Разделы сайта
Выбор редакции:
- Что такое материя и антиматерия?
- Африка полезные ископаемые
- Макс вебер направление или теория
- Десятичные дроби, определения, запись, примеры, действия с десятичными дробями Дроби десятичные числа простоты
- Презентции на тему афганистан, афганская война, скачать бесплатно к классному часу
- Евгений белаш мифы первой мировой
- Что помешало спасти "титаник"
- Конкурсы Английские конкурсы для детей
- Литературно-музыкальная композиция «Есть такая профессия — Родину защищать
- Городской открытый августовский педагогический совет Тематика проведения педсоветов в году
Реклама
Химия на 5. Задача С5 на ЕГЭ по химии. Определение формул органических веществ. Расчеты по химическим уравнениям |
Мы обсудили общий алгоритм решения задачи №35 (С5). Пришло время разобрать конкретные примеры и предложить вам подборку задач для самостоятельного решения. Пример 2 . На полное гидрирование 5,4 г некоторого алкина расходуется 4,48 л водорода (н. у.) Определите молекулярную формулу данного алкина. Решение . Будем действовать в соответствии с общим планом. Пусть молекула неизвестного алкина содержит n атомов углерода. Общая формула гомологического ряда C n H 2n-2 . Гидрирование алкинов протекает в соответствии с уравнением: C n H 2n-2 + 2Н 2 = C n H 2n+2 . Количество вступившего в реакцию водорода можно найти по формуле n = V/Vm. В данном случае n = 4,48/22,4 = 0,2 моль. Уравнение показывает, что 1 моль алкина присоединяет 2 моль водорода (напомним, что в условии задачи идет речь о полном гидрировании), следовательно, n(C n H 2n-2) = 0,1 моль. По массе и количеству алкина находим его молярную массу: М(C n H 2n-2) = m(масса)/n(количество) = 5,4/0,1 = 54 (г/моль). Относительная молекулярная масса алкина складывается из n атомных масс углерода и 2n-2 атомных масс водорода. Получаем уравнение: 12n + 2n - 2 = 54. Решаем линейное уравнение, получаем: n = 4. Формула алкина: C 4 H 6 . Ответ : C 4 H 6 . Хотелось бы обратить внимание на один существенный момент: молекулярной формуле C 4 H 6 соответствует несколько изомеров, в т. ч., два алкина (бутин-1 и бутин-2). Опираясь на данные задачи, мы не сможем однозначно установить структурную формулу исследуемого вещества. Впрочем, в данном случае этого и не требуется! Пример 3 . При сгорании 112 л (н. у.) неизвестного циклоалкана в избытке кислорода образуется 336 л СО 2 . Установите структурную формулу циклоалкана. Решение . Общая формула гомологического ряда циклоалканов: С n H 2n . При полном сгорании циклоалканов, как и при горении любых углеводородов, образуются углекислый газ и вода: C n H 2n + 1,5n O 2 = n CO 2 + n H 2 O. Обратите внимание: коэффициенты в уравнении реакции в данном случае зависят от n! В ходе реакции образовалось 336/22,4 = 15 моль углекислого газа. В реакцию вступило 112/22,4 = 5 моль углеводорода. Дальнейшие рассуждения очевидны: если на 5 моль циклоалкана образуется 15 моль CO 2 , то на 5 молекул углеводорода образуется 15 молекул углекислого газа, т. е., одна молекула циклоалкана дает 3 молекулы CO 2 . Поскольку каждая молекула оксида углерода (IV) содержит по одному атому углерода, можно сделать вывод: в одной молекуле циклоалкана содержится 3 атома углерода. Вывод: n = 3, формула циклоалкана - С 3 Н 6 . Как видите, решение этой задачи не "вписывается" в общий алгоритм. Мы не искали здесь молярную массу соединения, не составляли никакого уравнения. По формальным критериям этот пример не похож на стандартную задачу С5. Но выше я уже подчеркивал, что важно не вызубрить алгоритм, а понимать СМЫСЛ производимых действий. Если вы понимаете смысл, вы сами сможете на ЕГЭ внести изменения в общую схему, выбрать наиболее рациональный путь решения. В этом примере присутствует еще одна "странность": необходимо найти не только молекулярную, но и структурную формулу соединения. В предыдущей задаче нам этого сделать не удалось, а в данном примере - пожалуйста! Дело в том, что формуле С 3 Н 6 соответствует всего один изомер - циклопропан. Ответ : циклопропан. Пример 4 . 