Задачи для практики
Задача 1
Рассчитайте массу газа, образующегося при взаимодействии с избытком кислорода 30,24 л (н. у.) оксида азота(II). (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ в (г).
Решение
$2NO+O _2 →2NO_2$
V (NO)=30.24 л
n(NO)= 1.35 моль
n (NO)=n($NO_2$), так как коэффициенты при веществах равны
m ($NO_2$)=1.35⋅M
m ($NO_2$)=1.35⋅46=62.1 г
Ответ: 62.1
Показать решение
Полный курс
Задача 2
В результате осуществления реакции, термохимическое уравнение которой $СаО_{(тв.)} + Н_2О_{(ж)} = Са(ОН)_{2(тв.)} + 70 кДж$, было получено 185 г гидроксида кальция. Вычислите количество выделившейся теплоты. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (кДж).
Решение
$СаО+H_2O=Ca(OH)_2 +70кДж$
70кДж выделяется при образовании 1моля гидроксида кальция $Са(ОН)_2$. Переходим от количества вещества к массе и получаем, что такое количество теплоты выделится при получении 1моль*74г/моль=74г гидроксида кальция. Составим пропорцию и найдем количество выделившейся теплоты: 74г — 70кДж 185г — X кДж
X=70*185/74=175кДж
Ответ: 175
Показать решение
Полный курс
Задача 3
Какой объём (н. у.) оксида углерода(II) нужно окислить оксидом железа(II) для получения 64 л (н. у.) оксида углерода(IV)? (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (л).
Решение
$СО + FeО = СО_2 + Fe$
Количество вещества для газов пропорционально их объёму, поэтому отношение объёмов газов в одной реакции равно отношению их коэффициентов:
V(СО) : V($СО_2$) = n(СО) : n($СО_2$) = 1 : 1
V(СО) = 64 л
Ответ: 64
Показать решение
Полный курс
Задача 4
Какой объём (н. у.) кислорода необходим для получения 80 л (н. у.) оксида углерода(IV) из угля? (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (л).
Решение
$C + O_2 = CO_2$
Количество вещества для газов пропорционально их объёму, поэтому отношение объёмов газов в одной реакции равно отношению их коэффициентов:
V($O_2$) : V($СО_2$) = n($O_2$) : n($СО_2$) = 1 : 1
V($O_2$) = 80 л
Ответ: 80
Показать решение
Полный курс
Задача 5
В результате реакции, термохимическое уравнение которой $NH_4NO_{2(тв.)} = N_{2(г)} + 2H_2O_{(ж)} + 316 кДж$, выделилось 94,8 кДж теплоты. Сколько граммов нитрита аммония вступило в реакцию? (Запишите число с точностью до десятых.) Ответ в (г).
Решение
Найдем моли реакции, разделив данное количество теплоты на количество теплоты на 1 моль:
n($NH_4NO_2$) = 94.8/316 = 0.3 моль
Найдем массу нитрита, умножив его количество на молярную массу:
m($NH_4NO_2$) = 0.3*64 = 19.2 г.
Ответ: 19.2
Показать решение
Полный курс
Задача 6
Какой объём кислорода необходим для окисления 46 л оксида серы(IV) в оксид серы(VI)? Объёмы газов измерены при одинаковых условиях. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (л).
Решение
$2SO_2 + O_2 = 2SO_3$
Количество вещества для газов пропорционально их объёму, поэтому отношение объёмов газов в одной реакции равно отношению их коэффициентов:
V($O_2$) : V($SO_2$) = n($O_2$) : n($SO_2$) = 1 : 2
V($O_2$) = V($SO_2$) : 2
V($O_2$) = 46 : 2 = 23 л
Ответ: 23
Показать решение
Полный курс
Задача 7
Какой объём (н. у.) водорода теоретически необходим для синтеза 100 л (н. у.) аммиака? (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (л).
Решение
$N_2 + 3H_2 = 2NH_3$
Моли аммиака в реакции в полтора раза меньше моль водорода (коэффициенты 2 и 3), поэтому рассчитаем объем образующегося водорода:
$V(H_2) = 100 ⋅ 1.5 = 150$ л.
Ответ: 150
Показать решение
Полный курс
Задача 8
В соответствии с термохимическим уравнением реакции
2Mg(тв.) + O2(г) = 2MgO(тв.) + 1200 кДж выделилось 360 кДж теплоты.
Рассчитайте массу полученного оксида магния. (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (г).
Решение
По уравнению реакции находим количество вещества MgO:
$2Mg_{(тв.)} + O_{2(г)} = {{2MgO_{(тв.)}}{x}}/{2 моль} + {{1200 кДж}{360 кДж}}/{1200 кДж}$
x = 2 · 360 / 1200 = 0.6 моль MgO.
Находим массу MgO:
$n = m_{в-ва} / М_{в-ва}$
M(MgO) = 40 г/моль; m(MgO) = 0.6 · 40 = 24 г
Ответ: 24
Показать решение
Полный курс
Задача 9
Какой объём хлора (объёмы газов измерены при одинаковых условиях) теоретически вступает в реакцию с 56 л водорода? (Запишите число с точностью до целых.) Ответ в (л).
Решение
Основные формулы для расчёта:
$n = V_г /V_M$; $n = m_{в-ва} / М_{в-ва}$
1) Составляем уравнение реакции:
$H_{2(г)} + Cl_{2(г)} = 2HCl_{(г)}$
2) Логическая связь:
Требуется найти объём хлора, расчёт будем производить по количеству вещества водорода.
3) Расчёт по уравнению реакции.
Только для расчёта объёма реагирующих газов:
объёмы реагирующих газов относятся как коэффициенты в уравнении реакции:
$V(H_2) / 1 = V(Cl_2) / 1$
56 / 1 = x / 1
x = 56.
Ответ: 56
Показать решение
Полный курс
Показать еще
Ответы ко второй части варианта №29
Задание №30
Fe(CH3COO)2 + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO2 + 2CH3COOH + H2O
железо в степени окисления +2 (или ацетат железа (II)) является восстановителем; азот в степени окисления +5 (или азотная кислота) – окислителем.
K2SiO3 + 2HNO3 = 2KNO3 + H2SiO3
2K+ + SiO32- + 2H+ + 2NO3— = 2K+ + 2NO3— + H2SiO3
SiO32- + 2H+ = H2SiO3
Задание 32
1) S + 2H2SO4 = 3SO2 + 2H2O
2) 2SO2 + Ba(OH)2 = Ba(HSO3)2
3) Ba(HSO3)2 + 2Br2 + 2H2O = BaSO4 + H2SO4 + 4HBr
4) BaSO4 + 4H2 = BaS + 4H2O
Задание 34
Навеску нитрата меди(II) и нитрата серебра массой 31,55 г растворили в 400 мл воды и подвергли полученный раствор электролизу с инертными электродами. Процесс остановили, когда в растворе не осталось катионов металла. В ходе электролиза через цепь прошло 0,275 моль электронов. Вычислите массовую долю азотной кислоты в образовавшемся растворе, если известно, что в ходе процесса на катоде не выделялся газ.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
Решение:
Запишем уравнения химических реакций:
4AgNO3 + 2H2O = 4Ag + O2 + 4HNO32Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3
Пусть в изначальной смеси было х моль нитрата серебра и у моль нитрата меди (II). Тогда справедливы следующие рассуждения:
m(AgNO3) = n(AgNO3)·M(AgNO3) = 170x г m(Cu(NO3)2) = n(Cu(NO3)2)·M(Cu(NO3)2) = 188у г
При прохождении электронов через цепь электролизера они расходуются на восстановление серебра и меди и в том же самом количестве получаются при окислении воды с образованием кислорода. На катоде протекают следующие полуреакции:
Ag+ + 1e- → AgCu2+ + 2e- → Cu
Согласно данным записям, количество катионов меди будет вдвое меньше количества электронов, затраченных на их восстановление, а в случае катионов серебра количества будут равны. Тогда можно записать следующее:
n(e) = 2n(Cu2+) + n(Ag+) n(e) = n(AgNO3) + 2n(Cu(NO3)2)
Составим систему уравнений:
170х + 188у = 31,55 х + 2у = 0,275 170х + 188у = 31,55 х = 0,275 — 2у 170(0,275 — 2у) + 188у = 31,55 х = 0,275 — 2у 46,75 — 340у + 188у = 31,55 х = 0,275 — 2у 152у = 15,2 х = 0,275 — 2у у = 0,1 х = 0,075
Далее вычислим количество и массу азотной кислоты, которая образовалась в ходе реакции:
n(HNO3) = 2n(Cu(NO3)2) + n(AgNO3) = 2·0,1 + 0,075 = 0,275 (моль) m(HNO3) = n(HNO3)·M(HNO3) = 0,275·63 = 17,325 (г)
Масса конечного раствора сложится из масс навески солей и воды за вычетом меди, серебра и кислорода. Проведем необходимые вычисления:
n(Cu) = n(Cu(NO3)2) = 0,1 моль m(Cu) = n(Cu)·M(Cu) = 0,1·64 = 6,4 г
n(Ag) = n(AgNO3) = 0,075 моль m(Ag) = n(Ag)·M(Ag) = 0,075·108 = 8,1 г
n(O2) = n(Cu(NO3)2)/2 + n(AgNO3)/4 = 0,1/2 + 0,075/4= 0,06875 моль m(O2) = n(O2)·M(O2) = 0,06875·32 = 2,2 г
m(р-ра конечн) = m(навески) + m(воды) — m(Cu) — m(Ag) — m(O2) = 31,55 + 400 — 6,4 — 8,1 — 2,2 = 414,85 (г)
Вычислим массовую долю азотной кислоты в образовавшемся растворе:
ω(HNO3) = m(HNO3)/m(р-ра конечн)·100% = 17,325/414,85·100% = 4,18%
Ответ: 4,18%
Задание 35
Неизвестное органическое соединение состоит из трех элементов и содержит 60% углерода по массе. При этом массовая доля кислорода в 4 раза больше, чем водорода. Известно, что данное соединение при гидролизе дает единственный продукт, обладающий линейным строением. На основании данных условия задания: 1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества; 2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле; 3) напишите уравнение взаимодействия этого вещества с гидроксидом калия.
Решение:
Исходя из описания, можно сделать вывод, что вещество содержит в своем составе углерод, водород, кислород. Тогда запишем его формулу в виде CxHyOz. Пусть мы взяли порцию вещества массой 100 г, тогда справедливы следующие записи:
m(C) = m(CxHyOz)·ω(C)/100% = 100·60%/100% = 60 г n(C) = m(C)/M(C) = 60/12 = 5 моль
m(H) + m(O) = m(CxHyOz) — m(C) = 100 — 60 = 40 г
m(H) = х г m(O) = 4х г
5х = 40 х = 8
m(H) = 8 г n(H) = m(H)/M(H) = 8/1 = 8 моль
m(O) = 32 г
n(O) = m(O)/M(O) = 32/16 = 2 моль
Определим простейшую формулу неизвестного вещества:
x : y : z = 5 : 8 : 2
Пусть C5H8O2 — молекулярная формула, тогда попытаемся определить структуру данного вещества. Поскольку по описанию оно может гидролизоваться, логично предложить для него наличие сложноэфирной группы. Два атома кислорода и один атом углерода таким образом войдут в состав карбоксильного фрагмента
Остаток в С4Н8, вероятно, алкильная цепь, но обратим внимание на то, что продукт гидролиза только один и он имеет линейное строение. Тогда приходим к структуре циклического сложного эфира:
В свою очередь уравнение взаимодействия этого вещества с гидроксидом калия может быть записано как:
