Решить уравнение по химии 11 класс

Урок 31. Задачи, решаемые по уравнениям реакций

Для того чтобы решить любую задачу из этого раздела, необходимо знать

• теоретические основы задачи;
• общие принципы оформления расчёта по уравнению химической реакции.

Поскольку теоретические основы изложены в различных разделах Самоучителя и других учебниках, нужно перед решением задачи повторить нужный раздел.

Рассмотрим общие принципы оформления расчётов по уравнениям реакций.

Оформление расчётов по уравнениям реакций

Для того чтобы выполнить расчёт по уравнению реакции, нужно:

• составить уравнение химической реакции, расставить коэффициенты;
• по коэффициентам уравнения химической реакции определить число молей реагирующих веществ;
• НАД формулами соединений указать данные задачи, отметив их размерность (г, л, моль);
• ПОД формулами этих соединений сделать расчёт таким образом, чтобы размерность величин «над» и «под» химическими формулами совпали;
• составить пропорцию из «верхних» данных и «нижних» результатов и выполнить расчёт.

Разберём этот алгоритм на примере.

Задача 17. В раствор, содержащий 1,2 моль НCl опустили избыток алюминия. Какой объём водорода выделится при этом?

Решение. Составим уравнение реакции и запишем, что дано в ней, над формулами соединений. При этом обязательно указывайте размерность.

Задача 18. Сколько граммов алюминия нужно растворить в соляной кислоте, чтобы получить 5,6 л водорода?

Решение. Составим уравнение реакции и запишем, что дано в ней, над химическими формулами соединений. При этом обязательно указывайте размерность.

В случае, когда нужно определить объёмы реагирующих газов, можно воспользоваться следствием из закона Авогадро.

Объёмы реагирующих газов относятся как их коэффициенты в уравнении химической реакции.

Задача 19. Какой объём углекислого газа выделится при полном сгорании 6 л ацетилена С₂Н₂?

Задачи для самостоятельного решения

25. Какой объём кислорода потребуется для полного сгорания 6,2 г фосфора? Сколько молей оксида фосфора при этом получится?

26. Сколько молей фосфора нужно сжечь, чтобы получить 28,4 г оксида фосфора V?

27. Какой объём водорода потребуется на восстановление 10,6 г Fe₃О₄ до железа? (Реакция идет по схеме: Ме_xО_y + Н₂ → Ме + H₂O.)

28. Какой объём кислорода потребуется для сгорания 8,8 г пропана? (Пропан: С₃Н₈.)

29. Какой объём кислорода требуется для полного сгорания 5 л этилена С₂Н₄?

30. Хватит ли 10 л кислорода для полного сгорания 17 л водорода?

32. Какой объём водорода может присоединиться к пропену массой 21 г?

34. Сколько миллилитров бензола (пл.= 0,78 г/мл) можно получить из 56 л ацетилена?

35. Какой объём водорода выделится, если в избыток спирта бросить 0,23 г натрия?

36. Сколько граммов диэтилового эфира можно получать из 23 г этанола?

37. Какой объем этилена должен вступить в реакцию, для того чтобы образовалось 500 мл спирта (пл. = 0,8 г/мл)?

38. Какой объём водорода может присоединиться к 22 г этаналя?

39. Какой объём спирта нужно окислить для получения 11 г этаналя? (плотность спирта равна 0,8 г/мл).

40. Какой объём хлора вступит в реакцию с уксусной кислотой массой 15 г, если в реакции должна получиться хлоруксусная кислота?

41. Какой объём водорода потребуется для гидрирования 0,2 моль триолеина? Где применяется полученный продукт?

42. Какой объём кислорода потребуется для полного сгорания 100 г уксусной кислоты?

Задачи по теме «Количественный состав смесей»

Состав смесей очень часто определяют в различных задачах, например в которых упоминаются растворы. Дело в том, что растворы — это однородные смеси. Задачи такого типа решаются по разному, но в любом случае следует помнить, что массу (объём) смеси нельзя подставлять в уравнение реакции и нельзя находить по уравнению реакции. По уравнению реакции можно найти только массу или объём компонента смеси.

