Обсъдихме общия алгоритъм за решаване на задача № 35 (C5). Време е да разгледаме конкретни примери и да ви предложим селекция от проблеми, които да решите сами.

Пример 2. Пълното хидрогениране на 5,4 g от някакъв алкин изисква 4,48 литра водород (n.s.) Определете молекулната формула на този алкин.

Решение. Ще действаме в съответствие с общия план. Нека молекула на неизвестен алкин съдържа n въглеродни атома. Обща формула на хомоложния ред C n H 2n-2. Хидрогенирането на алкини протича съгласно уравнението:

C n H 2n-2 + 2H 2 = C n H 2n+2.

Количеството водород, което реагира, може да се намери с помощта на формулата n = V/Vm. В този случай n = 4,48/22,4 = 0,2 mol.

Уравнението показва, че 1 мол алкин добавя 2 мола водород (припомнете си, че в постановката на задачата говорим за пъленхидрогениране), следователно, n(C n H 2n-2) = 0,1 mol.

Въз основа на масата и количеството на алкина намираме неговата моларна маса: M(C n H 2n-2) = m(маса)/n(количество) = 5,4/0,1 = 54 (g/mol).

Относителното молекулно тегло на алкин е сумата от n атомни маси на въглерод и 2n-2 атомни маси на водород. Получаваме уравнението:

12n + 2n - 2 = 54.

Решаваме линейното уравнение, получаваме: n = 4. Алкинна формула: C 4 H 6.

Отговор: C4H6.

Бих искал да обърна внимание на един важен момент: молекулната формула C 4 H 6 съответства на няколко изомера, включително два алкина (бутин-1 и бутин-2). Въз основа на тези проблеми няма да можем недвусмислено да установим структурната формула на изследваното вещество. В този случай обаче това не е задължително!

Пример 3. Когато 112 литра (n.a.) от неизвестен циклоалкан се изгорят в излишък на кислород, се образуват 336 литра CO 2 . Установете структурната формула на циклоалкана.

Решение. Общата формула на хомоложната серия от циклоалкани: C n H 2n. При пълно изгаряне на циклоалкани, както и при изгаряне на всякакви въглеводороди, се образуват въглероден диоксид и вода:

C n H 2n + 1.5n O 2 = n CO 2 + n H 2 O.

Моля, обърнете внимание: коефициентите в уравнението на реакцията в този случай зависят от n!

По време на реакцията се образуват 336/22,4 = 15 мола въглероден диоксид. 112/22,4 = 5 мола въглеводород влизат в реакцията.

Допълнително разсъждение е очевидно: ако 15 мола CO 2 се образуват на 5 мола циклоалкан, тогава 15 молекули въглероден диоксид се образуват на 5 молекули въглеводород, т.е. една молекула циклоалкан произвежда 3 молекули CO 2 . Тъй като всяка молекула въглероден оксид (IV) съдържа един въглероден атом, можем да заключим: една молекула циклоалкан съдържа 3 въглеродни атома.

Заключение: n = 3, формула на циклоалкана - C 3 H 6.

Както можете да видите, решението на този проблем не се „вписва“ в общия алгоритъм. Не търсихме моларната маса на съединението тук, нито създадохме някакво уравнение. Според формалните критерии този пример не е подобен на стандартната задача C5. Но вече подчертах по-горе, че е важно не да запомните алгоритъма, а да разберете СМИСЪЛА на извършваните действия. Ако разбирате смисъла, вие сами ще можете да направите промени в общата схема на Единния държавен изпит и да изберете най-рационалното решение.

В този пример има още една „странност“: необходимо е да се намери не само молекулната, но и структурната формула на съединението. В предишната задача не успяхме да направим това, но в този пример - моля! Факт е, че формулата C 3 H 6 съответства само на един изомер - циклопропан.

Отговор: циклопропан.

Пример 4. 116 g наситен алдехид се нагряват дълго време с амонячен разтвор на сребърен оксид. Реакцията произвежда 432 g метално сребро. Определете молекулната формула на алдехида.

Решение. Общата формула на хомоложната серия от наситени алдехиди е: C n H 2n+1 COH. Алдехидите лесно се окисляват до карбоксилни киселини, по-специално под действието на амонячен разтвор на сребърен оксид:

C n H 2n+1 COH + Ag 2 O = C n H 2n+1 COOH + 2 Ag.

Забележка. В действителност реакцията се описва с по-сложно уравнение. Когато Ag 2 O се добави към воден разтвор на амоняк, се образува комплексно съединение ОН - диамин сребърен хидроксид. Именно това съединение действа като окислител. По време на реакцията се образува амониева сол на карбоксилна киселина:

C n H 2n+1 COH + 2OH = C n H 2n+1 COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O.

Друг важен момент! Окисляването на формалдехид (HCOH) не се описва от даденото уравнение. Когато HCOH реагира с амонячен разтвор на сребърен оксид, се освобождават 4 мола Ag на 1 мол алдехид:

НCOH + 2Ag2O = CO2 + H2O + 4Ag.

