Расчеты по химическим формулам
 Скачать 39.88 Kb.
|
|
Решение расчетных задач Тема: Расчеты по химическим формулам Задача №1. Определить массу бертолетовой соли, необходимой для получения 2,5 моль кислорода. Дано: Решение: n(O2) = 2,5 моль M(KClO3)= 39+35,5+16*3=122,5 г/моль. m(KClO3)=? 1) Расчет по уравнению реакции t 2KClO3 2KCl + 3O2 2моль 3 моль По уравнению: 2 моль:2 моль По условию: х моль:2,5 моль 2моль 3 моль 2 моль* 2,5 моль х моль = 2,5 моль , х= 3 моль = 1,7 моль m(KClO3) n(KClO3) = M (KclO3) ; m(KClO3)=n(KClO3)*M (KclO3)= = 1,7 моль*122,5 г/моль= 208,3 г. Ответ: m(KClO3)=208,3 г. Задача №2. Какое количество вещества меди образуется при восстановлении водородом 16 г оксида меди (Ⅱ) Дано: Решение: m(CuO)= 16г 1) определить количество данного вещества n(Cu)=? m(CuO) 16 г n(CuО) = М(CuO) = 80 г/моль = 0,2 моль М(CuO)= 64+16=80 г/моль 2) расчет по уравнению реакции t CuO+H2 → Cu+ H2O по уравнению: 1 моль (CuO) : 1 моль (Cu) по условию: 0,2 моль (CuO) : х моль (Cu) 0,2 моль*1 моль х= 1 моль = 0,2 моль Ответ: n(Cu) = 0,2 моль. Тема: Расчеты по уравнениям химической реакции. Задача №1. В тигле сожгли порошок магния, в результате реакции масса тигля уыеличилась на 0,4 г. Сколько граммов оксида магния образовалось в результате реакции? Сколько граммов магния подверглось окислению? Дано: Решение: ∆m =0,4 г 2 Mg+ O2 = 2 MgO m(MgO)=? Из уравнения видно, что изменение массы магния происходит за счет его m(Mg) - ? соединения с кислородом. Поэтому ∆m = m(O2) = 0,4 г. 1 способ: у г 0,4 г х г 2 Mg+ O2 = 2 MgO 2 моль 1 моль 2 моль M(Mg) = 24 г/моль M(O2)=32 г/моль M(MgO)=24+16=40 г/моль m(Mg)=n*M =48 г m(O2)=32 г m(MgO)=n*M=80 г у г 0,4 г х г 48 г = 32 г = 80 г у=0,6 г; х = 1 г или х=0,6+0,4=1 г. 2 способ: 2 Mg+ O2 = 2 MgO 2 моль 1 моль 2 моль M(Mg) = 24 г/моль n(O2)= m:M = 0,4г : 32 г/моль = 0,0125 моль n(Mg)=n(MgO)=0,025 моль M(MgO)=24+16=40 г/моль m(MgO)=n*M=0,025 моль*40 г/моль= 1г m(Mg)=0,025 моль*24 г/моль=0,6г Ответ: m(MgO)=1г, m(Mg)= 0,6г Тема: Закон Авогадро и следствия из него. Количество вещества, молярный объем. Задача№1 Плотность по водороду пропан-бутановой смеси равна 23,5. Чему равен состав смеси (% объемн.) пропана и бутана? Дано: Решение: D(H2)(C3H8+C4H10)=23,5 1) M(смеси)=DH2 (смеси)*M(H2) = 23,5 * 2г/моль=47 г/моль φ (C3H8) -? 2) Пусть n(C3H8) = x моль, тогда n(C4H10) = (1-х) моль φ (C4H10) -? 