116 г некоторого предельного альдегида нагревали длительное время с аммиачным раствором оксида серебра. В ходе реакции образовалось 432 г металлического серебра. Установите молекулярную формулу альдегида. Решение . Общая формула гомологического ряда предельных альдегидов: C n H 2n+1 COH. Альдегиды легко окисляются до карбоновых кислот, в частности, под действием аммиачного раствора оксида серебра: C n H 2n+1 COH + Ag 2 O = C n H 2n+1 COOH + 2Ag. Примечание. В действительности, реакция описывается более сложным уравнением. При добавлении Ag 2 O к водному раствору аммиака образуется комплексное соединение OH - гидроксид диамминсеребра. Именно это соединение и выступает в роли окислителя. В ходе реакции образуется аммонийная соль карбоновой кислоты: C n H 2n+1 COH + 2OH = C n H 2n+1 COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O. Еще один важный момент! Окисление формальдегида (HCOH) не описывается приведенным уравнением. При взаимодействии НСОН с аммиачным раствором оксида серебра выделяется 4 моль Ag на 1 моль альдегида: НCOH + 2Ag 2 O = CO 2 + H 2 O + 4Ag. Будьте осторожны, решая задачи, связанные с окислением карбонильных соединений! Вернемся к нашему примеру. По массе выделившегося серебра можно найти количество данного металла: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (моль). В соответствии с уравнением, на 1 моль альдегида образуется 2 моль серебра, следовательно, n(альдегида) = 0,5n(Ag) = 0,5*4 = 2 моль. Молярная масса альдегида = 116/2 = 58 г/моль. Дальнейшие действия попробуйте проделать самостоятельно: необходимо составить уравнение решить его и сделать выводы. Ответ : C 2 H 5 COH. Пример 5 . При взаимодействии 3,1 г некоторого первичного амина с достаточным количеством HBr образуется 11,2 г соли. Установите формулу амина. Решение . Первичные амины (С n H 2n+1 NH 2) при взаимодействии с кислотами образуют соли алкиламмония: С n H 2n+1 NH 2 + HBr = [С n H 2n+1 NH 3 ] + Br - . К сожалению, по массе амина и образовавшейся соли мы не сможем найти их количества (поскольку неизвестны молярные массы). Пойдем по другому пути. Вспомним закон сохранения массы: m(амина) + m(HBr) = m(соли), следовательно, m(HBr) = m(соли) - m(амина) = 11,2 - 3,1 = 8,1. Обратите внимание на этот прием, весьма часто используемый при решении C 5. Если даже масса реагента не дана в явной форме в условии задачи, можно попытаться найти ее по массам других соединений. Итак, мы вернулись в русло стандартного алгоритма. По массе бромоводорода находим количество, n(HBr) = n(амина), M(амина) = 31 г/моль. Ответ : CH 3 NH 2 . Пример 6 . Некоторое количество алкена Х при взаимодействии с избытком хлора образует 11,3 г дихлорида, а при реакции с избытком брома - 20,2 г дибромида. Определите молекулярную формулу Х. Решение . Алкены присоединяют хлор и бром с образованием дигалогенпроизводных: С n H 2n + Cl 2 = С n H 2n Cl 2 , С n H 2n + Br 2 = С n H 2n Br 2 . Бессмысленно в данной задаче пытаться найти количество дихлорида или дибромида (неизвестны их молярные массы) или количества хлора или брома (неизвестны их массы). Используем один нестандартный прием. Молярная масса С n H 2n Cl 2 равна 12n + 2n + 71 = 14n + 71. М(С n H 2n Br 2) = 14n + 160. Массы дигалогенидов также известны. Можно найти количества полученных веществ: n(С n H 2n Cl 2) = m/M = 11,3/(14n + 71). n(С n H 2n Br 2) = 20,2/(14n + 160). По условию, количество дихлорида равно количеству дибромида. Этот факт дает нам возможность составить уравнение: 11,3/(14n + 71) = 20,2/(14n + 160). Данное уравнение имеет единственное решение: n = 3. Ответ : C 3 H 6 В финальной части предлагаю вам подборку задач вида С5 разной сложности. Попробуйте решить их самостоятельно - это будет отличной тренировкой перед сдачей ЕГЭ по химии! В своей практике, я часто сталкиваюсь с проблемой при обучении решению задач по химии. Одно из сложных