Решение задач на тему: законы химии

Решение задач на тему: законы химии

Задача №1

Сколько молей составляют и сколько молекул содержат 22 г углекислого газа?

Решение. Число молей углекислого газа v легко рассчитать по формуле v = m/М, где т — масса вещества, г; М — молярная масса, г/моль.

Отсюда v = 22 г/44 г/моль = 0,5 моль. Число молекул Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач получим умножением числа молей Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач на постоянную Авогадро:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Ответ. 0,5 моль; Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач молекул.

Задача №2

Рассчитайте, каковы массы, г: а) одной молекулы озона; б) двух атомов аргона.

Решение. а) Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач молекул Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач (1 моль) имеют массу 48 г.

Одна молекула Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач имеет массу х г:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

б) Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач атомов аргона (1 моль) имеют массу 40 г.

Два атома Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач имеют массу Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач г:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Ответ. Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Задача №3

Какой объем при нормальных условиях (н. у.) занимают 1,5 моль метана?

Решение. Одним из следствий закона Авогадро оказывается простая и очень важная формула, применимая при н. у.:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

где V — объем, занимаемый газом при н. у.

Отсюда Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Ответ. 33,6 л.

Задача №4

Рассчитайте среднюю молярную массу воздуха, имеющего следующий объемный состав: 21% Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач 78% Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач 0,5% Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач и 0,5% Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Решение. Так как объемы газов пропорциональны их количествам (закон Авогадро), то среднюю молярную массу смеси можно выражать как через моли, так и через объемы:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Возьмем 1 моль воздуха, тогда Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 0,21 моль, Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 0,78 моль, Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 0,005 моль и Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 0,005 моль. Подставляя эти значения в формулу (**), получаем Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = (0,21 • 32 + 0,78 28 + 0,005 • 40 + 0,005 • 44)/(0,21 + 0,78 + 0,005 + 0,005) = 28,98 г/моль Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач 29 г/моль.

Именно поэтому в многочисленных расчетных задачах, связанных с относительной плотностью газов по воздухуХимия - примеры с решением заданий и выполнением задач всегда подразумевается средняя молярная масса воздуха, равная 29 г/моль.

Ответ. Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 29 г/моль.

Задача №5

Определите формулу химического соединения, если массовые доли (%) составляющих его элементов равны: Н — 1,59, N — 22,22, О — 76,19.

Решение. 1-й способ. Формула соединения в общем виде может быть записана как Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач Для решения задачи необходимо определить значения х, у и z. Для этого следует разделить массовую долю каждого элемента на его относительную атомную массу и найти соотношение между числами атомов Н, N и О в молекуле:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Наименьшее из чисел (1,59) принимаем за единицу и находим отношение:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Оно означает, что в молекуле химического соединения на один атом Водорода приходится один атом Азота и три атома кислорода; следовательно, формула искомого соединения — Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

2-й способ. Допустим, что в 1 моль искомого соединения содержится 1 моль атомов Водорода, масса которого 1 г. Тогда, зная массовое отношение элементов в соединении, можно рассчитать, сколько граммов азота и кислорода приходится на 1 моль водорода.

Расчет для азота: 1 г водорода составляет 1,59%. Следовательно, на 1% приходится в 1,59 раза меньше граммов водорода, т. е. 1/1,59 г, тогда на 22,22% азота приходится масса больше в 22,22 раза:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Расчет для кислорода:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Таким образом, на 1 моль кислорода приходится 1 моль азота и 3 моль кислорода, а поскольку число атомов в моле любого элемента одинаково (и равно Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач — числу Авогадро), следовательно, формула искомого соединения — Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Ответ. Формула соединения — Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Задача №6

Массовая доля фосфора в одном из его оксидов равна 43,7%. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 9,8. Установите молекулярную формулу оксида.