3) Составляем уравнение: М(C3H8) * n(C3H8) + М(C4H10) * n(C4H10) = M(смеси) 44*х+58*(1-х)=47 => х = 0,786 => n(C3H8) = 0,786 моль n(C4H10) = 1-0,786=0,214 моль 4) Согласно следствию из закона Авогадро, отношение объемов двух газов равно отношению их количеств веществ, поэтому: V(газа) / V(смеси) = n(газа) / n(смеси) => φ (C3H8)= n(C3H8) / n(C3H8)=0,786/1=0,786, или 78,6% φ (C4H10)=1-φ (C3H8)=1-0,786=0,214, или 21,4% Ответ: φ (C3H8)=78,6%, φ (C4H10)=21,4% Задача№2. Вычислить объем водорода, необходимый для синтеза аммиака, если в реакцию вступает 89,6 л азота. Дано: Решение: V (N2)=89,6 л 1. определить количество данного вещества V(H2) = ? Vm=22,4 л/моль 89,6x n(N2)=V (N2): Vm= 22,4х/моль = 4 моль 2. расчет по уравнению реакции: N2 + 3H2 →← 2 NH3 по уравнению: 1 моль:3 моль по условию: 4 моль:х моль 1 моль:4 моль=3 моль:х моль х(H2)=12 моль V(H2) = n(N2)* Vm=12моль*22,4 л/моль=268,8 л Ответ: V(H2)= 268,8 л. Тема: Расчеты по уравнениям реакции, если реагенты содержат примеси, если известен выход одного из продуктов реакции. Расчеты по термохимическим уравнениям. Задача№1 Определите количество вещества оксида углерода (IV), образовавшегося при разложении известняка массой 512,8 г. Массовая доля примесий в известняке составляет 22%. Дано: Решение: m(известн.)=512,8г m(известн.)=m(CaCO3,пр)=512 г Ѡ(пр.)=22%=0,22 Ѡ(пр.)=m(прим) : m(CaCO3,пр), откуда n(CO2) = ? m(прим)=Ѡ(пр.)*m(CaCO3,пр)=0,22*512,8 г=112,8 г m(CaCO3) = m(CaCO3,прим) -m(прим)=512,8-112,8=400г n(CaCO3) = m(CaCO3) : M(CaCO3) = 400г : 100 г/моль=4 моль M(CaCO3) = 40+12+16*3=100г/моль Расчет по уравнению реакции t CaCO3 → CaO+CO2 по уравнению: 1 моль(CaCO3):1 моль(CO2) по условию: 4 моль:х моль 1 моль:4 моль=1 моль:х моль х(CO2)=4 моль Ответ: n(CO2)=4 моль Задача№2. Определить массу нитробензола, вступившего в реакцию с водородом, если в результате получили 116,5 г анилина. Выход продукта составляет 80% от теоретически возможного. Дано: Решение: mпр (С6H5NH2)=116,5 г 1. определим теоретическую массу анилина. W(С6H5NH2)=80%=0,8 W(С6H5NH2)=mпр (С6H5NH2) : mтеор(С6H5NH2) m(C6H5NO2)-? mтеор(С6H5NH2)=mпр (С6H5NH2) : W(С6H5NH2)=116,5г:0,8=145,6г
М(С6H5NH2)=12*6+5+14+2=93г/моль kat 3 C6H5NO2 + 3H2 → С6H5NH2 +2H2O по уравнению: 1 моль(C6H5NO2):1 моль (С6H5NH2) по условию: х:1,6 моль 1 моль:х=1 моль:1,6 моль х=1,6 моль. n(С6H5NO2)=1,6 моль
М(С6H5NО2)=12*6+5+14+16*2=123г/моль m(C6H5NO2)=n(С6H5NO2)*М(С6H5NО2)=1,6 * 123 = 196,8г Ответ: m(C6H5NO2)=196,8г. Задача№3. Определить объем газа, выделившийся при обжиге 312,5г известняка, содержащего 20% примесей. Дано: Решение: m(известн.)= 1. определить m(прим.) = m(CaCO3,пр) =312,5г Ѡ(прим.)=m(прим.):m(CaCO3,пр)= Ѡ(прим.)=20% = 0,2 m(прим.)=m(CaCO3,пр)* Ѡ(прим.) V(газа)=V(CO2) = ? m(прим.)=312,5г*0,2=62,5г m(CaCO3) =m(CaCO3,пр)-m(прим.)=312,5г-62,5г=250г n (CaCO3)= m(CaCO3):M(CaCO3) M(CaCO3)= 40+12+16*3=100г/моль n (CaCO3)= 250г:100г/моль=2,5 моль V(CO2) по уравнению: t CaCO3 → CaO+CO2 1 моль 1 моль по условию: 2,5 моль х n(CO2)=2,5 моль V(CO2)= n(CO2)* Vm, Vm=22,4л/моль V(CO2)=2,5 моль*22,4 л/моль=56л Ответ:V(CO2)=56л Задача№4. Определить тепловой эффект реакции образования воды, если при взаимодействии 112 л водорода (н.у.) выделилось 1430 кДж теплоты. Дано: Решение V(H2) = 112 л n(H2) = V(H2):Vm, Vm=22,4 л/моль Ԛ=1430 кДж n(H2)=112 л:22,4 л/моль=5 моль Ԛ=? 2H2 +O2 →2H2O+Ԛ по уравнению: 2 моль Ԛ кДж по условию: 5 моль 1430 кДж 2 моль :5 моль =Ԛ:1430 кДж Ԛ=572 кДж Ответ Ԛ=572 кДж Контроль знанй и умений. Задача: Определите массовую долю примеси речного песка в порошке мела (CaCO3), если в результате обработки 2 г загрязненного мела избытком азотной кислоты образовалось 224 мл углекислого газа(н.у.) Дано: Решение m(CaCO3,пр)=2г 0,01моль 0,01моль V(CO2)=224 мл=0,224л CaCO3 + 2HNO3=Ca(NO3)2 + H2O + CO2 Ѡ(прим.)(%) =? 1 моль 1 моль n(CO2)=V:Vm=0,224л:22,4л/моль=0,01 моль=n(CaCO3) M(CaCO3)=100г/моль m(CaCO3)=n*M=0,01*100г=1г m(прим.)=2-1=1г Ѡ(прим.)= m(прим.):m(CaCO3,пр)=0,5 Ѡ(прим.) (%) =50% Ответ Ѡ(прим.)(%) =50% Тема: Способы выражения концентрации раствора. Задачи на приготовление растворов. Задача№1. В 212,4мл 12%-ного раствора едкого натра (ρ =1,13 г/мл) опустили 23 г натрия. Найти массовую долю щелочи в полученном растворе после окончании реакции. Дано: Решение Vр-ра (NaOH)=212,4мл 2Na + 2H2O=2NaOH + H2 Ѡ1 (NaOH)=12% mр-ра = V*ρ = 212,4мл*1,13 г/мл=240г m(Na)=23 г m1 (NaOH)= Ѡ1* mр-ра =0,12*240г=28,8г ρ(NaOH) =1,13 г/мл n(Na)=m:M=23г:23г/моль=1 моль Ѡ2 (NaOH)-? n(Na)=n(NaOH)=1 моль m(NaOH)=n*M=40г mобщ (NaOH)= m1+m2 =28,8г+49г=68,8г n(H2) : n(Na) = 1:2 = n(H2)=0,5моль m2р-ра =m1 р-ра+m(Na) - m(H2)=240г+23г-1г=262г Ѡ2 (NaOH) = mобщ (NaOH): m2р-ра=68,8г:262г=0,2626, 26,26% Ответ Ѡ2 (NaOH)=26,26% Задача№2 Чтобы получить 8%-ный раствор, в 820 г 5%-ного раствора сернистой кислоты нужно растворить сернистый газ(н.у.). Найти объем сернистого газа Дано: Решение Ѡ1 (H2SO3)=5% SO2+H2O=H2SO3 Ѡ2 (H2SO3) =8% m (H2SO3)=Ѡ*m(р-ра)=0,05*820г=41г m1 р-ра= 820г Масса добавленного сернистого газа равна х г, тогда V(SO2)=? n(SO2)=m:M=x:64(моль) n(SO2)=n(H2SO3)= x:64 m(H2SO3)=n*M=(x:64)*82=1,28x 41+1,28х 820+х г Ѡ =m(H2SO3):m(р-ра) 0,8=(41+1,28х):(820+х)=> x=20,5г V(SO2)=m*Vm:M=20,5г*22,4л/моль:64 г моль=7,17л Ответ V(SO2)=7,17л Задача№3 Сколько (г) английской соли MgSO4*7H2O необходимо добавить к 225 г 12% ного раствора сульфата магния, чтобы получить в итоге 