заданий в заданиях ЕГЭ стало и задание С 5. Приведу несколько примеров: Пример 1. Определить формулу вещества, если оно содержит 84,21% углерода и 15,79% водорода, и имеет относительную плотность по воздуху, равную 3,93. Решение: 1. Пусть масса вещества равна 100 г. Тогда масса С будет равна 84,21 г, а масса Н - 15,79 г. 2. Найдём количество вещества каждого атома: n(C) = m / M = 84,21 / 12 = 7,0175 моль, n(H) = 15,79 / 1 = 15,79 моль. 3. Определяем мольное соотношение атомов С и Н: С: Н = 7,0175: 15,79 (сократим оба числа на меньшее) = 1: 2,25 (домножим на 4) = 4: 9. Таким образом, простейшая формула - С 4 Н 9 . 4. По относительной плотности рассчитаем молярную массу: М = D(возд.) 29 = 114 г/моль. 5. Молярная масса, соответствующая простейшей формуле С 4 Н 9 - 57 г/моль, это в 2 раза меньше истинно молярной массы. Значит, истинная формула - С 8 Н 18 . Пример 2. Определить формулу алкина с плотностью 2,41 г/л при нормальных условиях. Решение: 1. Общая формула алкина С n H 2n−2 2. Плотность ρ - это масса 1 литра газа при нормальных условиях.Так как 1 моль вещества занимает объём 22,4 л, то необходимо узнать, сколько весят 22,4 л такого газа: M = (плотность ρ) (молярный объём V m) = 2,41 г/л 22,4 л/моль = 54 г/моль. 14 n − 2 = 54, n = 4. Значит, алкин имеет формулу С 4 Н 6 . Ответ: С 4 Н 6 . Пример 3. Относительная плотность паров органического соединения по азоту равна 2. При сжигании 9,8 г этого соединения образуется 15,68 л углекислого газа (н. у) и 12,6 г воды. Выведите молекулярную формулу органического соединения. Решение: 1. Так как вещество при сгорании превращается в углекислый газ и воду, значит, оно состоит из атомов С, Н и, возможно, О. Поэтому его общую формулу можно записать как СхНуОz. 2. Схему реакции сгорания мы можем записать (без расстановки коэффициентов): СхНуОz + О 2 → CO 2 + H 2 O 3. Весь углерод из исходного вещества переходит в углекислый газ, а весь водород - в воду. Находим количества веществ CO 2 и H 2 O, и определяем, сколько моль атомов С и Н в них содержится: а) n(CO 2) = V / V m = 15,68 / 22,4 = 0,7 моль. (На одну молекулу CO 2 приходится один атом С, значит, углерода столько же моль, сколько и CO 2 . n(C) = 0,7 моль) б) n(Н 2 О) = m / M = 12,6 / 18 = 0,7 моль. (В одной молекуле воды содержатся два атома Н, значит количество водорода в два раза больше, чем воды. n(H) = 0,7 2 = 1,4 моль) 4. Проверяем наличие в веществе кислорода. Для этого из массы всего исходного вещества надо вычесть массы С и Н. m(C) = 0,7 12 = 8,4 г, m(H) = 1,4 1 = 1,4 г Масса всего вещества 9,8 г. m(O) = 9,8 − 8,4 − 1,4 = 0, т.е. в данном веществе нет атомов кислорода. 5. Поиск простейшей и истинной формул. С: Н = 0,7: 1,4 = 1: 2. Простейшая формула СН 2 . 6. Истинную молярную массу ищем по относительной плотности газа по азоту (не забыть, что азот состоит из двухатомных молекул N 2 и его молярная масса 28 г/моль): M ист. = D(N 2) M(N 2) = 2 28 = 56 г/моль. Истиная формула СН 2 , её молярная масса 14. 56 / 14 = 4. Истинная формула: (СН 2) 4 = С 4 Н 8 . Ответ: С 4 Н 8 . Пример 4. При взаимодействии 25,5 г предельной одноосновной кислоты с избытком раствора гидрокарбоната натрия выделилось 5,6 л (н.у.) газа. Определите молекулярную формулу кислоты. Решение: 1. C n H 2n+1 COOH + NaHCO 3 à C n H 2n+1 COONa + H 2 O + CO 2 2. Найдем количество вещества СО 2 n(CO 2) = V/Vm = 5,6л: 22,4 л/моль = 0,25 моль 3. n(CO 2) = n(кислоты) = 0,25 моль (из уравнения видно это соотношение 1:1) Тогда молярная масса кислоты равна: M(к-ты) = m/n = 25,5г: 0,25 моль = 102г/моль 4. М(к-ты) = 12n+2n+1+12+16+16 (из обшей формулы, М = Ar(C)*n + Ar(H)*n + Ar(O)*n = 12*n + 1*(2n+1)+ 12+16+16+1) М(к-ты) = 12n +2n +46 = 102; n = 4; Формула кислоты С 4 Н 9 СООН. Задачи для самостоятельного решения С5: 1. Массовая доля кислорода в одноосновной аминокислоте равна 42,67%. Установите молекулярную формулу кислоты. 2. Установите молекулярную формулу третичного амина, если известно, что при его сгорании выделилось 0,896 л (н.