(изобутана) - ?
(изобутана) = 5-8 г/моль углеродного атома. Поэтому нитропроизводным А является 2-метил-2-нитропропан.
Нитропроизводные восстанавливаются в амины, следовательно, соединение Б - третбутиламин. Последнее с хлороводородом образует кристал
лический хлорид третбутиламмония. С учётом сказанного, составим схе
мы превращений:
(СН3)5СН
+ НМОз
(СН8)5С-М01
1 моль
+ НгО
1 моль
/Ч = 58 г/моль
N
m = 58
' т
г
36
= 103 г/моль
= þç
г
(1)
( СН9 )з С - №г
+
-NHl
1 моль
+ ZHtD
(2)
1 моль
М = юз г/моль
м = 73 г/моль
т = 103 г
VI = 73 г
(С// а ) а С-ШI
+ ни [ (СНз)г С- иНъ ]*
1 моль
(3)
1 моль
М = 73 г/моль
$
ГП = 73 г
= 109,5 г/моль
m
= 109,5 г
Эти уравнения реакций и будем использовать при расчётах.
. 1 . По известной массе аммонийной соли Ь определим количество
амина Б из уравнения (3):
109,5 г аммонийной соли образуется из 73 г амина
59,13 г
отсюда
'
X г амина
у = 59,13 г- • 73 г,=
109,5 г
3 g > 4 2
р а ш н а
£
^ (амина) =т(амина)/М (амина) = 39,42 г/73 г/моль =
= 0,54 моля
(амина) = 0 , 5 4 моля
2 . Определим количество нитросоединения f\ , из которого получен
амин (см. уравнение реакции 2 ) .
Поскольку амин Б получен с 80%-ным выходом, то теоретический
его выход будет составлять:
j)
теор.
=
Ьракт Я 0,54 моля
й)(амина)
0,8
=
0
6 7 5
молей
Из уравнения реакции (2) находим, что для получения 0,675 молей
амина Б
J
необходимо столько же нитросоединения А , то есть
(нитросоед.) = 0,675 моль.
37
3 . По известному количеству нитросоединения f\ определим количество изобутана, используя уравнение реакции 1 . Так как практический выход вещества А равен 75% и зто составляет 0,675 молей, то
вначале рассчитаем теоретический выход нитропроизводного h
j) ф а о п = } практ. = 0,675 молей
V теор.
СО ( А )
0,75
=
Q
g
молей
Из уравнения реакции (1) находим, что для получения 0,9 молей
нитросоединения А необходимо столько же изобутана, то есть
(изобутана) = 0,9 молей.
4 . Определим степень чистоты изобутана, которая будет характеризоваться массовой долей изобутана во взятом образце. Поскольку
для реакции взято 1 моль технического изобутана, а согласно расчётам имеется 0,9 молей чистого вещества, то массовая доля изобутана
в техническом образце составляет:
ид,(изоб
. утана)
•
(изобутана)
a u 2 l
Л (изобутана) .
,
общ.
модь
=
х
1 0 0 %
• 100%= 90%
M Q J ] b
Это означает, что степень чистоты изобутана равна 9 0 % .
Îòâåò:
степень чистоты изобутана составляет 9 0 % .
ÇÀÄÀ×À Ð 18.
Газ, выделившийся при нагревании 30 мл 96%-ного
этанола (J3= 0,80 г/мл) с концентрированной серной кислотой, при
взаимодействии с раствором хлороводорода образует маслянистую жидкость массой 18 г, что составляет 70% от теоретически возможного
выхода. Определить массовую долю выхода газа (%) от теоретически
возможного.
38
Дано:
Óð_ðà
Решение:
(СгН50Н) = 30 мл
СО {СгН50И)
J
3
Проанализируем условие задачи.
Этанол нагревают с концентрированной
= 96%
серной кислотой. При этом могут образо-
= 0 , 8 0 г/мл
тжидк. =
is
ваться различные продукты. По условию
г
^âûõ.^âä11^
задачи продукт реакции - газообразное
= 70%
вещество, способное реагировать сН££ ,
^вых.
(газа)
М (CiHsDH
-
?
образуя маслянистую жидкость. Последний
) = 46 г/моль
может быть хлоралкан, образующийся при
присоединении H & i
к алкену. Поскольку
исходное вещество - этанол, то алкеном является этилен.
Исходя из этих рассуждений, записываем уравнения происходящих
реакций и на их основе делаем расчёты.
СИ г = С.Н г
1 моль
+ На О
(1)
1 моль
М = 46г/моль
Ум = 2 2 , 4 л/моль
У = 22,4 л
т = 46 г
сиъ - снг сг
CHi<Ht+HU
1 моль
(2)
1 моль
Vm = 22,4 л/моль
/1 = 64,5 г/моль
V
Ш = 64,5 г
= 22,4 л
1 . Определяем теоретический выход хлорэтана в реакции этилена
с хлороводородом:
18 г хлорэтана составляют 70%
X г
отсюда
х
.1!L£
70%
-"-
100%
Ю 0 % _ 25,7 г;
39
Щ ( C z H 5 t i ) = 25,7 г
I . ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РАСЧЁТНЫХ ЗАДАЧ
ЗАДАЧА Р 1 . Металлический натрий массой 11,5 г растворили в
50 мл воды. Определить массовую долю (%) полученного вещества в
растворе.
Дано:
Решение:
Щ ( NQ)
= 11,5 г
V {Ht0)
= 50 мл
При растворении натрия в воде происходит реакция замещения с образованием
щёлочи и водорода
f ( H t D ) = 1 г/мл
2 А/о +
^(в-ва) '
?
2 Нг0
2 моль
2 МаОИ
2 моль
+ Hz
1 моль
/Ч ( Л Ы = 23 г/моль
М = 23 г/моль
Л1 = 40 г/моль Ê - 2 г/моль
М (Л/qо/Л = 40 г/моль
m = 46 г
т = 80 г
т=2 v
М (Wj.) = 2 г/моль
В растворе будет находиться гидроксид натрия, массовую' долю которого и необходимо рассчитать.
1 . Определяем массу гидроксида натрия, образовавшегося при растворении натрия в избытке воды:
из 46 г NA образуется 80 г NQOH
(ÈÇ уравнения реакции)
из 11,5 г No
(ÈÇ условия задачи)
отсюда
х =
X г NQOH
П
>
5
г
8 0
'
46 г
г
= 20 г;
Т
( N Q O H ) = 20 г
2 . Определяем массу водорода, выделившегося å результате реакции:
при растворении 46 г Мз выделяется 2 г
У
11,5 г hio
отсюда
и
=
0
1 1 ,р
г
2
'
46 г
г
= 0,5 г;
4
m
Г
^г.
(Нц) = 0,5 г
2 . Вычисляем объём этилена, из которого получек хлорэтан á
соответствии с уравнением (2):
64,5 г C t H f C i
образуется из 22,4 л
25,7 г CzHsCl
отсюда
и = 25,7 г > 22,4 л=
С
64,5 г
U л СлНч
Q
8 > 9 3
л
у
, ,
8 j 9 3
л
3 . Вычислим объём этилена, который можно получить иэ указанного в условии задачи количества этанола по уравнению реакции (1)
а) рассчитаем массу этанола, содержащегося á 30 мл 96%-ного ,
раствора:
Щ'р-ра = V р-ра' Jр = 30 мл • 0,8
г/мл = 24 г; №1 •
= 24 г
'
'
р-ра
"
т(СгИбОН)
-MiCzHsDH)
= /72
Р
т (СгИ50Н)- = 23 г
= 24 г • 0,96 = 23 г;
б) определим объём этилена, который можно получить из этанола
массой 23 г:
из 46 г C g H r O H можно получить 22,4 л С^Нц
из 23 г С&И50И
отсюда
z
=
2 5
Г
2 2
4
' '
46 г
Л
Z
= 11,2 л;
л
V U \ Н ч ) « 11.2 л
4 . Определим массовую долю выхода этилена (%) от теоретически
возможного:
11,2 л С г. Ни соответствует 100% выходу
8,93 л СгИи
откуда
U)
(л) = 8,93 л • 1 0 0 % / 11,2 л = 79,7%
Ответ: массовая доля выхода' газа составляет 79,7% с-т теоретически
возможного.
ЗАДАЧА № 1 8 . Предельный углеводород А подвергли каталитическому дегидрированию. При этом с 80%-ным выходом получено вещество
40
Б » которое ввели в реакцию гидратации в присутствии сульфата ртути
(П) и получили с 70%-ным выходом соединение Ь . Соединение Ь было
легко окислено в вещество I , проявляющее характерные кислотные
свойства. Определить вещества к , Б
t
Ь , Г . Написать уравнения
соответствующих реакций. Рассчитать массу исходного соединения А ,
необходимого для получения и,о молей вещестГ
ва.
Решение:
Дано:
\
^
Сделаем анализ условия задачи. В ней
у ( Г ) = 0,5 моль
говорится о целой.цепочке превращений орга-
й) ( б 5 = 80%
нических веществ. Исходное вещество - пре-
й) ( 6 ) = 70%
дельный углеводород. При его дегидрировании
А, Б ,5
,Г
могут образоваться алкен, алкин, циклические
Ш(А } - ?
вещества. Далее продукт дегидрирования вступает в реакцию с водой в присутствии соли
ртути (П). Это реакция Кучерова, характерная для алкинов. Следовательно, предельный углеводород превратился в алкин. Затем продукт
гидратации алкина, которым может быть либо альдегид, либо кетон,
окисляется, и в условии задачи сказано, что окисление протекает
легко и в результате образуется кислота. Значит, окисляемое вещество - альдегид. В условиях реакции Кучерова альдегид образуется
только из ацетилена. Поэтому исходным веществом будет этан.
Итак, вещество к - этан; Ь
- 'ацетилен; 6
- ацетальдегид;
Г - уксусная кислота.
Теперь напишем уравнения соответствующих реакций:
Сап&
СЛ
CzH* + Hz о
+
2Н>С
С.Нз С.
41
(1)
о
и
(2)
пи
г**
0
[
D
J
ГИ
„
Рассчитаем массу исходного соединения - этана, необходимого
для получения 0,5 молей уксусной кислоты. Поскольку из каждого
1 моля ацетальдегида образуется 1 моль уксусной кислоты, то для
получения 0,5 молей кислоты потребуется 0,5 молей альдегида (см,
уравнение 3 ) .
Количество альдегида, равное 0,5 моль, составляет 70% от теоретически возможного выхода. Отсюда находим теоретический выход
альдегида:
0,5 моль -
70%
у =
X
моль -
п
г
*
70
100%
1ПО
= 0,714
= 0 , 7 1 4 молей
Из уравнения (2) следует, что количество альдегида, равное
0,714 молям, могло образоваться из такого же количества ацетилена,
то есть
(CgHL) = 0,714 молей..
Ацетилен образуется из этана (см. уравнение 1) с 80%-ным выходом. Следовательно,
= 0,714 молей составляет 80% от теоретически
возможного выхода. Определим теоретический выход ацетилена:
•0,714 молей U
<7
80%
молей - 100%
y(C&Hi)=
=
0,714 - 100
0
Q
g
80
0,9 молей
Теперь, используя уравнение (1), определим массу этана: для
получения 0,9 молей ацетилена потребуется 0,9 молей этана, отсюда:
m(CiHi)
= i)(сМ-
42
я
МО
т
(C z He>) = 0,9 молей • 30 г/моль = 27 г
т (CiHi)
Ответ: вещество $
\
= 27 г
- этан; Б - ацетилен; Ь - ацетальдегид;
уксусная кислота;
для получения 0,5 молей уксусной кислоты необходимо 27 г'
(0,9 молей} этана.
ЗАДАЧА № 2 0 . При действии избытка цинка на, смесь муравьиной
и уксусной кислот выделяется 3,92 л газа. При действии на ту же
смесь избытка окислителя выделяется 2,24 л газа. Определить массу
сложных эфиров, которые образуются при действии на указанную смесь
избытка этанола, если массовая доля выхода каждого из них составляет 60% от теоретически возможного.
Решение:
Дано:
Vi= 3 , 9 2 л
Для решения задачи необходимо вспом-
Vi= 2,24 л
нить особенность химического поведения
Ь)
=60%
вых.
муравьиной кислоты, отличающую её от
других гомологов: муравьиная кислота
ПцНСООЪНе)
- ?
т (снъсоосгн5-) - ?
М (HCODH ) = 46 г/моль
М (СН3С00Н) = 60 г/моль
М (HCODCzHf) = 74 г/моль
М (CH3CDDCZHS) = 88 г/моль
= 22,4 л/моль
легко окисляется в угольную кислоту, которая разлагается на углекислый газ и воду.
С учётом сказанного напишем уравнения реакций:
НСООН
1 моль
НгО
1 моль
М = 46 г/моль l^j = 22,4 л/моль
/71 = 46 г
43
V = 22,4л
(1)
2НС00Н
( Нtoo )ь7л
+ ХЛ
+ Hz,
(2)
1 моль
2 моль
At = 46 г/моль
Ум = 22,4 л'/моль
т=
92 г
V = 22,4 л
2
CH3CDDH+Zn
+ (CHzLDO^Zn
+ Hz,
(3)
1 моль
2 моль
М= 60 г/моль
V^j = 22,4 л/моль
Я1= 120 г
V = 22,4 л
1) Из уравнения реакции (1) определим массу муравьиной кислоты
находящейся в смеси. Так как окисляется только муравьиная кислота,
то 2,24 л - это объём углекислого газа.
„,4 л С0 г получается при окислений 46 г
2 , 2 4 л Cfit
î ò ñ þ ä à :
X
л • 46 г=
22,4 л
V =
л
4
miHtOOH)
6
г HCDOH
= .4,6 г
2 ) Используя уравнения реакций (2) и (3), определим массу
уксусной кислоты, находящейся å смеси
а) вычислим объём газа, который выделится при действии избытка
цинка на муравьиную кислоту массой 4,6 г (уравнение 2):
из 92 гHCDDH выделяется 22,4 л Н^
из 4,6 г H C 0 D H
отсюда:
U =
(f
4
'
6
г
2 2
1
'
92 г
4
л
-"-
= 1,12 л;
|
л
^ (//,) = 1,12 л
б) определим'массу уксусной кислоты в смеси.
Поскольку при действии избытка цинка на смесь кислот выделяется 3 , 9 2 г водорода (см. условие задачи) и 1,12 л из них выделяется
44
при взаимодействии цинка с муравьиной кислотой, то на долю уксусной кислоты приходится 3 , 9 2 - 1,12 = 2,8 л H i .
Используя уравнение реакции (3), составим пропорцию:
22,4 л Нг
получается из 120 г
2,8 л Hz
отсюда
7
2
= '
8
1 2 0
; *
о
22,4 л
Z
г
= 15 г;
ã
СНъ
СНъСООН
CDOH
Щ ( С Н Ъ С ООН) = 15 г
Следовательно, смесь состоит из 4,6 г муравьиной и 15 г уксусной кислот.
При действии на эту смесь избытка этанола происходят следующие реакции:
HCDDH
+ (LZHSDH
^—-
HCOOCzHs
1 моль
+ НгО
1 моль
М = 46 г/моль
М = 74 г/моль
m
т = 74 г
= 46 г
С Hz CDOH
(4)
+СгН50Н
- — -
СНъСООН
1 моль
+
(5)
1 моль
М = 60 г/моль
М = 88 г/моль
m = 60 г
.
т=
88 г
3 ) Из уравнения реакции (4) определяем массу этилформиата,
учитывая, что массовая доля выхода его равна 60% от теоретически
возможного:
отсюда
из 46 г НСООН
получается 74 г H C O O C z H s
из 4,6 г HCODH
mt
т , = 7,4 г (теоретический выход)
45
HtOOCiHs
7,4 гHCOOCzH£ составляют 100%
Ш {HCDDCiHs)
^сюда
т
'-"7
wODCiHs)'=
tn(HCDOCiHs)
'
4
60%
6 0 %
^ '
1 UU/b
= 4,44 г
= 4,44 г (практический выход)
4) Из уравнения реакции (5) определяем массу этилацетата,
учитывая, что массовая доля выхода его также равна 60% от теоретически возможного:
из 6Q гСНъСООН получается 88 г
из 15 г СНъСООН
отсюда
£HiCOOC.zHs
Шг
tHbCOOttHs
/72е. = 22 г (теоретический выход)
22 г СНъСООСгИ£составляют 100%
т
отсюда
(Cfi'sCDDCtHj
т-^ъСООСМ =
2 2
-"-
60%
6 0
j ; ^ " = 13,2 г
1 UU/t
т [ C H s C D O C z H s ) = 13,2 г (практический выход)
Ответ: масса этилформиата равна 4,44 г;
масса этилацетата равна 13,2 г.
П. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
1 . При нагревании 4,83 г оксида двухвалентного металла выделилось 0,25 л кислорода (н.у.). Определите металл.
Ответ: ртуть, Н<£ •
2 . Навеску хорошо растворимой соли А
массой 1,36 г растворили
в 10 мл воды и добавили избыток раствора хлорида бария. При этом
выпало 2 , 3 3 г осадка, не растворимого в кислоте. Определите состав
соли А •
46
Ответ: гидросульфат калия, k H S O y .
3 . При окислительном обжиге минерала его масса практически
не меняется, а образующийся газ содержит 50% кислорода по массе.
Массовая доля кислорода в твёрдом остатке после обжига составляет
2 0 % . Определите состав минерала.
Ответ: Си
а
5
.
4 . На технический алюминий массой 9 г подействовали раствором
гидроксида натрия. В результате выделилось 10,6 л газа (н.у.).
Определите массу примесей в образце алюминия.
Ответ: 0,5 г.
5 . Определите массовую долю (%) карбоната калия и гидроксида
калия в смеси, если при действии избытка серной кислоты на эту
смесь выделилось 4,48 г газа (н.у.) и образовалось 10,8 г воды.
Ответ: 55,2% ЦгС05
и 44,8%
МОИ.
6 . При наступлении равновесия в реакции азота с водородом
концентрации веществ имели следующие значения: 1,5 моль/л азота;
0,5 моль/л водорода; 3 моль/л аммиака. Рассчитать исходные концентрации азота и водорода. Как изменится скорость прямой реакции в момент равновесия по сравнению с первоначальным её значением?
Ответ: 3 моль/л азота; 5 моль/л водорода; скорость реакции уменьшится в 2000 раз.
7 . Как изменится скорость реакции образования оксида углерода
(ГУ) из оксида углерода (Ц) и кислорода, если при постоянной температуре давление газовой смеси уменьшить в 4 раза?
Ответ: скорость реакции уменьшится в 64 раза.
47
8 . При электролизе 200 г раствора хлорида натрия на аноде
выделилось 5,6 л газа (н.у.). Определите массовую долю (%) хлорида
натрия в растворе.
Ответ: 1 4 , 6 % .
9 , Цинковую пластинку массой 70 г погрузили в раствор нитрата
свинца. Через некоторое время масса пластинки стала равной 94,2 г.
Определить массу цинка, перешедшего в раствор.
Ответ: 11 г.
1 0 . Определить массу оксида серы (ГУ), который необходимо растворить в 50 мл 96%-ном растворе (Р = 1,84 г/мл) серной кислоты для
получения безводной кислоты.
Ответ: 16,36 г.
1 1 . Хлор, полученный при взаимодействии 42 мл 36%-ного раствора
{J> = 1,19 г/мл) соляной кислоты с избытком оксида марганца (1У),
пропустили через 250 мл раствора, содержащего 0,5 моль бромида
калия Å одном литре. Сколько граммов брома выделилось при этом,
если его массовая доля выхода составляет 80% от теоретически возможного?
Ответ: 16 г.
1 2 . Слили два раствора: один был получен растворением в 1 литре
воды 700 литров аммиака, другой - растворением в 1 литре воды 400 л
хлороводорода. Определить массовые доли веществ в полученном растворе.
Ответ: 30% хлорида аммония: 7 , 1 5 % аммиака.
48
1 3 . При полном окислении 7 л сероводорода кислородом воздуха
было получено 5,6 л газа, что составляет 80% от теоретически возможного выхода. Этот газ был поглощён 250 г раствора гидроксида
натрия с массовой долей растворённого вещества, равной 4 % . Определить состав полученной соли и её массовую долю в растворе.
Ответ: 10,15%
NoHS05.
1 4 . При сгорании органического вещества массой 1,96 г образовалось 6,16 г углекислого газа и 2,52 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 1 , 9 3 . Определить молекулярную формулу
вещества.
Ответ:
С ч Н$
.
1 5 . При полном окислении кислородом образца вещества массой
9,2 г выделилось 8,96 л оксида углерода (1У) и 10,8 г воды. Плотность паров этого вещества по водороду равна 2 3 . Определить молекулярную формулу вещества.
Ответ: С^Н^О .
1 6 . К 1 литру смеси этана и этилена добавили 1 .литр Еодорода и
полученную смесь пропустили над никелевым катализатором. После пропускания объём .смеси составил 1,3 литра. Определите объёмный состав
исходной смеси.
Ответ: 0,3 литра этана и 0,7 литра этилена.
1 7 . На реакцию щелочного гидролиза этилового эфира неизвестной
предельной одноосновной кислоты массой 27,54 г затрачено 50 мл
18%-ного раствора гидроксида натрия плотностью 1,2 г/мл. Какая кислота входила в состав исходного эфира?
Ответ: пропановая кислота.
44
3 . Определяем массу полученного раствора. Она будет равна
сумме масс натрия и воды за вычетом массы водорода, выделившегося
из реакционной среды в виде газа:
т
_ пя
р-ра
c/Vb) + m i H t O )
т iHs0) = VW)
т
р-ра =
т
р-ра =
П
6 1
'
5
- т ф
> f Мл0) = 50 г
+
5 0
-
°'
5
=
6 1 ( г )
г
4 . Определяем массовую долю гидроксида натрия в растворе:
U) ( NqOH)
=
(АШ)
т
100% =
р-ра
61 г
. Ю0% = 32,8%
СО (D/QOH ) = 3 2 , 8 %
Îòâåò:
массовая доля полученного вещества в растворе составляет
32,8%.
ÇÀÄÀ×À Ð 2.
Железную пластинку массой 100 г опустили в раствор
медного купороса. Через некоторое время пластинку вынули, высушили,
взвесили. Масса её оказалась равной 101,6 г. Сколько граммов меди
отложилось на пластинке?
Ðåøåíèå:
Дано:
При погружении железной пластинки в
777,= 100 г
mt= 101,6
г
раствор медного купороса происходит окислительно-восстановительная реакция: железо
т(Си)
- ?
М (Fe ) = 56 г/моль
М {Си.)
= 64 г/моль
как наиболее активный металл вытесняет медь
из раствора её соли:
CuS04—-FeSOСи
Fe +
1 моль
1 моль
М = 56 г/моль
56 г
М
= 64 г/моль
ГП = 64 г
5
1 8 . Основным компонентом некоторых жиров является тристеарин,
массовая доля которого составляет 8 0 % . Какие массы глицерина и
стеариновой кислоты могут быть получены при омылении такого жира
массой 100 кг?
Ответ: 8,25 кг глицерина и 7 6 , 6 кг стеариновой кислоты.
1 9 . В результате спиртового брожения глюкозы получили этанол
с 60%-ным выходом. Полученный этанол окислили в соответствующую
кислоту, массовый выход которой составил 75% от теоретически возможного. При действии избытка гидрокарбоната калия на полученную
кислоту выделился газ, объём которого равен 4 литрам. Определить
массу глюкозы, подвергнутую брожению.
Ответ: 36 г.
2 0 . Имеется раствор фенола и анилина в бензоле, массовые доли
которых 20% и 30% соответственно. Какую массу раствора с массовой
долей брома 8% надо взять для бромирования исходного раствора массой 50 г?
Ответ: 1605,24 г.
0L. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЕ ЛИТЕРАТУРЫ
1 . Лидин Р.А., Молочко В.Химия для абитуриентов: от средней
школы к-вузу. - М.: Химия, 1 9 9 4 . - 256 с.
2 . Свитанько И.В. Нестандартные задачи по химии. - М.: МИРОС,
1 9 9 3 . - 83 с.
3 . Современная химия в задачах международных олимпиад / Сорокин В.В., Свитанько И.В., Сычёв Ю.Н., Чуранов С.С. - М.: Химия,
1 9 9 3 . - 288 с.
4 . Чмиленко Ф.А., Виниченко И.Г., Чмиленко Т.С. Подготовка к
50
экзамену, по химии с контролем на -ЭВМ. - М.: Школа-Пресс, 1 9 9 4 . 144 с. (Школа Абитуриента: Научись Сам).
5 . Методическое пособие по химии Ш 2 для учащихся И класса
и поступающих в вузы (Способы решения основных ÒÈÏÎÅ задач, предлагаемых на экзамене / Сост. Савин Г.А. - Волгоград: Изд-во
"Братья Гринины", 1 9 9 5 . - 80 с.
5 . Гаврусейко Н.П. Проверочные работы по органической химии:
Дидакт. материал: Пособие для учителя. - 2-е изд. - М.: Просвещение, 1 9 9 1 . - 48 с.
7 . Гаврусейко Н.П. Проверочные работы по основам общей и орга
нической химии: Дидакт. материал для 11 класса общеобразоват. учеб
заведений: Кн. для учителя. - М.: Просвещение, 1 9 9 4 . - 32 с.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
3
I.
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАЧ
4
П.
ЗАДАЧИ да САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
46
Ш.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
50
51
При этом наблюдаются'следующие явления: железо с поверхности
пластинки уходит в раствор, а медь из раствора оседает на пластинке. Благодаря разнице в молярных массах железа и меди, в целом
масса пластинки увеличивается.
1 . Определяем, на сколько граммов увеличилась масса пластинки
101, 6 - юо г = i,6 г
йШ^
1,6 г
2 . Определяем на сколько молярная масса меди больше молярной
массы железа:
М
(Fe) = 56 г/моль, т.е. масса 1 моля железа равна 56 г
/1
(Си)
= 64 г/моль, т.е. масса 1 моля меди равна 64 г
A / 7 Z t = 64 г - 56 г = 8 г
AtTl & = 8 г
3 . Определяем массу меди, выделившейся на пластинке:
64 г меди соответствует
а!П, = 1,6 г
X г
1 ? 6
г
8 г
6 4
г
'
= 12,8 г; Ш (Си) = 12,8 г
8 г
Ответ: на пластинке отложилось 1 2 , 8 г меди.
отсюда
X =
ЗАДАЧА № 3 . К 50 г 20%-ного раствора сульфата калия прибавили
40 г 26%-ного раствора,.хлорида бария. Определить массовые доли веществ в полученном растворе.
Дано:
m
Решение:
= 50 г
пя
p-pd.
О)(Нг$0ч) = 20%
n
^р-ра
C0(SQC£,)
=
= 26%
4 0
г
При сливании растворов между сульфатом калия и хлоридом бария происходит,
реакция, приводящая к выпадению осадка
сульфата бария:
U) в,ществ 6
М {Нг$Он) = 174 г/моль
М (ЬоС1г) = 208 г/моль
M(Htt)
= 7 4 , 5 г/моль
М(Ьй$0н) = 233 г/моль
боа 2
+
1 моль
1
-
2 UCI
+
2 моль
ÌÎËÜ
М = 174 г/моль М = 208 г/моль
Ì
/72 = 174 г
/71 = 149 г
772 = 208 г
Ъо$>0ч I
1 моль
= 74,5 r/моль Ì
= 233 г/моль
/71 = 233 г
Поэтому в растворе могут находиться хлорид калия КС<Е и одна
из двух исходных солей - либо сульфат калия И^Оц, либо хлорид бария BqW^:
это зависит от того, какое вещество взято в избытке. В
случае эквивалентного содержания исходных веществ, е растворе останется только хлорид калия. В связи со.сказанным выполним расчёты.