Внимание! Если в условии упоминается смесь веществ или раствор, то составлять уравнения реакций нужно для всех компонентов смеси, указывая, идёт реакция или нет, а затем выполнять расчёт, оформляя решение задачи по каждому уравнению так, как показано выше.

Задачи такого типа можно условно разделить на две группы:

• задачи, в которых имеется хотя бы одна величина, которую можно сразу подставить в уравнение реакции и сделать необходимый расчёт;
• задачи, в которых таких данных нет.

Рассмотрим задачу первого типа.

Задача 20. Смесь меди и алюминия массой 10 г обработали раствором щёлочи. При этом выделилось 10 л газа (н. у.). Определить состав смеси в масс.% (массовые доли алюминия и меди в смеси).

Решение. Составим уравнения реакций:

Составим пропорцию и определим массу алюминия в смеси:

Ответ. ώ(Al) = 80 %, ώ(Сu) = 20 %.

В задачах второго типа в химическом превращении участвуют все компоненты смеси, в результате чего образуется смесь газов или других продуктов реакции. В этих случаях нужно прибегнуть к приёму, когда неизвестная величина (о ней спрашивается в задачи), принимается за известную, и обозначается А.

Задача 21. На нейтрализацию 20 г смеси гидрофосфата и дигидрофосфата натрия потребовалось 25 г 40 %-ного раствора NaOH. Определить состав смеси.

Составим уравнения реакций:

Определим количество вещества NaOH, которое содержится в растворе (можно считать, используя значение массы этого вещества, но более простые числа получаются, если используется величина «моль»):

Внимание: количество вещества щёлочи можно рассчитать сразу:

Теперь используем приём, который был отработан в задаче 16: пусть в смеси содержится а г дигидрофосфата, тогда гидрофосфата содержится (20 — а) г. Подставим эти величины в уравнения реакций и найдём значения х и у:

Поскольку х + у = 0,25 моль, получаем уравнение

Ответ. Смесь состояла из 11,34 г дигидрофосфата и 8,66 г гидрофосфата.

При получении растворов происходят не только физические процессы (дробление вещества, диффузия), но и взаимодействие вещества и растворителя. (Подробнее см. урок 6) Иногда в результате такого взаимодействия образуются совершенно новые вещества. В этом случае необходимо составить уравнение или схему происходящего процесса, а в расчётной формуле указывать, о каком веществе идёт речь.

Задача 22. В 100 мл воды растворили 2 г кальция. Определить массовую долю вещества в полученном растворе.

Решение. Поскольку кальций реагирует с водой, составим уравнение соответствующей реакции:

Таким образом, в растворе содержится не кальций, а гидроксид кальция. Отразим это в расчётной формуле:

Значит, нам нужно вычислить m[Са(ОН)₂] по уравнению реакции:

а затем массу раствора:

Обратите внимание: массу полученного раствора вычисляют, исходя из массы исходных веществ или смесей, добавляя к ним массы тех веществ, которые были добавлены, и, вычитая массы веществ, которые вышли из сферы реакции в виде газа или осадка.

Ответ. Массовая доля щёлочи составит 3,6 %.

Задачи для самостоятельного решения

43. Через известковую воду пропустили 3 л воздуха. Выпало 0,1 г осадка. Определить объёмную долю (φ) углекислоты (CO₂) в воздухе.

44. 20 г мела опустили в соляную кислоту. При этом выделилось 4 л газа. Определить массовую долю (ώ) карбоната кальция в образце этого мела.

45. В 200 г воды растворили 15 г оксида лития. Найти массовую долю веществ в полученном растворе.

46. 20 г смеси хлорида натрия и карбоната натрия обработали соляной кислотой. При этом выделилось 2,24 л газа. Установить состав смеси в масс.%.

47. Для превращения 2,92 г смеси гидроксида и карбоната натрия потребовалось 1,344 л хлороводорода. Вычислить состав смеси.

48. При растворении 3 г сплава меди и серебра в разбавленной азотной кислоте получено 7,34 г смеси нитратов. Определить процентный состав смеси и объём газов, полученных при прокаливании образовавшихся солей.