у.) углекислого газа, 0,99 г воды и 0,112 л (н.у.) азота. 3. Для полного сжигания 2 л газообразного углеводорода потребовалось 13 л кислорода, при этом образовалось 8 л углекислого газа. Найти молекулярную формулу углеводорода. 4. При сжигании 3 л газообразного углеводорода получено 6 л углекислого газа и некоторое количество воды. Определите молекулярную формулу углеводорода, если известно, что для полного сжигания потребовалось 10,5 л кислорода. 5. Дихлорпроизводное алкана содержит 5,31% водорода по массе. Определите молекулярную формулу дихлоралкана. Приведите структурную формулу одного из возможных изомеров и назовите его 6. При сгорании газообразного органического вещества, не содержащего кислород, выделилось 4,48 л углекислого газа (н.у.), 3,6 г воды и 2 г фтороводорода. Установите молекулярную формулу соединения. Методика решения задач по химии При решении задач необходимо руководствоваться несколькими простыми правилами:
В целях успешной подготовки по химии следует внимательно рассмотреть решения задач, приводимых в тексте, а также самостоятельно решить достаточное число их. Именно в процессе решения задач будут закреплены основные теоретические положения курса химии. Решать задачи необходимо на протяжении всего времени изучения химии и подготовки к экзамену. Вы можете использовать задачи на этой странице, а можете скачать хороший сборник задач и упражнений с решением типовых и усложненных задач (М. И. Лебедева, И. А. Анкудимова): скачать . Моль, молярная масса Молярная масса – это отношение массы вещества к количеству вещества, т.е. М(х) = m(x)/ν(x), (1) где М(х) – молярная масса вещества Х, m(x) – масса вещества Х, ν(x) – количество вещества Х. Единица СИ молярной массы – кг/моль, однако обычно используется единица г/моль. Единица массы – г, кг. Единица СИ количества вещества – моль. Любая задача по химии решается через количество вещества. Необходимо помнить основную формулу: ν(x) = m(x)/ М(х) = V(x)/V m = N/N A , (2) где V(x) – объем вещества Х(л), V m – молярный объем газа (л/моль), N – число частиц, N A – постоянная Авогадро. 1. Определите массу иодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль. Дано : ν(NaI)= 0,6 моль. Найти : m(NaI) =? Решение . Молярная масса иодида натрия составляет: M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 г/моль Определяем массу NaI: m(NaI) = ν(NaI) M(NaI) = 0,6 150 = 90 г. 2. Определите количество вещества атомного бора, содержащегося в тетраборате натрия Na 2 B 4 O 7 массой 40,4 г. Дано : m(Na 2 B 4 O 7)=40,4 г. Найти : ν(B)=? Решение . Молярная масса тетрабората натрия составляет 202 г/моль. Определяем количество вещества Na 2 B 4 O 7: ν(Na 2 B 4 O 7)= m(Na 2 B 4 O 7)/ М(Na 2 B 4 O 7) = 40,4/202=0,2 моль. Вспомним, что 1 моль молекулы тетрабората натрия содержит 2 моль атомов натрия, 4 моль атомов бора и 7 моль атомов кислорода (см. формулу тетрабората натрия). Тогда количество вещества атомного бора равно: ν(B)= 4 ν (Na 2 B 4 O 7)=4 0,2 = 0,8 моль. Расчеты по химическим формулам. Массовая доля. Массовая доля вещества – отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы, т.е. ω(Х) =m(Х)/m, где ω(X)– массовая доля вещества Х, m(X) – масса вещества Х, m – масса всей системы. Массовая доля – безразмерная величина. Её выражают в долях от единицы или в процентах. Например, массовая доля атомного кислорода составляет 0,42, или 42%, т.е. ω(О)=0,42. Массовая доля атомного хлора в хлориде натрия составляет 0,607, или 60,7%, т.е. ω(Cl)=0,607. 3. Определите массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl 2 2H 2 O. Решение : Молярная масса BaCl 2 2H 2 O составляет: М(BaCl 2 2H 2 O) = 137+ 2 35,5 + 2 18 =244 г/моль Из формулы BaCl 2 2H 2 O следует, что 1 моль дигидрата хлорида бария содержит 2 моль Н 2 О. Отсюда можно определить массу воды, содержащейся в BaCl 2 2H 2 O: m(H 2 O) = 2 18 = 36 г. Находим массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl 2 2H 2 O. ω(H 2 O) = m(H 2 O)/ m(BaCl 2 2H 2 O) = 36/244 = 0,1475 = 14,75%. 4. Из образца горной породы массой 25 г, содержащей минерал аргентит Ag 2 S, выделено серебро массой 5,4 г. Определите массовую долю аргентита в образце. Дано : m(Ag)=5,4 г; m = 25 г. Найти : ω(Ag 2 S) =? Решение : определяем количество вещества серебра, находящегося в аргентите: ν(Ag) =m(Ag)/M(Ag) = 5,4/108 = 0,05 моль. Из формулы Ag 2 S следует, что количество вещества аргентита в два раза меньше количества вещества серебра. Определяем количество вещества аргентита: ν(Ag 2 S)= 0,5 ν (Ag) = 0,5 0,05 = 0,025 моль Рассчитываем массу аргентита: m(Ag 2 S) = ν(Ag 2 S) М(Ag 2 S) = 0,025 248 = 6,2 г. Теперь определяем массовую долю аргентита в образце горной породы, массой 25 г. ω(Ag 2 S) = m(Ag 2 S)/ m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%. Вывод формул соединений 5. Определите простейшую формулу соединения калия с марганцем и кислородом, если массовые доли элементов в этом веществе составляют соответственно 24,7, 34,8 и 40,5%. Дано : ω(K) =24,7%; ω(Mn) =34,8%; ω(O) =40,5%. Найти : формулу соединения. Решение : для расчетов выбираем массу соединения, равную 100 г, т.е. m=100 г. Массы калия, марганца и кислорода составят: m (К) = m ω(К); m (К) = 100 0,247= 24,7 г; m (Mn) = m ω(Mn); m (Mn) =100 0,348=34,8 г; m (O) = m ω(O); m (O) = 100 0,405 = 40,5 г. Определяем количества веществ атомных калия, марганца и кислорода: ν(К)= m(К)/ М(К) = 24,7/39= 0,63 моль ν(Mn)= m(Mn)/ М(Mn) = 34,8/ 55 = 0,63 моль ν(O)= m(O)/ М(O) = 40,5/16 = 2,5 моль Находим отношение количеств веществ: ν(К) : ν(Mn) : ν(O) = 0,63: 0,63: 2,5. Разделив правую часть равенства на меньшее число (0,63) получим: ν(К) : ν(Mn) : ν(O) = 1: 1: 4. Следовательно, простейшая формула соединения KMnO 4 . 6. При сгорании 1,3 г вещества образовалось 4,4 г оксида углерода (IV) и 0,9 г воды. Найти молекулярную формулу вещества, если его плотность по водороду равна 39. Дано : m(в-ва) =1,3 г; m(СО 2)=4,4 г; m(Н 2 О)=0,9 г; Д Н2 =39. Найти : формулу вещества. Решение : Предположим, что искомое вещество содержит углерод, водород и кислород, т.к. при его сгорании образовались СО 2 и Н 2 О. Тогда необходимо найти количества веществ СО 2 и Н 2 О, чтобы определить количества веществ атомарных углерода, водорода и кислорода. ν(СО 2) = m(СО 2)/ М(СО 2) = 4,4/44 = 0,1 моль; ν(Н 2 О) = m(Н 2 О)/ М(Н 2 О) = 0,9/18 = 0,05 моль. Определяем количества веществ атомарных углерода и водорода: ν(С)= ν(СО 2); ν(С)=0,1 моль; ν(Н)= 2 ν(Н 2 О); ν(Н)= 2 0,05 = 0,1 моль. Следовательно, массы углерода и водорода будут равны: m(С) = ν(С) М(С) = 0,1 12 = 1,2 г; m(Н) = ν(Н) М(Н) = 0,1 1 =0,1 г. Определяем качественный состав вещества: m(в-ва) = m(С) + m(Н) = 1,2 + 0,1 = 1,3 г. Следовательно, вещество состоит только из углерода и водорода (см. условие задачи). Определим теперь его молекулярную массу, исходя из данной в условии задачи плотности вещества по водороду. М(в-ва) = 2 Д Н2 = 2 39 = 78 г/моль. ν(С) : ν(Н) = 0,1: 0,1 Разделив правую часть равенства на число 0,1, получим: ν(С) : ν(Н) = 1: 1 Примем число атомов углерода (или водорода) за «х», тогда, умножив «х» на атомные массы углерода и водорода и приравняв эту сумму молекулярной массе вещества, решим уравнение: 12х + х = 78. Отсюда х= 6. Следовательно, формула вещества С 6 Н 6 – бензол. Молярный объем газов. Законы идеальных газов. Объемная доля . Молярный объем газа равен отношению объема газа к количеству вещества этого газа, т.е. V m = V(X)/ ν(x), где V m – молярный объем газа - постоянная величина для любого газа при данных условиях; V(X) – объем газа Х; ν(x) – количество вещества газа Х. Молярный объем газов при нормальных условиях (нормальном давлении р н = 101 325 Па ≈ 101,3 кПа и температуре Тн= 273,15 К ≈ 273 К) составляет V m = 22,4 л/моль. В расчетах, связанных с газами, часто приходится переходить от данных условий к нормальным или наоборот. При этом удобно пользоваться формулой, следующей из объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака: ──── = ─── (3) Где p – давление; V – объем; Т- температура в шкале Кельвина; индекс «н» указывает на нормальные условия. Состав газовых смесей часто выражают при помощи объемной доли – отношения объема данного компонента к общему объему системы, т.