Бъдете внимателни, когато решавате задачи, свързани с окисляването на карбонилни съединения!

Да се ​​върнем към нашия пример. Въз основа на масата на освободеното сребро можете да намерите количеството на този метал: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (mol). Съгласно уравнението, 2 мола сребро се образуват на 1 мол алдехид, следователно n(алдехид) = 0,5n(Ag) = 0,5*4 = 2 мола.

Моларна маса на алдехид = 116/2 = 58 g/mol. Опитайте се да направите следващите стъпки сами: трябва да създадете уравнение, да го решите и да направите изводи.

Отговор: C2H5COH.

Пример 5. Когато 3,1 g от определен първичен амин реагира с достатъчно количество HBr, се образуват 11,2 g сол. Определете формулата на амина.

Решение. Първичните амини (C n H 2n + 1 NH 2) при взаимодействие с киселини образуват алкиламониеви соли:

С n H 2n+1 NH 2 + HBr = [С n H 2n+1 NH 3 ] + Br - .

За съжаление, въз основа на масата на амина и образуваната сол, няма да можем да намерим техните количества (тъй като моларните маси са неизвестни). Да поемем по различен път. Нека си спомним закона за запазване на масата: m(амин) + m(HBr) = m(сол), следователно m(HBr) = m(сол) - m(амин) = 11,2 - 3,1 = 8,1.

Обърнете внимание на тази техника, която много често се използва при решаването на C 5. Дори ако масата на реагента не е дадена изрично в постановката на задачата, можете да опитате да я намерите от масите на други съединения.

И така, отново сме на пистата със стандартния алгоритъм. Въз основа на масата на бромоводорода, намираме количеството, n(HBr) = n(амин), M(амин) = 31 g/mol.

Отговор: CH3NH2.

Пример 6. Определено количество алкен X, когато реагира с излишък от хлор, образува 11,3 g дихлорид, а когато реагира с излишък от бром, 20,2 g дибромид. Определете молекулната формула на X.

Решение. Алкените добавят хлор и бром, за да образуват дихалогенни производни:

C n H 2n + Cl 2 = C n H 2n Cl 2,

C n H 2n + Br 2 = C n H 2n Br 2.

В тази задача е безсмислено да се опитвате да намерите количеството дихлорид или дибромид (техните моларни маси са неизвестни) или количеството хлор или бром (техните маси са неизвестни).

Използваме една нестандартна техника. Моларната маса на C n H 2n Cl 2 е 12n + 2n + 71 = 14n + 71. M(C n H 2n Br 2) = 14n + 160.

Масите на дихалогенидите също са известни. Можете да намерите количествата получени вещества: n(C n H 2n Cl 2) = m/M = 11,3/(14n + 71). n(CnH2nBr2) = 20.2/(14n + 160).

По конвенция количеството дихлорид е равно на количеството дибромид. Този факт ни позволява да създадем уравнението: 11,3/(14n + 71) = 20,2/(14n + 160).

Това уравнение има уникално решение: n = 3.

Отговор: C 3 H 6

Във финалната част ви предлагам селекция от различни по трудност задачи от тип С5. Опитайте се да ги решите сами - това ще бъде отлично обучение преди полагането на Единния държавен изпит по химия!

В моята практика често срещам проблеми, когато преподавам как да решавам задачи по химия. Една от трудните задачи в задачите на Единния държавен изпит беше задача С 5.

Нека ви дам няколко примера:

Пример 1.

Определете формулата на веществото, ако съдържа 84,21% въглерод и 15,79% водород и има относителна плътност във въздуха, равна на 3,93.

Решение:

1. Нека масата на веществото е 100 g. Тогава масата на C ще бъде равна на 84,21 g, а масата на H ще бъде 15,79 g.

2. Намерете количеството вещество на всеки атом:

n(C) = m / M = 84,21 / 12 = 7,0175 mol,

n(H) = 15,79 / 1 = 15,79 mol.

3. Определете моларното съотношение на C и H атоми:

C: H = 7,0175: 15,79 (намалете двете числа с по-малкото) = 1: 2,25 (умножете по 4) = 4: 9.

Така най-простата формула е C4H9.

4. Използвайки относителната плътност, изчислете моларната маса:

M = D(въздух) 29 = 114 g/mol.

5. Моларната маса, съответстваща на най-простата формула C 4 H 9, е 57 g/mol, което е 2 пъти по-малко от истинската моларна маса.

Това означава, че истинската формула е C8H18.

Пример 2.

Определете формулата на алкин с плътност 2,41 g/l при нормални условия.

Решение:

1. Обща формула на алкина C n H 2n−2

2. Плътността ρ е масата на 1 литър газ при нормални условия.Тъй като 1 мол вещество заема обем от 22,4 литра, трябва да разберете колко тежат 22,4 литра такъв газ:

M = (плътност ρ) (моларен обем V m) = 2,41 g/l 22,4 l/mol = 54 g/mol.

14 n − 2 = 54, n = 4.

Това означава, че алкинът има формула C4H6.

