Тема 33. Типи розрахункових задач.

 

1. Знаходження масових відношень хім.елементів за формулою речовини

Задачі:

1. Обчислити масові відношення Феруму і Оксисену в ферум(ІІІ) оксиді?

В: 7: 3

Дано: Розв’язання

Fe₂O₃

Mr( Fe₂O₃) = 56•2 + 16 •3 = 112 + 48 = 160

m(Fe): m(O) -? m(Fe): m(O) = 112: 48 /:16

m(Fe): m(O) = 7: 3

 

 

 

Відповідь: m(Fe): m(O) = 7: 3

 

2.Обчислити відношення мас Кальцію, Оксисену і Гідрогену у кальцій гідроксиді?

В: 20: 16: 1

3. Обчислити масові відношення елементів у сульфатній кислоті?

В: 1: 16: 32

4. Обчислити масові відношення елементів у глюкозі?

В: 6: 1: 6

5. Обчислити масові відношення елементів у етановій кислоті?

В: 6: 1: 8

6. Обчислити масові відношення елементів у «бурому газі»?

В: 7: 16

2.Обчислення маси елемента за відомою масою речовини (і навпаки).

Задачі:

1.Обчислити масу елемента Фосфору, який міститься у 620 г кальцій ортофосфату.

В: m(Р) = 124 г

 

Дано: Розв’язання

 

Са Р О

m(Са₃(РО₄)₂ = 620 г Mr( Са₃(РО₄)₂)= 40•3 + 31 •2 + 16•8 = 120 + 62 +

 

128 = 310

За формулою речовини

310 г Са₃(РО₄)₂ містить 62 г Р

m(Р) -? Згідно умови задачі

620 г Са₃(РО₄)₂ містить х г Р

 

620 • 62

х = -------------- = 124 (г)

Відповідь: m(Р) = 124 г.

2. Яка маса кальцій етаноату містить елемент Карбон масою 96 г?

В: m(С) = 316 г

3.Обчислити масу елемента Нітрогену, який міститься у 460 г «бурого газу».

В: m(N) = 140 г

4. Яка маса етиламіну містить елемент Нітроген масою 70 г?

В: m(С₂Н₅NН₂) = 225 г

5.Обчислити масу елемента Натрію, який міститься у 212 г натрій карбонату.

В: m(Na) = 92 г

6. Яка маса кальцій карбонату містить елемент Кальцію масою 20 г?

В: m(Са) = 50 г

3. Знаходження масової частки хім.елементу за формулою речовини

Задачі:

1. Обчислити масову частку Оксигену у фенолі.

В: ω(О) = 17%

Дано: Розв’язання

С Н О

Mr( С₆Н₅ОН)= 12•6 + 1 •6 + 16 = 72 + 6 + 16 = 94

С₆ Н₅ОН

n • Ar(El)

ώ(El) = -------------- ·100%; n - індекс

Mr(речовини)

ώ (O) -?

1• 16

ώ(O) = -------------- ·100% = 17 %

 

Відповідь: ώ(О) = 17%.

2. Яка масова частка елемента Карбону в етиловому спирті?

В: ω(С) = 52%

3. Обчислити масову частку Нітрогену у метиламіні.

В: ω(N) = 45%

4. Яка масова частка елемента Фосфору в ортофосфатній кислоті?

В: ω(Р) = 32%

5. Обчислити масову частку Феруму у залізній окалині.

В: ω(Fe) = 72 %

6. Яка масова частка елемента Калію в калійній селітрі?

В: ω(К) = 39%

4. Розрахунки за формулами «молярної маси», «молярного об’єму», «числа Авогадро», «відносної густини газів».

 

Задачі:

1.Обчисліть масу етанової кислоти кількістю речовини 2,5 моль.

В: m(CH₃СОOН) = 150 г

2. Обчисліть кількість речовини бензену масою 234 г.

В: ν(С₆Н₆) = 3 моль

3. Обчислити об’єм (н.у.) етану кількістю речовини 0,25 моль.

В: V(С₂H₆) = 5,6 л

4. Обчисліть кількість речовини водню об’ємом 112 л (н.у.)

В: ν(Н₂) = 5 моль

5.Обчислити відносну густину карбо(IV) оксиду за повітрям.

В: D(пов.) = 1,52.

6. Обчислити молярну масу газу, якщо відносна густина за киснем дорівнює 2.

В: М(газу) = 64.

7.Яку кількість речовини сульфатної кислоти містить 1,204·10²³ молекул.

В: ν(Н₂SO₄) = 0,2 моль

8.Скільки атомів Феруму міститься у 2 моль заліза?

В: N = 12,04·10²³ атомів Fe

9. Обчислити об’єм (н.у.) 100 г сульфур (IV) оксиду.

В: V(SО₂) = 35л

Дано: Розв’язання

 

Mr( SO₂)= 32 + 2 •16 = 32+ 32 = 64

m(SО₂) = 100 г m V m • V_m

---- = ------; V = ----------;

М V_m M

V(SО₂) -?100• 22,4

V = ---------------- = 35 (л)

В: V(SО₂) = 35л

10. Обчислити масу азоту об’ємом 12 л (н.у.)

В: m(N₂) = 15 г

5.Розрахунки середньоїмолярної маси суміші газів».

Необхідно знати:

Середня молярна маса сумішігазів – це сума добутків об'ємних часток кожного із компонентівсуміші(тільки в частках від одиниці!) на їх молярні маси.

Позначається: М_сер. (суміші)

Формула: М_сер(суміші)_.= φ₁•М₁ + φ₂ •М₂

де φ – об'ємні частки компонентів суміші газів(виміряних тільки в частках від одиниці!), а М – молярні маси газів у суміші.

одиниці: г/моль ( подібно як молярна маса речовини )

1. Визначте молярну масу суміші,яка складається з 60% азоту, 30% кисню і 10% вуглекислого газу.

В: М_сер.(N₂ + O₂ + CO₂) = 30,8 г/моль

2. Визначте молярну масу суміші, що містить 300 л метану і 100 л кисню (н.у.).

В: М_сер.(СН₄ + О₂) =

3.Середня молярна маса суміші кисню і озону дорівнює 36 г/моль. Обчисліть об'ємний склад суміші у відсотках?

В: φ(О₂) = %; φ (О₃) = %;

4.Визначте відносну густину за воднем газової суміші 80% водню і 20% чадного газу.

В: D(Н₂) = 3,6

5.Підводники для дихання використовують «гелієве повітря» - суміш 1 об'єму кисню і 4 об'ємів азоту. Визначити відносну густину цієї суміші за воднем.

В: D(Н₂) = 4,8

6.Змішали 2 л вуглекислого газу і 5 л чадного газу (н.у.). Обчисліть молярну масу утвореної суміші.

В: М_сер.(СO₂ + CO) = 32,6 г/моль

 

5. Розрахунки масових та об'ємних (для газів) часток речовин у суміші.

Необхідно знати:

Склад газових сумішей часто виражають у обємних частках її компонентів або у масових частках.

Масова частка (ώ) – це відношення маси даного газу в суміші до загальної маси суміші. Одиниці вимірювання – частки від одиниці або у відсотках.

M(газу) m(газу)

ώ = --------; ώ = --------- 100%

M(суміші) m(суміші)

Об'ємна частка (ώ) – це відношення об’єму даного газу в суміші до загального об’єму суміші. Одиниці вимірювання – частки від одиниці або у відсотках.

V(газу) V(газу)

φ = --------; φ = --------- 100%

V(суміші) V(суміші)

1.Змішали 11 г вуглекислого газу і 24 г кисню. Виразіть склад одержаної суміші у відсотках за об’ємом.

В: φ(СО₂) = 25%; φ (О₂) = 75%;

2.Змішали 28 л чадного газу і 56 л вуглекислого газу (н.у.). Виразіть склад суміші у відсотках за масою.

В: ώ (СО) = 24%; ώ (СО₂) = 76%;

3.Який об’єм (н.у.) займе суміш, що містить 690 г «бурого газу» і 480 г кисню?

В:V(суміші)=672 л

4.Є газова суміш, у якій масові частки водню і азоту відповідно дорівнюють 35% і 65%. Визначте об'ємні частки газів у суміші.

В: φ (Н₂) = 88%; φ(N₂) = 12%;

5.Є суміш благородних газів, яка складається з однакових об'ємних часток гелію і аргону. Визначте масову частку (у %) кожного із газів у суміші.

В: ώ (Не) = 9%; ώ (Ar) = 91%;

6.Об'ємне співвідношення кисню і азоту в повітрі приблизно складає 1:4. Яке масове співвідношення цих газів?

В: ώ (О₂): ώ (N₂) = 1: 3,5;

 

 

7.Розрахунки за правилом Вант-Гоффа

 

Задачі.

1. Обчисліть, у скільки разів збільшиться швидкість хім..реакції при підвищенні температури від 40 до 70⁰С, якщо температурний коефіцієнт дорівнює 2.

В: збільшиться у 8 разів

Дано: Розв’язання

γ = 2

υ_к. t_к.⁰ – t_п.⁰ υ_к. 70_.⁰ – 40⁰

t _п.⁰ = 40⁰С ---- = γ ¹⁰ ; ---- = 2 ¹⁰

t_к.⁰ = 70⁰С υ_п. υ_п.

V(SО₂) -? υ_к.

------ = 2³ = 8 (разів)

υ_п.

Відповідь: збільшиться у 8

2. Обчисліть температурний коефіцієнт реакції, якщо при 70⁰ вона закінчується за за 64 с, а при 100⁰С – за 8 с.

В: γ = 2.

Дано: Розв’язання

t _п. = 64 с

t _к. = 8 с υ_к. t_к.⁰ – t_п.⁰ υ_к. 70_.⁰ – 40⁰

t _п.⁰ = 70⁰С ---- = γ ¹⁰ ; ---- = 2 ¹⁰

t_к.⁰ = 100⁰С υ_п. υ_п.

Швидкість реакції обернено пропорційно

залежить від часу

γ -? ₁

υ = -----_. Підставляємо у формулу:

t

1

t _к. t_к.⁰ – t_п.⁰ t _{п. . 3} 64 _{3 3}

---- = γ ¹⁰ ; ---- = γ; ---- = γ; 8 = γ

1 _. t _к. 8

t _п.

γ = 2

 

В: γ = 2.

3.Реакція за температури 40^оС перебігає за 180 с при температурному коефіцієнті 3. За скільки часу закінчиться при 60^оС?

В: t = 20 с

4.При охолодженні реакційної суміші від 50^оС до 20^оС швидкість хімічної реакції зменшилася у 27 разів. Визначити температурний коефіцієнт.

В: γ = 3.

5. Обчисліть, у скільки разів зменшиться швидкість хім..реакції при пониженні температури від 100 до 50⁰С, якщо температурний коефіцієнт дорівнює 2.

В: зменшиться у 32 разів.

 

8.Розрахунки на зміщення хімічної рівноваги

 

Задачі.

1. Як зміститься хімічна рівновага оборотної реакції:

N_2(г.) + 3Н_2(г.) ↔ 2NH_3(г) + QкДж

А) при підвищенні тиску;

Б) при пониженні температури;

В) при збільшенні концентрації амоніаку.

В: А) в бік прямої реакції;

Б) в бік прямої раеакції;

В) в бік зворотної реакції.

2. Як зміститься хімічна рівновага оборотної реакції:

SO_2(г.) + 2Н₂S_(г.) ↔ 2H₂O_(г) + S_(тв.) + QкДж

при зменшенні концентрації SO₂

В: А) вправо (прямої реакції);

Б) вліво (зворотної реакції);

В) не зміниться.

3.В якій реакції підвищення тиску в системі приводить до підвищення виходу продуктів реакції:

1. N_2(г) + 3H_2(г) ↔ 2NH_3(г)

2. CaCO_3(тв.) ↔ CaO_(тв.) + CO_2(г)

3. CO_(г) + H₂O_(г) ↔ CO_2(г) + H_2(г)

4. N_2(г) + O_2(г) ↔ 2NO_(г)

3.В якій реакції підвищення тиску не впливає на зміщення хімічної рівноваги:

1. N_2(г) + 3H_2(г) ↔ 2NH_3(г)

2. CaCO_3(тв.) ↔ CaO_(тв.) + CO_2(г)

3. 2CO_(г) + О_2(г) ↔ 2CO_2(г)

4. N_2(г) + O_2(г) ↔ 2NO_(г)

 

9. Знаходження маси, об’єму або кількості речовини реагентів або продуктів реакцій за хімічними рівняннями

 

Задачі:

1. Обчислити масу солі, що утворюється внаслідок реакції нейтралізації 8 г натрій гідроксиду етановою кислотою.

В: m(CH₃COONa) = 16,4 г

2.Обчислити масу натрій гідроксиду потрібну для нейтралізації фенолу кількістю речовини 0,2 моль.

В: m(NaОН) = 8 г

Дано: Розв’язання

0,2 моль х г

С₆Н₅ОН + NaOH = С₆Н₅ОNa + H₂O

ν (С₆ Н₅ОН) = 0,2 моль 1 моль 40 г

0,2•40

х= ------------- = 8 (г)

1

m (Na OH) -?

 

 

Відповідь: m (Na OH) = 8 г.

3. Внаслідок спиртового бродіння глюкози утворився газ об’ємом 5,6 л (н.у.).

Обчислити масу витраченої при цьому глюкози.

В: m(C₆H₁₂O₆) = 22,5 г

4. Внаслідок взаємодії з водою одновалентного металу масою 19,5 виділяється газ об’ємом 5,6 л (н.у.). Визначити цей метал.

В: калій.

5. Який об'єм газу (н.у.) утвориться при взаємодії алюмінію кількістю речовини 0,2 моль з розведеною сульфатною кислотою?

В: V(H₂) = 6,72 л

6. Яка кількість речовиниорганічної сполуки утвориться при взаємодії етанолу кількістю речовни 0,5 моль з натрієм?

В: ν(С₂H₅ОNa) = 0,5 моль

10. Розрахунки за термохімічними ріняннями

Задачі:

1. Обчислити кількість теплоти, що виділяється внаслідок згоряння 1,12 л ацетилену (н.у.), якщо ∆Н = - 1300 кДж

В: Ǫ = + 32,5 кДж

2. Обчислити об’єм амоніаку, що зазнав розкладу, якщо на реакцію витрачено кількість теплоти 462 кДж, а тепловий ефект реакції ∆Н = + 92,4 кДж/моль

В: V(NH₃) = 112 л

3. При утворенні 8,1 г купрум (ІІ) хлориду із простих речовин виділилось 13,4 кДж. Обчислити тепловий ефект реакції (кДж/моль), скласти термохімічне рівняння її.

В: ∆Н = - 223 кДж/моль або -223 кДж

4.При взаємодії 4,2 г заліза із хлором виділилось 20 кДж теплоти. Обчислити тепловий ефект реакції.

В: ∆Н = -533 кДж

5.Тепловий ефект неповного згоряння червоного фосфору дорівнює 500 кДж/моль. Обчисліть кількість теплоти, що виділиться при згорянні 0,25 моль фосфору.

В: = -125 кДж

Дано: Розв’язання

 

0,25моль х кДж

∆Н = - 500 кДж/ моль 4 Р + 3O₂ = 2Р₂О₃ ; ∆Н = -500 кДж/ моль • 4 моль

4 моль

 

ν (Р) = 0,25 моль 0,25• 500 •4

х= ------------------- = 125 (кДж)

4

Q -?

 

 

Відповідь: Q = 125 кДж.