е. где φ(Х) – объемная доля компонента Х; V(X) – объем компонента Х; V - объем системы. Объемная доля – безразмерная величина, её выражают в долях от единицы или в процентах. 7. Какой объем займет при температуре 20 о С и давлении 250 кПа аммиак массой 51 г? Дано : m(NH 3)=51 г; p=250 кПа; t=20 o C. Найти : V(NH 3) =? Решение : определяем количество вещества аммиака: ν(NH 3) = m(NH 3)/ М(NH 3) = 51/17 = 3 моль. Объем аммиака при нормальных условиях составляет: V(NH 3) = V m ν(NH 3) = 22,4 3 = 67,2 л. Используя формулу (3), приводим объем аммиака к данным условиям [температура Т= (273 +20)К = 293 К]: p н TV н (NH 3) 101,3 293 67,2 V(NH 3) =──────── = ───────── = 29,2 л. 8. Определите объем , который займет при нормальных условиях газовая смесь, содержащая водород, массой 1,4 г и азот, массой 5,6 г. Дано : m(N 2)=5,6 г; m(H 2)=1,4 ; н.у. Найти : V(смеси)=? Решение : находим количества вещества водорода и азота: ν(N 2) = m(N 2)/ М(N 2) = 5,6/28 = 0,2 моль ν(H 2) = m(H 2)/ М(H 2) = 1,4/ 2 = 0,7 моль Так как при нормальных условиях эти газы не взаимодействуют между собой, то объем газовой смеси будет равен сумме объемов газов, т.е. V(смеси)=V(N 2) + V(H 2)=V m ν(N 2) + V m ν(H 2) = 22,4 0,2 + 22,4 0,7 = 20,16 л. Расчеты по химическим уравнениям
Расчеты по химическим уравнениям (стехиометрические расчеты) основаны на законе сохранения массы веществ. Однако в реальных химических процессах из-за неполного протекания реакции и различных потерь веществ масса образующихся продуктов часто бывает меньше той, которая должна образоваться в соответствии с законом сохранения массы веществ. Выход продукта реакции (или массовая доля выхода) – это выраженное в процентах отношение массы реально полученного продукта к его массе, которая должна образоваться в соответствии с теоретическим расчетом, т.е. η = /m(X) (4) Где η– выход продукта, %; m p (X) - масса продукта Х, полученного в реальном процессе; m(X) – рассчитанная масса вещества Х. В тех задачах, где выход продукта не указан, предполагается, что он – количественный (теоретический), т.е. η=100%. 9. Какую массу фосфора надо сжечь для получения оксида фосфора (V) массой 7,1 г? Дано : m(P 2 O 5)=7,1 г. Найти : m(Р) =? Решение : записываем уравнение реакции горения фосфора и расставляем стехиометрические коэффициенты. 4P+ 5O 2 = 2P 2 O 5 Определяем количество вещества P 2 O 5 , получившегося в реакции. ν(P 2 O 5) = m(P 2 O 5)/ М(P 2 O 5) = 7,1/142 = 0,05 моль. Из уравнения реакции следует, что ν(P 2 O 5)= 2 ν(P), следовательно, количество вещества фосфора, необходимого в реакции равно: ν(P 2 O 5)= 2 ν(P) = 2 0,05= 0,1 моль. Отсюда находим массу фосфора: m(Р) = ν(Р) М(Р) = 0,1 31 = 3,1 г. 10. В избытке соляной кислоты растворили магний массой 6 г и цинк массой 6,5 г. Какой объем водорода, измеренный при нормальных условиях, выделится при этом? Дано : m(Mg)=6 г; m(Zn)=6,5 г; н.у. Найти : V(H 2) =? Решение : записываем уравнения реакции взаимодействия магния и цинка с соляной кислотой и расставляем стехиометрические коэффициенты. Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 Mg + 2 HCl = MgCl 2 + H 2 Определяем количества веществ магния и цинка, вступивших в реакцию с соляной кислотой. ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg) = 6/24 = 0,25 моль ν(Zn) = m(Zn)/ М(Zn) = 6,5/65 = 0,1 моль. Из уравнений реакции следует, что количество вещества металла и водорода равны, т.е. ν(Mg) = ν(Н 2); ν(Zn) = ν(Н 2), определяем количество водорода, получившегося в результате двух реакций: ν(Н 2) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1= 0,35 моль. Рассчитываем объем водорода, выделившегося в результате реакции: V(H 2) = V m ν(H 2) = 22,4 0,35 = 7,84 л. 11. При пропускании сероводорода объемом 2,8 л (нормальные условия) через избыток раствора сульфата меди (II) образовался осадок массой 11,4 г. Определите выход продукта реакции. Дано : V(H 2 S)=2,8 л; m(осадка)= 11,4 г; н.у. Найти : η =? Решение : записываем уравнение реакции взаимодействия сероводорода и сульфата меди (II). H 2 S + CuSO 4 = CuS ↓+ H 2 SO 4 Определяем количество вещества сероводорода, участвующего в реакции. ν(H 2 S) = V(H 2 S) / V m = 2,8/22,4 = 0,125 моль. Из уравнения реакции следует, что ν(H 2 S) = ν(СuS) = 0,125 моль. Значит можно найти теоретическую массу СuS. m(СuS) = ν(СuS) М(СuS) = 0,125 96 = 12 г. Теперь определяем выход продукта, пользуясь формулой (4): η = /m(X)= 11,4 100/ 12 = 95%. 12. Какая масса хлорида аммония образуется при взаимодействии хлороводорода массой 7,3 г с аммиаком массой 5,1 г? Какой газ останется в избытке? Определите массу избытка. Дано : m(HCl)=7,3 г; m(NH 3)=5,1 г. Найти : m(NH 4 Cl) =? m(избытка) =? Решение : записываем уравнение реакции. HCl + NH 3 = NH 4 Cl Эта задача на «избыток» и «недостаток». Рассчитываем количества вещества хлороводорода и аммиака и определяем, какой газ находится в избытке. ν(HCl) = m(HCl)/ М(HCl) = 7,3/36,5 = 0,2 моль; ν(NH 3) = m(NH 3)/ М(NH 3) = 5,1/ 17 = 0,3 моль. Аммиак находится в избытке, поэтому расчет ведем по недостатку, т.е. по хлороводороду. Из уравнения реакции следует, что ν(HCl) = ν(NH 4 Cl) = 0,2 моль. Определяем массу хлорида аммония. m(NH 4 Cl) = ν(NH 4 Cl) М(NH 4 Cl) = 0,2 53,5 = 10,7 г. Мы определили, что аммиак находится в избытке (по количеству вещества избыток составляет 0,1 моль). Рассчитаем массу избытка аммиака. m(NH 3) = ν(NH 3) М(NH 3) = 0,1 17 = 1,7 г. 13. Технический карбид кальция массой 20 г обработали избытком воды, получив ацетилен, при пропускании которого через избыток бромной воды образовался 1,1,2,2 –тетрабромэтан массой 86,5 г. Определите массовую долю СаС 2 в техническом карбиде. Дано : m = 20 г; m(C 2 H 2 Br 4)=86,5 г. Найти : ω(СаC 2) =? Решение : записываем уравнения взаимодействия карбида кальция с водой и ацетилена с бромной водой и расставляем стехиометрические коэффициенты. CaC 2 +2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2 C 2 H 2 +2 Br 2 = C 2 H 2 Br 4 Находим количество вещества тетрабромэтана. ν(C 2 H 2 Br 4) = m(C 2 H 2 Br 4)/ М(C 2 H 2 Br 4) = 86,5/ 346 = 0,25 моль. Из уравнений реакций следует, что ν(C 2 H 2 Br 4) =ν(C 2 H 2) = ν(СаC 2) =0,25 моль. Отсюда мы можем найти массу чистого карбида кальция (без примесей). m(СаC 2) = ν(СаC 2) М(СаC 2) = 0,25 64 = 16 г. Определяем массовую долю СаC 2 в техническом карбиде. ω(СаC 2) =m(СаC 2)/m = 16/20 = 0,8 = 80%. Растворы. Массовая доля компонента раствора 14. В бензоле объемом 170 мл растворили серу массой 1,8 г. Плотность бензола равна 0,88 г/мл. Определите массовую долю серы в растворе. Дано : V(C 6 H 6) =170 мл; m(S) = 1,8 г; ρ(С 6 C 6)=0,88 г/мл. Найти : ω(S) =? Решение : для нахождения массовой доли серы в растворе необходимо рассчитать массу раствора. Определяем массу бензола. m(С 6 C 6) = ρ(С 6 C 6) V(C 6 H 6) = 0,88 170 = 149,6 г. Находим общую массу раствора. m(р-ра) = m(С 6 C 6) + m(S) =149,6 + 1,8 = 151,4 г. Рассчитаем массовую долю серы. ω(S) =m(S)/m=1,8 /151,4 = 0,0119 = 1,19 %. 15. В воде массой 40 г растворили железный купорос FeSO 4 7H 2 O массой 3,5 г. Определите массовую долю сульфата железа (II) в полученном растворе. Дано : m(H 2 O)=40 г; m(FeSO 4 7H 2 O)=3,5 г. Найти : ω(FeSO 4) =? Решение : найдем массу FeSO 4 содержащегося в FeSO 4 7H 2 O. Для этого рассчитаем количество вещества FeSO 4 7H 2 O. ν(FeSO 4 7H 2 O)=m(FeSO 4 7H 2 O)/М(FeSO 4 7H 2 O)=3,5/278=0,0125моль Из формулы железного купороса следует, что ν(FeSO 4)= ν(FeSO 4 7H 2 O)=0,0125 моль. Рассчитаем массу FeSO 4: m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) М(FeSO 4) = 0,0125 152 = 1,91 г. Учитывая, что масса раствора складывается из массы железного купороса (3,5 г) и массы воды (40 г), рассчитаем массовую долю сульфата железа в растворе. ω(FeSO 4) =m(FeSO 4)/m=1,91 /43,5 = 0,044 =4,4 %. Задачи для самостоятельного решения