Отговор: C 4 H 6.

Пример 3.

Относителната плътност на парите на органично съединение по отношение на азота е 2. При изгаряне на 9,8 g от това съединение се образуват 15,68 литра въглероден диоксид (NO) и 12,6 g вода. Изведете молекулната формула на органично съединение.

Решение:

1. Тъй като веществото при изгаряне се превръща във въглероден диоксид и вода, това означава, че то се състои от атоми C, H и, вероятно, O. Следователно общата му формула може да бъде написана като CxHyOz.

2. Можем да напишем диаграмата на реакцията на горене (без да задаваме коефициентите):

CxHyOz + O 2 → CO 2 + H 2 O

3. Целият въглерод от първоначалното вещество преминава във въглероден диоксид, а целият водород във вода.

Намираме количествата вещества CO 2 и H 2 O и определяме колко мола C и H атоми съдържат:

а) n(CO 2) = V / V m = 15,68 / 22,4 = 0,7 mol.

(Има един C атом на молекула CO 2, което означава, че има същия мол въглерод като CO 2. n(C) = 0,7 mol)

b) n(H 2 O) = m / M = 12,6 / 18 = 0,7 mol.

(Една водна молекула съдържа два Н атома, което означава, че количеството водород е два пъти повече от водата. n(H) = 0,7 2 = 1,4 mol)

4. Проверете за наличието на кислород в веществото. За да направите това, масите на C и H трябва да бъдат извадени от масата на цялото изходно вещество.

m(C) = 0,7 12 = 8,4 g, m(H) = 1,4 1 = 1,4 g

Масата на общото вещество е 9,8 g.

m(O) = 9,8 − 8,4 − 1,4 = 0, т.е. В това вещество няма кислородни атоми.

5. Търсете най-простите и верни формули.

C: H = 0,7: 1,4 = 1: 2. Най-простата формула е CH 2.

6. Търсим истинската моларна маса по относителната плътност на газа спрямо азота (не забравяйте, че азотът се състои от двуатомни молекули N2 и неговата моларна маса е 28 g/mol):

М източник = D(N 2) M(N 2) = 2 28 = 56 g/mol.

Истинската формула е CH 2, нейната моларна маса е 14. 56 / 14 = 4. Истинската формула е: (CH 2) 4 = C 4 H 8.

Отговор: C 4 H 8.

Пример 4.

Когато 25,5 g наситена едноосновна киселина реагира с излишък от разтвор на натриев бикарбонат, се отделят 5,6 l (n.s.) газ. Определете молекулната формула на киселината.

Решение:

1. C n H 2n+1 COOH + NaHCO 3 à C n H 2n+1 COONa + H 2 O + CO 2

2. Намерете количеството вещество CO 2

n(CO 2) = V/Vm = 5,6 l: 22,4 l/mol = 0,25 mol

3. n(CO 2) = n(киселини) = 0,25 mol (от уравнението можете да видите това съотношение 1:1)

Тогава моларната маса на киселината е:

M(k-ty) = m/n = 25,5g: 0,25 mol = 102g/mol

4. M(k-ty) = 12n+2n+1+12+16+16 (от общата формула, M = Ar(C)*n + Ar(H)*n + Ar(O)*n = 12 * n + 1*(2n+1)+ 12+16+16+1)

M(k-ty) = 12n +2n +46 = 102; n = 4; Киселинната формула е C 4 H 9 COOH.

Задачи за самостоятелно решаване C5:

1. Масовата част на кислорода в едноосновна аминокиселина е 42,67%. Определете молекулната формула на киселината.

2. Установете молекулната формула на третичен амин, ако е известно, че при изгарянето му са получени 0,896 l (n.s.) въглероден диоксид, 0,99 g вода и 0,112 l (n.s.) азот.

3. За пълното изгаряне на 2 литра въглеводороден газ са необходими 13 литра кислород и се образуват 8 литра въглероден диоксид. Намерете молекулната формула на въглеводорода.

4. При изгаряне на 3 литра въглеводороден газ се получават 6 литра въглероден диоксид и известно количество вода. Определете молекулната формула на въглеводорода, ако е известно, че за пълно изгаряне са били необходими 10,5 литра кислород.

5. Дихлоро производното на алкан съдържа 5,31% водород спрямо теглото. Определете молекулната формула на дихлороалкана. Дайте структурната формула на един от възможните изомери и го назовете

6. При изгарянето на газообразно органично вещество, което не съдържа кислород, се отделят 4,48 литра въглероден диоксид (н.о.), 3,6 g вода и 2 g флуороводород. Определете молекулната формула на съединението.

Методи за решаване на задачи по химия

Когато решавате проблеми, трябва да се ръководите от няколко прости правила:

1. Прочетете внимателно условията на задачата;
2. Запишете какво се дава;
3. Преобразувайте, ако е необходимо, единици от физически величини в единици SI (разрешени са някои несистемни единици, например литри);
4. Запишете, ако е необходимо, уравнението на реакцията и подредете коефициентите;
5. Решете проблем, като използвате концепцията за количеството на веществото, а не метода за съставяне на пропорции;
6. Запишете отговора.

За да се подготвите успешно за химия, трябва внимателно да обмислите решенията на задачите, дадени в текста, и също така да решите достатъчен брой от тях сами. Именно в процеса на решаване на задачи ще се затвърдят основните теоретични положения на курса по химия. Необходимо е да се решават задачи през цялото време на изучаване на химия и подготовка за изпита.

Можете да използвате задачите на тази страница или да изтеглите добра колекция от задачи и упражнения с решения на стандартни и сложни задачи (М. И. Лебедева, И. А. Анкудимова): изтеглете.

Мол, моларна маса

Моларната маса е съотношението на масата на веществото към количеството вещество, т.е.

M(x) = m(x)/ν(x), (1)

където M(x) е моларната маса на веществото X, m(x) е масата на веществото X, ν(x) е количеството на веществото X. Единицата SI за моларна маса е kg/mol, но единицата g /mol обикновено се използва. Единица за маса – g, kg. Единицата SI за количество вещество е молът.

Всякакви проблемът по химия е решенчрез количеството вещество. Трябва да запомните основната формула:

ν(x) = m(x)/ M(x) = V(x)/V m = N/N A, (2)

където V(x) е обемът на веществото X(l), V m е моларният обем на газа (l/mol), N е броят на частиците, N A е константата на Авогадро.

1. Определете масатанатриев йодид NaI количество вещество 0,6 mol.

дадени: ν(NaI)= 0,6 mol.

намирам: m(NaI) =?

Решение. Моларната маса на натриевия йодид е:

M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 g/mol

Определете масата на NaI:

m(NaI) = ν(NaI) M(NaI) = 0,6 150 = 90 g.

2. Определете количеството веществоатомен бор, съдържащ се в натриев тетраборат Na 2 B 4 O 7 с тегло 40,4 g.

дадени: m(Na2B4O7) = 40,4 g.

намирам: ν(B)=?

Решение. Моларната маса на натриевия тетраборат е 202 g/mol. Определете количеството вещество Na 2 B 4 O 7:

ν(Na 2 B 4 O 7) = m (Na 2 B 4 O 7)/ M (Na 2 B 4 O 7) = 40,4/202 = 0,2 mol.

Спомнете си, че 1 мол молекула натриев тетраборат съдържа 2 мола натриеви атоми, 4 мола борни атоми и 7 мола кислородни атоми (вижте формулата на натриев тетраборат). Тогава количеството на атомното борно вещество е равно на: ν(B) = 4 ν (Na 2 B 4 O 7) = 4 0,2 = 0,8 mol.

Изчисления с помощта на химични формули. Масова част.

Масовата част на веществото е съотношението на масата на дадено вещество в система към масата на цялата система, т.е. ω(X) =m(X)/m, където ω(X) е масовата част на веществото X, m(X) е масата на веществото X, m е масата на цялата система. Масовата част е безразмерна величина. Изразява се като част от единица или като процент. Например, масовата част на атомарния кислород е 0,42, или 42%, т.е. ω(О)=0,42. Масовата част на атомния хлор в натриевия хлорид е 0,607, или 60,7%, т.е. ω(Cl)=0,607.

3. Определете масовата частвода от кристализация в бариев хлорид дихидрат BaCl 2 2H 2 O.

Решение: Моларната маса на BaCl 2 2H 2 O е:

M(BaCl 2 2H 2 O) = 137+ 2 35,5 + 2 18 = 244 g/mol

От формулата BaCl 2 2H 2 O следва, че 1 mol бариев хлорид дихидрат съдържа 2 mol H 2 O. От това можем да определим масата на водата, съдържаща се в BaCl 2 2H 2 O:

m(H2O) = 2·18 = 36 g.

Намираме масовата част на кристализационната вода в бариев хлорид дихидрат 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. Сребро с тегло 5,4 g е изолирано от скална проба с тегло 25 g, съдържаща минерала аргентит Ag 2 S. Определете масовата частаргентит в пробата.

дадени m(Ag)=5.4 g; m = 25 g.

намирам: ω(Ag 2 S) =?

Решение: определяме количеството сребърно вещество, намерено в аргентита: ν(Ag) =m(Ag)/M(Ag) = 5,4/108 = 0,05 mol.

От формулата Ag 2 S следва, че количеството аргентитно вещество е наполовина по-малко от количеството сребърно вещество. Определете количеството аргентитно вещество:

ν(Ag 2 S)= 0,5 ν(Ag) = 0,5 0,05 = 0,025 mol

Изчисляваме масата на аргентита:

m(Ag 2 S) = ν(Ag 2 S) M(Ag 2 S) = 0,025 248 = 6,2 g.

Сега определяме масовата част на аргентита в скална проба с тегло 25 g.

ω(Ag 2 S) = m(Ag 2 S)/ m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.

Извеждане на съставни формули

5. Определете най-простата формула на съединениетокалий с манган и кислород, ако масовите фракции на елементите в това вещество са съответно 24,7, 34,8 и 40,5%.

дадени: ω(K) = 24.7%; ω(Mn) =34.8%; ω(О) =40,5%.

намирам: формула на съединението.

Решение: за изчисления избираме масата на съединението, равна на 100 g, т.е. m=100 г. Масите на калия, мангана и кислорода ще бъдат:

m (K) = m ω (K); m (K) = 100 0,247 = 24,7 g;

m (Mn) = m ω(Mn); m (Mn) = 100 0.348 = 34.8 g;

m (O) = m ω (O); m(O) = 100 0,405 = 40,5 g.

Определяме количествата на атомните вещества калий, манган и кислород:

ν(K)= m(K)/ M(K) = 24,7/39= 0,63 mol

ν(Mn)= m(Mn)/ М(Mn) = 34.8/ 55 = 0.63 mol

ν(O)= m(O)/ M(O) = 40,5/16 = 2,5 mol

Намираме съотношението на количествата вещества:

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 0,63 : 0,63 : 2,5.

Разделяйки дясната страна на равенството на по-малко число (0,63), получаваме:

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 1:1:4.

Следователно най-простата формула за съединението е KMnO 4.

6. При изгарянето на 1,3 g вещество се получават 4,4 g въглероден окис (IV) и 0,9 g вода. Намерете молекулната формулавещество, ако неговата водородна плътност е 39.

дадени m(in-va) = 1.3 g; m(CO2)=4.4 g; m(H20) = 0.9 g; D H2 =39.

намирам: формула на вещество.

Решение: Да приемем, че веществото, което търсим, съдържа въглерод, водород и кислород, защото по време на изгарянето му се образуват CO 2 и H 2 O. След това е необходимо да се намерят количествата вещества CO 2 и H 2 O, за да се определят количествата атомарни въглеродни, водородни и кислородни вещества.

ν(CO 2) = m(CO 2)/ M(CO 2) = 4,4/44 = 0,1 mol;

ν(H 2 O) = m(H 2 O)/ M(H 2 O) = 0,9/18 = 0,05 mol.

Определяме количествата атомни въглеродни и водородни вещества:

ν(C)= ν(CO 2); ν(C)=0.1 mol;

ν(H)= 2 ν(H 2 O); ν(H) = 2 0,05 = 0,1 mol.

Следователно масите на въглерода и водорода ще бъдат равни:

m(C) = ν(C) M(C) = 0,1 12 = 1,2 g;

m(N) = ν(N) M(N) = 0,1 1 =0,1 g.

Определяме качествения състав на веществото:

m(in-va) = m(C) + m(H) = 1,2 + 0,1 = 1,3 g.

Следователно веществото се състои само от въглерод и водород (вижте постановката на проблема). Нека сега определим неговото молекулно тегло въз основа на даденото условие задачиводородна плътност на дадено вещество.

M(v-va) = 2 D H2 = 2 39 = 78 g/mol.

ν(С) : ν(Н) = 0,1 : 0,1

Разделяйки дясната страна на равенството на числото 0,1, получаваме:

ν(С) : ν(Н) = 1 : 1

Нека вземем броя на въглеродните (или водородните) атоми като "x", след това, умножавайки "x" по атомните маси на въглерода и водорода и приравнявайки тази сума към молекулната маса на веществото, решаваме уравнението:

12x + x = 78. Следователно x = 6. Следователно формулата на веществото е C 6 H 6 - бензен.

Моларен обем на газовете. Закони на идеалните газове. Обемна фракция.

Моларният обем на газа е равен на отношението на обема на газа към количеството вещество на този газ, т.е.

V m = V(X)/ ν(x),

където V m е моларният обем на газа - постоянна стойност за всеки газ при дадени условия; V(X) – обем газ X; ν(x) е количеството на газовото вещество X. Моларният обем на газовете при нормални условия (нормално налягане pH = 101,325 Pa ≈ 101,3 kPa и температура Tn = 273,15 K ≈ 273 K) е V m = 22,4 l / mol.

При изчисления, включващи газове, често е необходимо да се премине от тези условия към нормални или обратното. В този случай е удобно да се използва формулата, следваща от комбинирания газов закон на Бойл-Мариот и Гей-Люсак:

──── = ─── (3)

Където p е налягане; V – обем; T - температура в скалата на Келвин; индексът "n" показва нормални условия.

Съставът на газовите смеси често се изразява с помощта на обемната фракция - съотношението на обема на даден компонент към общия обем на системата, т.е.

където φ(X) е обемната част на компонента X; V(X) – обем на компонента X; V е обемът на системата. Обемната фракция е безразмерна величина; тя се изразява в части от единица или като процент.

7. Кое сила на звукаще вземе при температура 20 o C и налягане 250 kPa амоняк с тегло 51 g?

дадени m(NH3)=51 g; p=250 kPa; t=20 o C.

намирам: V(NH3) =?

Решение: определете количеството амонячно вещество:

ν(NH3) = m(NH3)/ M(NH3) = 51/17 = 3 mol.

Обемът на амоняка при нормални условия е:

V(NH 3) = V m ν(NH 3) = 22,4 3 = 67,2 l.

Използвайки формула (3), намаляваме обема на амоняка до тези условия [температура T = (273 +20) K = 293 K]:

p n TV n (NH3) 101,3 293 67,2

V(NH 3) =───────── = ────────── = 29,2 l.

8. Дефинирайте сила на звука, който при нормални условия ще бъде зает от газова смес, съдържаща водород с тегло 1,4 g и азот с тегло 5,6 g.

дадени m(N2)=5.6 g; m(H2)=1.4; Добре.

намирам: V(смеси)=?

Решение: намерете количествата водородни и азотни вещества:

ν(N 2) = m(N 2)/ M(N 2) = 5,6/28 = 0,2 mol

ν(H 2) = m(H 2)/ M(H 2) = 1,4/ 2 = 0,7 mol

Тъй като при нормални условия тези газове не взаимодействат помежду си, обемът на газовата смес ще бъде равен на сумата от обемите на газовете, 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 l.

Изчисления с помощта на химични уравнения

Изчисленията с помощта на химични уравнения (стехиометрични изчисления) се основават на закона за запазване на масата на веществата. Въпреки това, в реални химични процеси, поради непълна реакция и различни загуби на вещества, масата на получените продукти често е по-малка от тази, която трябва да се образува в съответствие със закона за запазване на масата на веществата. Добивът на реакционния продукт (или масовата част на добива) е съотношението, изразено като процент, на масата на действително получения продукт към неговата маса, което трябва да се формира в съответствие с теоретичното изчисление, т.е.

η = /m(X) (4)

Където η е добивът на продукта, %; m p (X) е масата на продукта X, получен в реалния процес; m(X) – изчислената маса на веществото X.

В тези задачи, където добивът на продукта не е посочен, се приема, че той е количествен (теоретичен), т.е. η=100%.

9. Колко фосфор трябва да се изгори? за получаванефосфорен (V) оксид с тегло 7,1 g?

дадени: m(P2O5) = 7.1 g.

намирам: m(P) =?

Решение: записваме уравнението за реакцията на горене на фосфора и подреждаме стехиометричните коефициенти.

4P+ 5O 2 = 2P 2 O 5

Определете количеството вещество P 2 O 5 в резултат на реакцията.

ν(P 2 O 5) = m(P 2 O 5)/ M(P 2 O 5) = 7,1/142 = 0,05 mol.

От уравнението на реакцията следва, че ν(P 2 O 5) = 2 ν(P), следователно количеството фосфор, необходимо в реакцията, е равно на:

ν(P 2 O 5)= 2 ν(P) = 2 0,05= 0,1 mol.

От тук намираме масата на фосфора:

m(P) = ν(P) M(P) = 0,1 31 = 3,1 g.

10. Магнезий с тегло 6 g и цинк с тегло 6,5 g бяха разтворени в излишък от солна киселина. Какъв обемводород, измерен при стандартни условия, ще се открояваткъде?

дадени m(Mg)=6 g; m(Zn)=6,5 g; Добре.

намирам: V(H 2) =?

Решение: записваме уравненията на реакцията за взаимодействие на магнезий и цинк със солна киселина и подреждаме стехиометричните коефициенти.

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2

Mg + 2 HCl = MgCl 2 + H 2

Определяме количествата магнезиеви и цинкови вещества, реагирали със солна киселина.

ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg) = 6/24 = 0,25 mol

ν(Zn) = m(Zn)/ M(Zn) = 6,5/65 = 0,1 mol.

От реакционните уравнения следва, че количествата метални и водородни вещества са равни, т.е. ν(Mg) = ν(H 2); ν(Zn) = ν(H 2), ние определяме количеството водород в резултат на две реакции:

ν(H 2) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1 = 0,35 mol.

Изчисляваме обема на отделения водород в резултат на реакцията:

V(H 2) = V m ν(H 2) = 22,4 0,35 = 7,84 l.

11. Когато обем от 2,8 литра сероводород (нормални условия) премина през излишен разтвор на меден (II) сулфат, се образува утайка с тегло 11,4 g. Определете изходареакционен продукт.

дадени: V(H2S)=2.8 l; m (утайка) = 11.4 g; Добре.

намирам: η =?

Решение: записваме уравнението за реакцията между сероводород и меден (II) сулфат.

H 2 S + CuSO 4 = CuS ↓+ H 2 SO 4

Определяме количеството сероводород, участващ в реакцията.

ν(H 2 S) = V(H 2 S) / V m = 2,8/22,4 = 0,125 mol.

От уравнението на реакцията следва, че ν(H 2 S) = ν(СuS) = 0,125 mol. Това означава, че можем да намерим теоретичната маса на CuS.

m(СuS) = ν(СuS) М(СuS) = 0,125 96 = 12 g.

Сега определяме добива на продукта, използвайки формула (4):

η = /m(X)= 11,4 100/ 12 = 95%.

12. Коя теглоамониев хлорид се образува при взаимодействието на хлороводород с тегло 7,3 g с амоняк с тегло 5,1 g? Кой газ ще остане в излишък? Определете масата на излишъка.

дадени m(HC1)=7.3 g; m(NH3)=5.1 g.

намирам: m(NH4CI) =? m(излишък) =?

Решение: напишете уравнението на реакцията.

HCl + NH3 = NH4Cl

Тази задача е за „излишък“ и „недостиг“. Изчисляваме количествата хлороводород и амоняк и определяме кой газ е в излишък.

ν(HCl) = m(HCl)/ M(HCl) = 7,3/36,5 = 0,2 mol;

ν(NH3) = m(NH3)/ M(NH3) = 5.1/17 = 0.3 mol.

Амонякът е в излишък, така че изчисляваме въз основа на дефицита, т.е. за хлороводород. От уравнението на реакцията следва, че ν(HCl) = ν(NH 4 Cl) = 0,2 mol. Определете масата на амониевия хлорид.

m(NH 4 Cl) = ν(NH 4 Cl) М(NH 4 Cl) = 0.2 53.5 = 10.7 g.

Установихме, че амонякът е в излишък (по отношение на количеството вещество, излишъкът е 0,1 mol). Нека изчислим масата на излишния амоняк.

m(NH3) = ν(NH3) M(NH3) = 0,1 17 = 1,7 g.

13. Технически калциев карбид с тегло 20 g се обработва с излишък от вода, като се получава ацетилен, който при преминаване през излишък от бромна вода образува 1,1,2,2-тетрабромоетан с тегло 86,5 g. Определете масова част CaC 2 в технически карбид.

дадени m = 20 g; m(C2H2Br4) = 86.5 g.

намирам: ω(CaC 2) =?

Решение: записваме уравненията за взаимодействие на калциев карбид с вода и ацетилен с бромна вода и подреждаме стехиометричните коефициенти.

CaC2 +2 H2O = Ca(OH)2 + C2H2

C 2 H 2 +2 Br 2 = C 2 H 2 Br 4

Намерете количеството тетрабромоетан.

ν(C2H2Br4) = m(C2H2Br4)/M(C2H2Br4) = 86.5/346 = 0.25 mol.

От уравненията на реакцията следва, че ν(C 2 H 2 Br 4) = ν (C 2 H 2) = ν (CaC 2) = 0,25 mol. От тук можем да намерим масата на чистия калциев карбид (без примеси).

m(CaC 2) = ν(CaC 2) M(CaC 2) = 0,25 64 = 16 g.

Определяме масовата част на CaC 2 в технически карбид.

ω(CaC2) =m(CaC2)/m = 16/20 = 0,8 = 80%.

Решения. Масова част от компонента на разтвора

14. Сяра с тегло 1,8 g е разтворена в бензен с обем 170 ml Плътността на бензена е 0,88 g/ml. Дефинирайте масова частсяра в разтвор.

дадени: V(C6H6) = 170 ml; m(S) = 1.8 g; ρ(C6C6) = 0.88 g/ml.

намирам: ω(S) =?

Решение: за да се намери масовата част на сярата в разтвор, е необходимо да се изчисли масата на разтвора. Определете масата на бензена.

m(C 6 C 6) = ρ (C 6 C 6) V (C 6 H 6) = 0,88 170 = 149,6 g.

Намерете общата маса на разтвора.

m(разтвор) = m(C 6 C 6) + m(S) = 149,6 + 1,8 = 151,4 g.

Нека изчислим масовата част на сярата.

ω(S) =m(S)/m=1,8 /151,4 = 0,0119 = 1,19%.

15. Железен сулфат FeSO 4 7H 2 O с тегло 3,5 g се разтваря във вода с тегло 40 g. Определете масова част на железен (II) сулфатв получения разтвор.

дадени m(H20)=40 g; m(FeSO 4 7H 2 O) = 3,5 g.

намирам: ω(FeSO 4) =?

Решение: намерете масата на FeSO 4, съдържаща се в FeSO 4 7H 2 O. За да направите това, изчислете количеството на веществото FeSO 4 7H 2 O.

ν(FeSO 4 7H 2 O)=m(FeSO 4 7H 2 O)/M(FeSO 4 7H 2 O)=3,5/278=0,0125 mol

От формулата на железния сулфат следва, че ν(FeSO 4) = ν(FeSO 4 7H 2 O) = 0,0125 mol. Нека изчислим масата на FeSO 4:

m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) M(FeSO 4) = 0,0125 152 = 1,91 g.

Като се има предвид, че масата на разтвора се състои от масата на железен сулфат (3,5 g) и масата на водата (40 g), изчисляваме масовата част на железния сулфат в разтвора.

ω(FeSO4) =m(FeSO4)/m=1,91 /43,5 = 0,044 =4,4%.

Проблеми за самостоятелно решаване

1. 50 g метил йодид в хексан бяха изложени на метален натрий и бяха освободени 1,12 литра газ, измерено при нормални условия. Определете масовата част на метилйодида в разтвора. Отговор: 28,4%.
2. Част от алкохола се окислява до образуване на монокарбоксилна киселина. При изгаряне на 13,2 g от тази киселина се получава въглероден диоксид, чиято пълна неутрализация изисква 192 ml разтвор на KOH с масова част от 28%. Плътността на разтвора на KOH е 1,25 g/ml. Определете формулата на алкохола. Отговор: бутанол.
3. Газът, получен при взаимодействие на 9,52 g мед с 50 ml 81% разтвор на азотна киселина с плътност 1,45 g/ml, се пропуска през 150 ml 20% разтвор на NaOH с плътност 1,22 g/ml. Определете масовите дялове на разтворените вещества. Отговор: 12,5% ​​NaOH; 6,48% NaN03; 5,26% NaNO2.
4. Определете обема на газовете, отделени при експлозията на 10 g нитроглицерин. Отговор: 7.15 л.
5. Проба от органично вещество с тегло 4,3 g се изгаря в кислород. Продуктите на реакцията са въглероден оксид (IV) с обем 6,72 l (нормални условия) и вода с маса 6,3 g. Плътността на парите на изходното вещество по отношение на водорода е 43. Определете формулата на веществото. Отговор: C 6 H 14.

Нека да преминем към разглеждане на задача № 5 в OGE по химия или A5. Този въпрос е посветен на класификацията на веществата в химията, разглежда основните класове неорганични вещества и номенклатурата. Въпросът е доста изчерпателен, така че съм съставил диаграми, които ще ви помогнат да разберете по-добре.

Теория за задача № 5 OGE по химия

И така, както вече обсъдихме в предишния въпрос A3, веществата могат да бъдат прости и сложни. Простите се състоят от атоми на един елемент, сложните се състоят от атоми на различни елементи. Простите вещества от своя страна се делят на метали и неметали. Сложните вещества имат повече класове - оксиди, киселини, основи, основи.

Нека разгледаме класификацията на оксидите. Оксидите са съединения на кислорода с други елементи. В зависимост от това с кой елемент кислородът образува съединение, оксидите се делят на основни, киселинни и амфотерни.

• Основните оксиди образуват метали в степени на окисление +1 и +2 (K2O, MgO)
• Киселинните оксиди се образуват предимно от неметали (SO3, N2O5)
• Металите Zn и Al образуват амфотерни оксиди (ZnO, Al2O3)

Има изключения от всички правила, но за тях друг път. Освен това тези изключения не се появяват в OGE и Единния държавен изпит.

Класификация на хидроксидите

Хидроксидите са продукти от комбинацията на оксиди с вода. В зависимост от вида на оксида, хидроксидите се делят на основи, киселини и амфотерни основи. Основните оксиди образуват основи, киселинните, съответно, киселините, амфотерните оксиди образуват амфотерни основи - вещества, които проявяват свойствата както на киселини, така и на основи. От своя страна основите се делят на разтворими - алкали и неразтворими.

Киселините имат различни класификации. Има кислородсъдържащи и безкислородни киселини. Разликата между първите и вторите е, че първите съдържат кислород в молекулата си, докато вторите се състоят само от елемента и водород (например HCl). Киселините без кислород се образуват директно от взаимодействието на елемента (Cl2) и водорода (H2), докато киселините, съдържащи кислород, се образуват от взаимодействието на оксиди с вода.

Класификацията по основност се отнася до броя на протоните, отдадени от киселинна молекула при пълна дисоциация. Едноосновните киселини се дисоциират и образуват един протон, двуосновните киселини - два и т.н.

Класификацията според степента на дисоциация показва колко лесно се случва дисоциацията (отстраняването на протон от киселинна молекула). В зависимост от това се разграничават силни и слаби киселини.

Солите се делят на средни, киселинни и основни. Киселинните соли съдържат протон, докато основните соли съдържат хидрокси група. Киселинните соли са продукт на взаимодействието на излишна киселина с основа; основните соли, напротив, са продукт на взаимодействието на излишна основа с киселина.

Нека обобщим разгледаната тема.

• Оксиди – сложни вещества, състоящи се от две химични елементи, един от които е кислород .
• Основания – метални йони И хидроксидни йони .
• Киселини – Това са сложни вещества, състоящи се от водородни йони И киселинни остатъци .
• соли – Това са сложни вещества, състоящи се от метални йони И киселинни остатъци .

Анализ на типични опции за задача № 5 OGE по химия

Първи вариант на задачата

Формулата на натриевия хидроксид е

1. NaOH
2. NaHC03
3. Na 2 CO 3

Нека разгледаме всеки случай. NaH е съединение на метален натрий с водород - такива съединения се наричат хидриди , но не хидроксиди. NaOH се образува от метален катион - натрий и хидроксогрупа. Това е натриев хидроксид според класификацията. NaHCO3 - кисела сол - натриев бикарбонат. Образува се от остатък от въглена киселина и натриев катион. Na 2 CO 3 - средна сол - натриев карбонат.