49. Сколько граммов 30 %-ной азотной кислоты нужно взять для нитрования 5,6 л пропана?

50. Какой, объём кислорода потребуется для сжигания смеси, состоящей из 8 г метана и 11,2 л этана?

51. Какой объём метана можно получить при нагревании 20 г смеси, содержащей 25 % ацетата натрия, остальное — щёлочь?

52. Через бромную воду пропустили смесь, которая состоит из 8 г метана и 5,6 л этена. Сколько граммов брома вступит в реакцию?

53. Какой объём природного газа, который содержит 98 % метана, потребуется для получения 52 кг ацетилена?

54. Из 10 г загрязнённого карбида кальция получили 2,24 л ацетилена. Чему равна массовая доля карбида кальция в исходном образце?

55. Какой объём кислорода нужен для сжигания смеси, которая состоит из 4 г метана, 10 л этена и 1 моль этина?

56. Сколько граммов 40 %-ной азотной кислоты нужно взять для получения 24,2 г нитробензола?

57. Сколько граммов азотной кислоты потребуется для нитрования 4,7 г фенола, если ώ(кислоты) в исходном растворе равна 30 %.

58. Сколько граммов 30 %-ной муравьиной кислоты нужно для растворения 2,7 г алюминия?

59. Сколько граммов 40 %-ного раствора КОН требуется для омыления (гидролиза) 3 моль тристеарина?

60. Рассчитать объём газа, который должен выделиться при брожении 160 г 20 %-ного раствора глюкозы (брожение прошло полностью).

61. На реакцию с 50 мл раствора анилина пошло 4,2 г брома. Рассчитать массовую долю анилина в исходном растворе (плотность раствора равна единице).

Задачи на «избыток–недостаток»

Такие задачи имеют в условии легко узнаваемый признак: указаны данные для обоих (или всех) реагирующих веществ. В этом случае нужно вначале определить количество (в моль) реагирующих веществ.

Затем по уравнению реакции определить молярные соотношения этих веществ и сделать вывод — какое из них находится в недостатке. Именно по этой величине (в моль!) ведутся последующие расчёты.

Задача 23. Какой объём водорода выделится при взаимодействии 5,4 г алюминия с 200 г 12 %-ного раствора серной кислоты? Чему равны массовые доли веществ в полученном растворе?

Решение. Определим массы и количество вещества для алюминия и серной кислоты:

Составим уравнение реакции:

Из уравнения реакции видно, что молярные соотношения исходных веществ 2 : 3, это означает, что 0,2 моль алюминия реагируют полностью с 0,3 моль серной кислоты, но этой кислоты имеется только 0,24 моль, т. е. недостаток. Укажем количество вещества серной кислоты (0,24 моль) в уравнении реакции и выполним расчёт по коэффициентам:

Теперь можно ответить на все вопросы задачи. Объём водорода рассчитать несложно, поскольку мы уже определили количество (моль) этого вещества.

Задание. Рассчитайте объём водорода.

Для того чтобы определить массовые доли растворённых веществ, нужно установить, какие вещества растворимы. В данном случае — это серная кислота и соль. Но серная кислота вступила в реакцию полностью. Массу соли рассчитайте по количеству вещества её.

Массу раствора всегда следует рассчитывать по формуле:

В данном случае:

Обратите внимание: следует добавить не ту массу алюминия, которую, добавили в раствор, а только ту, которая вступила в реакцию:

Задание. Рассчитайте массу раствора, предварительно рассчитав массу водорода.

Теперь рассчитаем массовую долю соли в полученном растворе:

Ответ. Массовая доля сульфата алюминия равна 13,4 %, а объём водорода 5,4 литра.

Анализ на «избыток — недостаток» позволяет установить и качественный и количественный состав реакционной смеси. Особенно важен этот анализ в случае, когда могут получаться кислые или основные соли.

Задача 24. Установить состав и массу солей, если в раствор, содержащий 28 г КОН пропустить: а) 15 л СО₂; б) 10 л СО₂; в) 2,5 л СО₂.

При решении подобных задач следует учитывать, что при взаимодействии щелочей с многоосновными кислотами или их ангидридами могут получаться как средние, так и кислые соли. В данном случае, если молярное соотношение компонентов 1 : 1, то образуется кислая соль:

А если щёлочь в избытке (2 : 1 и более), то получается средняя соль:

Поэтому в начале нужно рассчитать количество вещества обоих компонентов:

В первом случае (а) ν (СО₂) > ν (КОН), поэтому образуется только кислая соль:

В этом случае углекислый газ находится в избытке, а его избыток не может реагировать дальше. Значит, образуется только кислая соль в количестве 0,5 моль (считаем по «недостатку»).

В третьем случае (в) ν (СО₂) Задачи для самостоятельного решения

62. Через 200 мл 13 %-ного раствора гидроксида бария (пл. = 1,1 г/мл) пропустили 2 л хлороводорода. Определить цвет индикатора в полученном растворе и массу полученной соли.

63. В 250 мл воды растворили 13,8 г натрия, затем добавили 50 г 59 %-ной ортофосфорной кислоты. Определить состав и массовую долю соли в полученном растворе.

64. 8,4 г карбоната магния растворили в 250 мл 15 %-ного раствора серной кислоты (пл. = 1,08 г/мл). Определить массовую долю соли в полученном растворе.

65. 8,4 г цинка растворили в 70 г 120 %-ной соляной кислоты. Определить массовую долю соли в полученном растворе.

66. 25 л СО₂ пропустили через 500 г 7,5 %-ного раствора едкого натра. Рассчитать массовые доли солей в полученном растворе.

67. Рассчитать массовую долю кислоты в растворе, полученном смешением 200 мл 15 %-ного раствора серной кислоты (пл. = 1,2 г/мл) с 150 мл 10 %-ного раствора нитрата бария (пл. = 1,04 г/мл).

68. Какой объём газа выделится, если 3,2 г меди растворить в 50 г 30 %-ной азотной кислоты? Чему равны массовые доли растворённых веществ в полученном растворе?

69. Твёрдое вещество, полученное при прокаливании карбоната кальция, растворили в воде. Через полученный раствор пропустили сернистый газ, в результате чего образовалась кислая соль массой 101 г. Определить массу карбоната и объёмы газов.

70. Смешали 200 г 12 %-ного раствора дигидрофосфата натрия и 150 г 5 %-ного раствора гидроксида натрия. Какие вещества содержатся в полученном растворе? Определить их массовые доли и реакцию среды раствора.

71. Через 100 мл 1,48 %-ного раствора сульфата меди (пл. = 1,08 г/мл) пропустили 300 мл сероводорода. Рассчитать массу осадка и массовую долю кислоты в полученном растворе.

72. Смешали 12 л бутена и 12 л кислорода. Смесь подожгли. Какой из этих газов и в каком объёме останется в смеси после реакции? Какой объём газа и жидкой воды образуется при этом?

73. Вычислить массу фенолята натрия, который образуется при взаимодействии 9,4 г фенола с 50 г 12 %-ного раствора гидроксида натрия.

74. Сколько граммов карбида кальция, который содержит 16 % примесей, нужно для получения 30 г уксусной кислоты?

Задачи на установление формулы вещества

Молекулярная формула вещества отражает его количественный состав. Количественный состав вещества, как и количественный состав раствора, выражают при помощи массовых долей элементов в нём:

Поскольку масса вещества в условии задачи, как правило, не указывается, применяем уже опробованный способ:

Пусть количество вещества равно 1 моль, тогда:

где n — число атомов этого элемента в веществе;

так как количество вещества равно 1 моль.

Задача 26. Определить массовую долю азота в нитрате аммония.

Решение. Поскольку в молекуле NH₄NO₃ два атома азота, а М_r(NH₄NO₃) = 80,

Зная массовые доли химических элементов в веществе (элементный состав), можно определять молекулярную формулу неизвестного вещества.

Задача 27. Массовая доля фосфора в оксиде равна 43,66 %. Установить формулу этого оксида.

Решение. Из формулы (4) следует, что:

Поэтому отношение числа атомов n элементов данном в веществе равно:

Согласно этой формуле, нам нужно найти ώ(О) в этом оксиде:

Подставим все данные в формулу (5):

Полученные величины (они должны содержать 2 значащие цифры после запятой) разделим на наименьшее число:

Поскольку число атомов не может быть дробным, обе величины умножим на 2:

Ответ. Искомая формула — Р₂О₅.

Если в задаче не указано, какой элемент входит в состав оксида, но указана его валентность, задача упрощается.

Задача 28. Массовая доля трёхвалентного элемента в оксиде равна 70 %. Установить формулу этого оксида.

Решение. Формула оксида Э₂О₃:

Из выделенной жирным шрифтом пропорции получаем:

Ответ. Формула оксида Fe₂O₃.

Эту задачу можно решить и по формуле:

Подставив данные задачи, получаем:

если М(элемента) = х, то М(вещества) равна 2х + 48.

Решите теперь полученное уравнение:

Ответ. х = 56, значит, формула оксида Fe₂O₃.

Задача 29. Установить формулу углеводорода, если он содержит 12,19 % водорода. Плотность по водороду равна 41.

Решение. Сначала составим общую формулу углеводорода С_хH_у и рассчитаем массовую долю Н в нём:

где n — число атомов.

По данным задачи рассчитаем массовую долю углерода:

и молярную массу вещества:

Подставив эти данные в формулу, получаем:

Решив полученное уравнение, получаем n = 6 (атомов углерода).

Найдём массу атомов водорода:

Поэтому формула углеводорода С₆H₁₀. Если известен гомологический ряд вещества (общая формула этого ряда), то задача упрощается.

Задача 30. Установить формулу алкина, если он содержит 12,19 % водорода.

Решение. Сначала составим общую формулу алкина С_nH_2n–2 и рассчитаем массовую долю Н в нём:

Решив полученное уравнение, получаем n = 6 (атомов углерода). Поэтому формула алкина С₆H₁₀.

Аналогично задаче 27 решаются все задачи, в которых дан элементный состав вещества, независимо от числа элементов.

Задача 31. Установить молекулярную формулу вещества, если оно содержит 54,4 % С, 36,4 % О и 9,1 % Н; D(H₂) = 44.

Соотношение числа атомов n элементов в любом веществе равно:

Подставим данные задачи в эту формулу:

Полученные величины (они должны содержать 2 значащие цифры после запятой) разделим на наименьшее число (2,275):

Получаем состав: С₂Н₄О. М(С₂Н₄О) = 44 г/моль, а реальная — 88 г/моль, значит, все индексы следует удвоить. Молекулярная формула вещества С₄Н₈О₂. Это может быть или одноосновная предельная кислота, или её эфир.

Задача 32. При полном сгорании 4,6 г органического вещества получили 8,8 г углекислого газа и 5,4 г воды. Найти молекулярную формулу вещества.

Решение. Определим количества и массы веществ, полученных при сгорании:

поскольку 1 молекула воды (1 моль) содержит два атома (2 моль) этого элемента, поэтому m(Н) = 0,6 г. Суммарная масса этих элементов — 3,0 г. Но сгорело 4,6 г вещества, значит, оно содержит кислород (1,6 г). ν(О) = 0,1 моль.

Составим уравнение реакции горения и подставим полученные данные в уравнение реакции:

получаем молярные соотношения продуктов реакции:

Теперь определим соотношение атомов элементов в исходном веществе, которое равно молярному соотношению элементов в этом веществе:

Молекулярная формула вещества С₂Н₆О.

Этот способ определения молекулярной формулы оптимален, когда неизвестна молекулярная масса вещества, поскольку, если молярная масса дана и задана в задаче через плотность или иначе, то задача решается «в лоб» — по уравнению химической реакции.

Задача 33. При полном сгорании 2,9 г органического вещества получили 3,36 л углекислого газа и 2,7 г воды. Плотность по водороду равна 29.