Перейдем к рассмотрению задания №5 в ОГЭ по химии или А5. Данный вопрос посвящен классификации веществ в химии, в нем рассматриваются основные классы неорганических веществ и номенклатура. Вопрос довольно ёмкий, поэтому я составил схемы, которые будут способствовать лучшему понимаю. Теория к заданию №5 ОГЭ по химииИтак, как мы уже с Вами разобрали в предыдущем вопросе А3, вещества бывают простые и сложные. Простые состоят из атомов одного элемента - сложные из атомов различных элементов. Простые вещества в свою очередь делятся на металлы и неметаллы. У сложных веществ больше классов - оксиды, кислоты, основания, щелочи. Рассмотрим классификацию оксидов. Оксиды - это соединения кислорода с другими элементами. В зависимости от того, с каким элементом кислород образует соединение, оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные.
Из всех правил есть исключения, но о них в другой раз. К тому же в ОГЭ и ЕГЭ данные исключения не фигурируют. Классификация гидроксидовГидроксиды - продукты соединения оксидов с водой. В зависимости от того, какой был оксид, гидроксиды делятся на основания, кислоты и амфотерные основания. Основные оксиды образуют основания, кислотные, соответственно, кислоты, амфотерные оксиды образуют амфотерные основания - вещества, проявляющие свойства и кислот и оснований. В свою очередь основания делятся на растворимые - щелочи, и нерастворимые. Кислоты имеют различные классификации. Существуют кислородсодержащие и бескислородные кислоты. Отличие первых от вторых состоит в том, что первые содержат в своей молекуле кислород, а вторые состоят только из элемента и водорода (HCl, например). Бескислородные кислоты образуются непосредственно при взаимодействии элемента (Cl2) и водорода (H2), в то время как кислородсодержащие кислоты образуются взаимодействием оксидов с водой. Классификация по основности подразумевает количество протонов, отдаваемое молекулой кислоты при полной диссоциации. Одноосновные кислоты диссоциируют с образованием одного протона, двухосновные - двух, и так далее. Классификация по степени диссоциации показывает, насколько легко проходит диссоциация (отрыв протона от молекулы кислоты). В зависимости от этого различают сильные и слабые кислоты. Соли делятся на средние, кислые и основные. В кислых солях присутствует протон, в основных - гидрокси-группа. Кислые соли представляют собой продукт взаимодействия избытка кислоты с основанием, основные соли - наоборот - продукт взаимодействия избытка основания с кислотой. Подведем небольшой итог по пройденной теме.
Разбор типовых вариантов задания №5 ОГЭ по химииПервый вариант заданияГидроксиду натрия соответствует формула
Рассмотрим каждый случай. NaH представляет собой соединение металла натрия с водородом - такие соединения носят названия гидриды , но не гидроксиды. NaOH образовано катионом металла - натрия и гидроксо- группой. Это и является гидроксидом натрия согласно классификации. NaHCO3 - кислая соль - гидрокарбонат натрия. Она образована остатком угольной кислоты и катионом натрия. Na 2 CO 3 - средняя соль - карбонат натрия. |
Читайте: |
---|
Популярное:
Новое
- Африка полезные ископаемые
- Макс вебер направление или теория
- Десятичные дроби, определения, запись, примеры, действия с десятичными дробями Дроби десятичные числа простоты
- Презентции на тему афганистан, афганская война, скачать бесплатно к классному часу
- Евгений белаш мифы первой мировой
- Что помешало спасти "титаник"
- Конкурсы Английские конкурсы для детей
- Литературно-музыкальная композиция «Есть такая профессия — Родину защищать
- Городской открытый августовский педагогический совет Тематика проведения педсоветов в году
- Примеры стилей текста: калейдоскоп вариаций речи