Решение. 1-й способ. Действуя так же, как и в предыдущей задаче, можно найти относительные количества элементов и определить простейшую формулу оксида:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Простейшая формула оксида — Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач Молярная масса оксида равна Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 9,8 • 29 = 284 г/моль. Простейшей формуле соответствует молярная масса 2 • 31 + 5 • 16 = 142 г/моль. Следовательно, истинная формула оксида равна простейшей формуле, умноженной на 2, т. е. Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

2-й способ. Возьмем 1 моль оксида, масса которого равна 9,8 • 29 = 284 г, и найдем число молей фосфора и кислорода:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

В 1 моль оксида фосфора содержится 4 моль фосфора и 10 моль кислорода. Это означает, что формула оксида — Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Ответ. Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Задача №7

Имеется два сосуда, заполненных смесями газов: а) Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач; б) Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач Как изменится давление в сосудах при пропускании через эти смеси электрической искры?

Решение. При пропускании искры газы реагируют по уравнениям:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Из уравнения (1) видно, что 1 моль водорода и 1 моль хлора образуют 2 моль хлороводорода. Следовательно, количество вещества (в молях) газа после реакции (1) остается без изменения, объем газовой смеси также не меняется, поэтому и давление в сосуде не изменится.

Количество вещества газа после окончания реакции (2) уменьшается в 1,5 раза; следовательно, уменьшается и давление. В условии задачи намеренно не оговорено, приводится ли смесь к нормальным условиям или нет. Для ответа на поставленный вопрос это несущественно: допустим, что смесь останется при высокой температуре, тогда образовавшаяся вода будет находиться в парообразном состоянии и давление после реакции уменьшится для стехиометрической смеси в 1,5 раза; если же смесь будет приведена к нормальным условиям, давление еще более уменьшится за счет конденсации воды.

Ответ. а) Давление не изменится; б) давление уменьшится.

Задача №8

При нормальных условиях 12 л газовой смеси, состоящей из аммиака и оксида углерода (IV), имеют массу 18 г. Сколько литров каждого из газов содержит смесь?

Решение. Пусть Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Массы газов равны:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Составим систему уравнений:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Решая систему, находим: х = 4,62 л, у = 7,38 л.

Ответ. 4,62 л Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач 7,38 л Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Задача №9

Сколько граммов воды образуется при реакции 4 г водорода с 48 г кислорода?

Решение. Запишем уравнение реакции:

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

В том случае, если количества реагирующих веществ не соответствуют отношению стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции, расчет необходимо проводить по тому веществу, которое находится в недостатке и первым заканчивается в результате реакции. При определении «избытка-недостатка» необходимо учитывать коэффициенты в уравнении реакции.

Найдем количества исходных веществ: Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 4,0/2 = 2,0 моль, Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 48/32 = 1,5 моль. Хотя количество водорода больше, чем кислорода, тем не менее водород находится в относительном недостатке, так как для реакции с 1,5 моль кислорода необходимо 1,5-2 = 3,0 моль водорода, а у нас есть всего лишь 2 моль. Таким образом, расчет количества воды в данном случае надо вести по водороду: Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 2,0 моль; Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 2,0 • 18 = 36 г.

Ответ. 36 г Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Задача №10

При взаимодействии 0,91 г некоторого металла с раствором соляной кислоты выделилось 0,314 л водорода. Определите этот металл.

Решение. Для решения удобно воспользоваться законом эквивалентов: элементы соединяются друг с другом и замещают один другого в количествах, пропорциональных их эквивалентам.

Согласно закону эквивалентов можно записать

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

где Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач — масса металла и масса замещенного водорода соответственно; Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач — эквиваленты металла и водорода соответственно. Учитывая условия задачи, запишем

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

Эквивалент элемента Э, валентность элемента В и его атомная масса связаны между собой соотношением Э = А/В. Предположим, что валентность искомого металла равна 1, тогда его атомная масса равна А = 32,5. Металла с такой атомной массой не существует. Предполагая последовательно, что валентность металла равна 2, 3 и т. д., находим, что искомым металлом является цинк с атомной массой А = 65, который является двухвалентным.

Заметим, что если бы в условии задачи было указано, что металл является двухвалентным в образуемом соединении, то задачу можно решить и другим, более «традиционным» способом. Для этого нужно записать уравнение реакции между искомым металлом и кислотой

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

По условию задачи,

Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач

отсюда Химия - примеры с решением заданий и выполнением задач = 65.

Ответ. Цинк.

Справочник для школьников
Подписаться
Уведомить о
0 комментариев
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии