Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Вещества, находящиеся в смеси, вступают в химические реакции независимо друг от друга.↑ ⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6 Содержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
Это означает, что, в общем случае уравнения двух параллельно протекающих реакций складывать нельзя (это – очень распространённая ошибка, которую допускают учащиеся), а необходимо рассматривать уравнения независимо друг от друга.
Пример 22. При полном сжигании смеси метана и этана общей массой 85 г образовалась вода массой 171 г. Определите состав исходной смеси (в % по объёму). Решение. Это – совершенно стандартная задача на смесь веществ. Запишем уравнения реакций, протекающих с участием данной смеси газов: x 2 x CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
y 3 y 2C2H6 + 7O2 = 4CO2 + 6H2O Если мы попытаемся сложить эти уравнения, получим суммарное уравнение: CH4 + 2C2H6 + 9O2 = 5CO2 + 8H2O, которое правильно описывает сгорание смеси, состоящей из метана и этана в соотношении 1:2, а это соотношение из условия задачи никак не следует. Поэтому будем рассматривать уравнения независимо друг от друга, а для этого введём две независимые переменные, характеризующие количества веществ в исходной смеси: n(CH4) = x моль, n(C2H6) = y моль. Для нахождения двух неизвестных надо составить два уравнения – одно для массы смеси: m (смеси) = m (CH4) + m (C2H6) = 16 x + 30 y = 85 г, другое – для количества воды, образовавшейся при сгорании смеси: из x моль метана образуется 2 x моль H2O, а из y моль этана – 3 y моль H2O: n(H2O) = n1(H2O) + n2(H2O) = 2 x + 3 y = m / M = 171 / 18 = 9,5 моль. Решив систему из двух уравнений, находим: x = 2,5, y = 1,5. Из закона Авогадро следует, что объёмная доля газа в смеси равна его мольной доле: j(CH4) = x / (x + y) = 2,5 / 4 = 0,625 = 62,5%, j(C2H6) = 100% – 62,5% = 37,5%. Ответ. 62,5% CH4, 37,5% C2H6.
Возможна ситуация, когда определить точный состав смеси веществ по данным задачи невозможно – не хватает информации, но тем не менее количественные выводы о данной смеси в целом сделать можно.
Пример 23. При обработке смеси гидрокарбоната калия и карбоната кальция избытком соляной кислоты выделилось 15,68 л (н.у.) углекислого газа. Чему равна масса смеси? Решение. Запишем уравнения реакций, протекающих при растворении смеси в соляной кислоте: x x KHCO3 + HCl = KCl + CO2 + H2O,
y y CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O,
и введём независимые переменные, характеризующие состав смеси: n(KHCO3) = x моль, n(CaCO3) = y моль. В первой реакции выделяется x моль, а во второй – y моль CO2: n(CO2) = n1(CO2) + n2(CO2) = x + y = V / V m = 15,68 / 22,4 = 0,7 моль. А другого уравнения для определения x и y мы составить не можем, так как не хватает данных. Тем самым точный состав смеси остаётся неизвестным. Но нам и не нужен состав смеси, так как найти только её общую массу. А это можно сделать, не находя x и y по отдельности, так как вещества в смеси имеют одинаковую молярную массу – 100 г: m (смеси) = m (KHCO3) + m (CaCO3) = 100 x + 100 y = 100(x + y) = 100×0,7 = 70 г. Ответ. 70 г.
Мы рассмотрели важнейшие приёмы, используемые при стехиометрических расчётах, и сформулировали некоторые химические принципы, на основе которых такие расчёты проводятся. Эти базовые приёмы и принципы мы продемонстрировали на примере решения стандартных расчётных задач. В следующей лекции мы используем их для решения комбинированных задач. В заключение приведём задачи для самостоятельного решения (с ответами). Для дополнительных упражнений по этой теме можно порекомендовать задачник [2].
9. Задачи для самостоятельного решения
1. Установите формулу одноосновной кислоты, содержащей азот, водород и кислород, если массовая доля кислорода в ней больше массовой доли азота в 3,43 раза. Ответ. HNO3.
2. Установите молекулярную формулу углеводорода, содержащего Ответ. C8H8.
3. Определите простейшую формулу органического вещества, если известно, что в некотором образце этого вещества содержится 1,5 г водорода, 18 г углерода, 48 г кислорода. Ответ. HCO2.
4. В кристаллогидрате, полученном из раствора карбоната натрия, содержится 19.82% натрия по массе. Установите формулу кристаллогидрата. Ответ. Na2CO3×7H2O.
5. Вещество содержит натрий, фосфор и кислород. Массовая доля кислорода равна 47.06%. Определите простейшую формулу вещества. Ответ. NaPO3.
6. Выведите молекулярные формулы гидридов бора, A (65.1 г/моль, Ответ. B5H11, B10H14.
7. При полном разложении 30,0 г карбоната двухвалентного металла образовалось 16,8 г оксида металла. Установите формулу карбоната. Ответ. CaCO3
8. При сгорании 11,2 г металла образуется 16,0 г оксида. Установите формулу оксида, если степень окисления металла в оксиде равна +3. Ответ. Fe2O3.
9. При растворении 34,5 г высшего оксида элемента V группы в воде образовалось 42,6 г трехосновной кислоты. Установите формулы оксида и кислоты. Ответ. As2O5 и H3AsO4.
10. При растворении 2,8 г гидрида щелочного металла в воде выделилось 7,84 л газа (н.у.). Установите формулы гидрида и продукта его реакции с водой, который остаётся в растворе. Ответ. LiH и LiOH.
11. При действии избытка концентрированной серной кислоты на 18,72 г твёрдого фторида щелочно-земельного металла выделился газ объёмом 12,89 л при 50 оС и 100 кПа. Установите формулу фторида. Ответ. CaF2.
12. Кристаллогидрат сульфата никеля (II) массой 25,0 г растворили в 150 г воды и получили раствор с массовой долей безводной соли 7,88 %. Установите формулу кристаллогидрата. Ответ. NiSO4×7H2O.
13. При сжигании 0.15 моль неизвестного простого вещества образовалось 235.2 л (н.у.) углекислого газа. Установите молекулярную формулу сжигаемого вещества. Ответ. C70.
14. При сгорании 31,6 г органического вещества образовалось 26,9 л углекислого газа, 4,48 л оксида серы (IV) и 10,8 г воды. Объёмы газов измерены при нормальных условиях. Установите молекулярную формулу вещества, если известно, что его молярная масса меньше 300 г/моль. Ответ. C6H6SO3.
15. При сгорании 33,3 г органического вещества образовалось 26,9 л углекислого газа, 10,1 л азота и 13,5 г воды. Объёмы газов измерены при нормальных условиях. Установите молекулярную формулу вещества, если известно, что его молярная масса меньше 200 г/моль. Ответ. C4H5N3O.
16. При нитровании неизвестного углеводорода концентрированной азотной кислотой образуется мононитропроизводное, содержащее 8.48 % азота по массе. Установите формулу углеводорода. Ответ. C9H10.
17. При реакции ацетиленового углеводорода с избытком бромоводорода образовалось вещество, в котором массовая доля углерода равна 22,2%. Установите формулу углеводорода. Ответ. C4H6.
18. Некоторый алкадиен может присоединить хлороводород, масса которого в 1,074 раза больше массы углеводорода. Установите молекулярную формулу алкадиена. (Относительную атомную массу хлора примите равной 35,5.) Ответ. C5H8.
19. При длительном нагревании 84,3 г кристаллогидрата сульфата трехвалентного металла происходит полное обезвоживание и образуется 60,0 г безводной соли, которая при дальнейшем прокаливании превращается в 24,0 г твердого остатка, представляющего собой оксид металла. Определите состав исходного кристаллогидрата. Ответ. Fe2(SO4)3×9H2O.
20. Рассчитайте массу иода, выделившегося при взаимодействии 83 г 10%-ного раствора KI с избытком подкисленного раствора перманганата калия. Ответ. 6,35 г I2.
21. Карбид кальция образуется при реакции негашеной извести (оксида кальция) с углеродом, другой продукт этой реакции – оксид углерода (II). Рассчитайте массы исходных веществ, необходимые для получения 960 г карбида кальция. Ответ. 840 г CaO, 540 г C.
22. Cколько кубических метров CO2 (при н.у.) можно получить из 200 кг известняка, содержащего 90% CaCO3? Ответ. 40,3 м3.
23. Обычным сырьем при варке стекла бывают сода Na2CO3, известняк CaCO3 и кремнезем SiO2. Рассчитайте массу каждого из этих веществ, необходимую для производства 20 кг стекла, состав которого описывается формулой Na2O×CaO×6SiO2. Ответ. 4,44 кг Na2CO3, 4,18 кг CaCO3, 15,1 кг SiO2.
24. При реакции 100 г технического карбида кальция с водой выделилось 31,4 л ацетилена (н.у.). Рассчитайте массовую долю примесей в карбиде кальция. Ответ. 10,3%.
25. Cколько литров воздуха (20 об.% O2) потребуется для полного сгорания 5,6 л ближайшего гомолога ацетилена? Ответ. 112 л.
26. Рассчитайте объём этанола (плотность 0,81 г/мл), который теоретически можно получить из 100 м3 этилена (20 оС, давление 101,3 кПа). Ответ. 236 л C2H5OH.
27. Какое количество белого фосфора P4 можно получить из 100 кг фосфата кальция? Ответ. 161 моль P4.
28. 100 л аммиака путем ряда последовательных превращений превратили в азотную кислоту. Какой объём оксида азота (IV) выделится при реакции этой кислоты с избытком меди? Объёмы газов измерены при одинаковых условиях. Все реакции идут количественно, т.е. со 100%-ным выходом. Ответ. 50 л NO2.
29. Сколько теплоты выделится при поджигании 100,8 л (н.у.) стехиометрической смеси водорода с кислородом, если теплота образования жидкой воды равна 285,8 кДж/моль? Ответ. 857,4 кДж.
30. Дано термохимическое уравнение: 2NO + O2 = 2NO2 + 114 кДж. Сколько теплоты выделяется при сгорании 75 г оксида азота (II)? Ответ. 142,5 кДж.
31. При пропускании 11,2 л (н.у.) смеси этилена и пропена через избыток бромной воды образовалось 98,2 г смеси дибромпроизводных. Рассчитайте объёмные доли газов в исходной смеси. Ответ. 40% C2H4, 60% C3H6.
32. Имеется смесь твёрдых солей: сульфита и карбоната калия. При действии избытка соляной кислоты на 37,5 г смеси выделилось 5,6 л газа (н.у.). Определите состав исходной смеси в массовых процентах. Ответ. 63,2% K2SO3, 36,8% K2CO3.
33. Имеется смесь твёрдых солей: сульфата, карбоната и нитрата натрия. При добавлении избытка соляной кислоты к 5,60 г этой смеси выделилось 0,224 л газа (объём приведён к н.у.), а при обработке такого же количества смеси избытком раствора хлорида бария выпало 6,63 г осадка. Определите состав исходной смеси в массовых процентах. Ответ. 50,7% Na2SO4, 18,9% Na2CO3, 30,4% NaNO3.
34. На образец красного фосфора массой 19,84 г подействовали хлором, который занимал объём 26,9 л при температуре 20 оС и нормальном давлении. Рассчитайте состав полученной жидкости в массовых долях. Ответ. 66,4% PCl3, 33,6% PCl5.
35. Чему равен объём водорода (температура 546 К, давление нормальное), который потребуется для полного восстановления одного моля смеси оксидов меди (I) и (II)? Ответ. 44,8 л.
Литература
1. В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, А.А. Дроздов, В.В. Лунин. Химия. 9 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2009. Гл. 1, 2. 2. В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко. Сборник задач и упражнений по химии. Школьный курс. 8-11 классы. – М.: Экзамен, 2007.
|
||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 1370; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.15.49.90 (0.012 с.) |