30% расвор MgSO4 ? Дано: Решение mp (MgSO4)=225г mp 2 = mp + ∆m2 (MgSO4*7H2O) Ѡ (MgSO4)=0,12 mв 2 = mв + ∆m1(MgSO4) Ѡ2 (MgSO4)=0,3 n (MgSO4)= n(MgSO4*7H2O)= х моль ∆m (MgSO4*7H2O)-? m(MgSO4)=mp * Ѡ=225г*0,12 =27г Ѡ2 = mв 2 : mp 2 ; 0,3=27г+120*х:225г+246*х х=0,877 моль ∆ m= 246x=246*0,877=215,65г Ответ ∆ m= 215,65г Проверочная работа Задача№1 Сколько мл воды нужно добавить к 60 мл 10% ного раствора гидроксида натрия, чтобы получить 4%ный раствор? Дано: Решение V(р-ра NaON) =60 мл 1.m(р-ра) =ρ(р-ра) * V(р-ра) =1,109г/мл*60мл==66,54г ρ(р-ра NaON)=1,109 г/мл 2. m (NaOH)=Ѡ1*m(р-ра NaON)= 0,1*66,54г=6,654г Ѡ1 (NaOH)=10% или 0,1 3. m2 (р-ра NaON)=m(NaOH):Ѡ2=6,654г:0,04=166,35г Ѡ2 (NaOH)=4% или 0,04 4. m(H2O)=166,35г-66,7г=99,61г V(H2O)-? 5. V(H2O)= m:ρ=99,61мл Ответ V(H2O)=99,61мл Тема: Вывод химических формул веществ различными способами. Задача№1 Образец оксида железа массой 48г восстановили водородом до металла. Объем водорода, израсходованный на восстановление, равен 20,16 л(н.у.). Найти формулу исходного оксида. Дано: Решение m(окс)=48г FexOy+yH2=xFe+yH2O V(H2)=20,16 л n(H2)=V(H2):Vm=20,16 л:22,4 л/моль=0,9 моль формула оксида-? n(H2)= n(O)=0,9 моль m (O)= n(O)*M(O)=0,9моль*16г/моль=14,4г m(Fe)=m( FexOy) - m (O)= 48г-14,4г=33,6г n(Fe)= m(Fe):M(Fe)=33,6г:50 г/моль=0,6 моль х:у= n(Fe):n(O)=0,6 моль:0,9моль=1:1,5=2:3 Fe2О3 Ответ Fe2О3 Задача№2.При сжигании 6,9 г газа, плотность которого (н.у) 2,054г/л, получено 13,2 г оксида углерода (IV ) и 8,1 г воды. Найдите формулу вещества. Дано: Решение y m(газа)=6,9г СxHyOz+O2 =xCO2+ 2 H2O ρ(газа)=2,054г/л n(CO2)=m(CO2):M(CO2)=13,2г:44г/моль=0,3 моль m(CO2)=13,2 г n(C)= n(CO2)=0,3 моль m(H2O)=8,1г m(C)= n(C)*M(C)=0,3моль*12г/моль=3,6г формула? n(H2O)= m(H2O):M(H2O)=8,1г:18г/моль=0,45моль n(H)=2n(H2O)=2*0,45 моль=0,9 моль m(H)= n(H)*M(H)= 0,9 моль* 1 г/моль=0,9 г m(O)=m(СxHyOz)- m(С)-m(H)= 6,9г-3,6г-0,9=2,4г n(O)= m(O):M(O)=2,4г:16г/моль=0,15 моль x:y:z=n(С): n(H):n(O)=0,3:0,9:0,15=2:6:1 С2H6O Найдем молекулярную формулу соединения М(С2H6O)=Vm*ρ(С2H6O)=22,4 л/моль*2,054г/л=46г/моль Этой формуле соответствует два вещества: этиловый спирт (CH3CH3OH) и диметиловый эфир(СH3OCH3). Учитывая, что исходное вещество при н.у. Является газом, его структурная формула СH3OCH3 — диметиловый эфир Ответ СH3OCH3 Задача№3. При горении 24,0 г некоторого органического вещества образовалось 28,8 г воды и 26,88 л(н.у) углекислого газа. Определите молекулярную формулу органического вещества. Дано: Решение СxHyOz n(H2O)=m(H2O):M(H2O)=28,8г:18г/моль=1,6 моль m(H2O)=28,8г M(H2O)=1*2+16=18г/моль V(CO2)=26,88г n(CO2)=V(CO2):Vm=26,88г:22,4л/моль=1,2моль m(СxHyOz)=24г n(H)=2n(H2O)=2*1,6=3,2моль x,y,z-? n(C)= n(CO2)=1,2 моль m(C)= n(C)*M(C)=1,2моль*12г/моль=14,4г m(H)= n(H)*M(H)=3,2моль*1г/моль=3,2г m(O)=m(СxHyOz)- m(С)-m(H)=24,0-14,4-3,2=6,4г n(O)= m(O):M(O)=6,4г:16г/моль=0,4 моль x:y:z=n(С): n(H):n(O)=1,2:3,2:0,4 x:y:z=1,2:0,4:3,2:0,4:0,4:0,4=3:8:1 C3H8O Ответ C3H8O Тема: Вычисление количественного состава смесей Задача№1 При сгорании смеси метана и бутана образуется 47,04л (н.у) углекислого газа и 54 г воды. Вычислить массу смеси. Дано: Решение V(CO2)=47,04 л 1) CH4+2O2=CO2+2H2O m(H2O)=54г 2) 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O m(смеси)=? n(CO2)=V(CO2):Vm=47,07л:22,4л/моль=2,1моль n(H2O)=V(H2O):M(H2O)=54г:18г/моль=3 моль Пусть n(CO2)1 -х моль n(CO2)2 - (2,1-х) моль n(H2O) 1 = 2* n(CO2)1 = 2х моль n(H2O) 2 =5/4(CO2)2 = (2,1-х)*5/4моль 2х+(2,1-х)*5/4=3 х=0,5 моль n(CH4) =n(CO2)=0,5 моль m(CH4) =0,5 моль*16г/моль=8г n(C4H10)= n(CO2)2:4 = (2,1-5):4= 0,4 моль m(C4H10)=n(C4H10)*M(C4H10)=0,4 моль*58г/моль=23,2г m(смеси)=m(CH4)+ m(C4H10)=8г+23,2г=31,2г Ответ m(смеси)=31,2г Задача№2. Смесь метана и хлора объемом 21,28л (н.у) облучали рассеяным светом, при этом произошло исчерпывающие хлорирование метана, и объем газообразных продуктов по окончании реакции уменьшился на 3,36л (н.у). Вычислить массовую долю метана в исходной смеси. Дано: Решение V(смеси)=21,28л CH4(г) +4 Сl2(г) → Сl4(ж) + 4HСl(г) V(прод)=3,36л V(смеси)=V(CH4)+ V(Сl2); а V(Сl2)=V(HСl) V(CH4)=3,36л, V(Сl2)=V(смеси)-V(CH4)= =21,28л-3,36л17,92л Ѡ(CH4)-? n(CH4)= V(CH4):Vm=3,36л:22,4л/моль=0,15 моль m(CH4)= n(CH4):M (CH4)= 0,15 моль*16г/моль=2,4г n(Сl2)= V(Сl2):Vm=17,92л:22,4л/моль=0,8моль m(Сl2)= n(Сl2):M(Сl2)=0,8моль*71г/моль=56,8г. m(смеси)= m(CH4)+m(Сl2)=2,4г+56,8г=59,2г Ѡ(CH4)= m(CH4) : m(смеси)*100%=2,4г:59,2г*100%=4% Ответ:= Ѡ(CH4)=4% Зачетный урок. Задача№1. Для обработки 6г смеси меди и магния до прекращения выделения газа потребовалось 139,5 мл 10%ного раствора соляной кислоты с плотностью 1,047 г/мл. Определить массы металлов в смеси и их массовые доли. Дано: Решение m(Cu,Mg)=6г Cu+ HСl≠ V(р-ра Hcl) =139,5 мл 0,2 моль 0,4 моль Ѡ(HCl)=10% Mg + 2 HСl = MgCl2 + H2 ρ (р-ра Hcl) =1,047 г/мл 1 моль 2 моль m(Cu)=? m(Mg)=? n(HCl)= Ѡ*V(р-ра) * ρ / M(HCl), M(HCl)=36,5г/моль Ѡ(Cu)=? n(HCl)=0,1*139,5 мл*1,047г/моль:36,5г/моль=0,4 моль Ѡ(Mg)=? n(Mg)=0,2 моль М(Mg)=24г/моль m(Mg) = n *М = 0,2 моль*24г/моль=4,8г m(Cu)=6-4,8=1,2г Ѡ(Mg) = m(Mg): m(смеси)=4,8:6=0,8 или 80% Ѡ(Cu) =1-0,8=0,2 или 20% Ответ m(Mg) =4,8г m(Cu)=1,2г Ѡ(Mg) =80% Ѡ(Cu) =20% |