1 . Определим массу сульфата калия, находящегося в 50 г его
20%-ного раствора:
(/kji5 О4)
^p-pa
Ш (ft5QJ =
5 0
*
'
2 0
100
100%
= Ю (г);
/72 (ftSDJ = 10 г
2 . Определим массу хлорида бария, находящегося в 40 г его
26%-ного раствора:
ШВоа,).
т(ми)
/72р-ра
=
4 0
'
2 6
100
. 100%;
= 10,4 (г);
100%
т ( & > Я 2 ) = ю,4 г
3 . Рассчитаем, какое из исходных веществ взято в избытке, для
чего используем уравнение реакции, обозначив массу одного из веществ
7
через X '
с 208 г & q ( U \ реагирует 174 г H i S O *
с 10,4 г b e d s .
отсюда
8,7 г
X г к'гЗОч
X = б»? г; то есть для реакции с 10,4 г ЬоС£& требуется
SОи > следовательно, сульфат калия дан в избытке, который
составляет 10 - 8,7 = 1,3 (г), и расчёты будем вести с учётом массы В о
.
4 . Рассчитаем массу сульфата бария, образующегося в результате реакции в виде осадка:
из 2 0 8 г
ВоС£й образуется 233 г 5с 50ч
из 10,4 г 5qC£z.
отсюда
^
Ц г ЬоУОм
= 11,65 (г);
= 11,65 г
5 . Определим массу хлорида калия:
из 208 г ЬйС4 образуется 149 г
из 10,4 г ЬсС£г
отсюда
Z
= 7,45 (г);
Z г
ЯU
т { UU 5 = 7,45 г
Таким образом, в полученном растворе будут находиться хлорид
калия массой 7 , 4 5 г и сульфат калия массой 1,3 г, массовые доли
которых и требуется определить.
6 . Рассчитаем массу раствора после реакции:
/77
р-ра
= 50 г + 40 г - 11,65 г = 7 8 , 3 5 г;
/72_ __ = 78,35г
р-ра
7 . Определим массовые доли веществ б полученном растворе:
а) СО (M z S0if)
0) i ^ t o i ) =
т р-ра
.100%;
1|3 г . 1 0 0 Х
78,35 г
=
8
1 > 6 б %
.
( j ) { ^ s o H ) = 1,66%
6 ) U) (№
)
,
1 0 0 % ;
^ р-ра
U)(XC£) =
Ответ: СО
7
4 5
г
?
• 100% = 9,5%;
78,35 г
Он) = 1,66%;
L O - O t C l ) = 9.5%
С и ( Ш ) = 9,5%.
ЗАДАЧА Р 4 . Концентрации оксида азота (П) и кислорода, образующих оксид азота (1У), были равны 4 моль/л и 2 моль/л соответственно. Как изменится скорость прямой реакции, если концентрацию
оксида азота (П) уменьшить в 2 раза, а концентрацию кислорода
увеличить Å 2 раза?
Дано:
Решение:
C f ( M 2 ) = 4 моль/л
С(0£)
Скорость химической реакции прямо
= 2 моль/л
пропорциональна концентрации реагирующих
Сг (А/О) =
Ca(Oaj
веществ (закон действующих масс). Она
= 2 Ск(0г)
выражается как произведение концентраций
реагирующих веществ в степени, равной
«Г. -
?
коэффициенту в уравнении реакции.
Составим уравнение химической реакции:
2 Д/0 +
= г = 2 /VOz
Запишем выражение скорости прямой реакции:
у = ^ •
k
' [_ o j
, где[/УО ] и [ 0а.J - концентрации веществ,
- константа скорости.
Это выражение и будем использовать в расчётах.
1 . Определим скорость прямой реакции, для случая, когда кон-
центрации реагирующих вешестЕ равны 4 моль/л и 2 моль/л:
и, A
Так какГ/VO
то
[£ = £ • 4
£
= С<{АЮ)
- [w]*.[oJ.
= 4 моль/л, а[ 0 * ] = £ X (Q>)=
/Г
|
V I_— «39
T/K.
Л_
• 2 = 32 Я ;
9
2
моль/л,