Решение. Сначала рассчитаем молярную массу газа:

Теперь составим схему реакции, обозначив формулу исходного вещества С_хН_у

Из выделенных параметров составим пропорции, сначала для СО₂:

а затем для воды:

Решив обе, получаем: х = 3, у = 6, т. е. искомая формула С₃Н₆.

Теперь нужно проверить соответствие полученной формулы заданной молярной массе: М(С₃Н₆) = 42 г/моль, что явно меньше 58 г/моль. Значит, в состав исходного вещества входит кислород. Его молярная масса: М(О) = 58 – 42 = 16, т. е. в состав вещества входит 1 атом кислорода.

Искомая формула С₃Н₆О.

Задача 34. Установить формулу алкена, если 11,2 г его при взаимодействии с бромоводородом образует 27,4 г бромида с положением брома у третичного атома углерода.

Решение. Вначале рассчитаем массу бромоводорода, согласно закону сохранения массы:

и составим уравнение реакции, используя общую формулу алкенов:

откуда найдём количество вещества алкена:

Теперь легко определить молярную массу неизвестного вещества:

Определим молярную массу неизвестного вещества через n:

отсюда: 14n = 56; n = 4.

Ответ. Состав искомого алкена С₄Н₈; это 2-метилпропен.

Задачи для самостоятельного решения

75. Оксид неметалла (V), содержащего 56,3 % кислорода, растворили в воде. Определить массовую долю вещества в этом растворе, если исходный оксид был получен из 3,1 г неметалла.

76. Какой щелочной металл образует сульфат с массовой долей кислорода 23,9 %?

77. Плотность паров алкана равна 3,214 г/л. Определите его молекулярную массу. Какую формулу имеет этот углеводород?

78. Один литр алкена имеет массу 1,25 г. Определите молярную массу этого вещества. Составьте его графическую формулу.

79. Углеводород с плотностью по гелию 28,5 содержит 15,8 % водорода. Установить его формулу.

80. При сгорании 2,24 л углеводорода получили 8,96 л СО₂ и 7,2 мл воды. Определить формулу углеводорода.

81. Органическое вещество содержит 37,7 % С, 6,3 % Н и 56 % Сl; 6,35 г его паров занимает объём 11,2 л. При гидролизе этого соединения образуется вещество, которое при восстановлении даёт вторичный спирт. Определить состав и строение исходного вещества.

82. При сгорании 1 л газообразного углеводорода, обесцвечивающего раствор перманганата калия, расходуется 4,5 л кислорода и образуется 3 л СО₂. Определить формулу углеводорода.

83. Установить формулу вещества, при сгорании 4,6 г которого образуется 4,48 л СО₂ и 5,4 мл воды. Плотность паров этого вещества по водороду равна 23.

84. При взаимодействии 16 г одноатомного спирта с натрием выделилось 5,6 л водорода. Какой спирт был взят для реакции?

85. Одноосновная кислота имеет состав: ώ(С) = 40 %; ώ(Н) = 6,67 %; ώ (О) = 53,33 %. Плотность паров её по аргону 1,5. Какая это кислота?

86. Определить строение сложного эфира предельной α-аминоуксусной кислоты, если известно, что он содержит 15,73 % азота.

87. Имеется смесь четырёх изомеров, каждый из которых реагирует с НСl и содержит в молекуле 23,7 % азота. Определить строение этих соединений и массу исходной смеси, если известно, что вещества предельные, а при сгорании смеси образуется 4,48 л азота.

Задачи, в которых учитывается «выход» полученного вещества

Реальные химические процессы никогда не происходят со 100 %-ным выходом, который рассчитывается по уравнению реакции. Например, вы рассчитали, что должно выделиться 100 л газа, а реально его получено 60 л. Значит, выход (ή) в этой реакции равен:

Выход продукта выражается в долях единицы или в процентах. В нашем примере:

Задача 35. Рассчитать массы исходных веществ, необходимых для получения 91 г нитрида кальция, что составляет 80 % от теоретически возможного.

Следует помнить, что в уравнение химической реакции можно подставлять данные только теоретического выхода. Поэтому рассчитаем его (Т):

Подставим полученную величину в уравнение реакции и найдём искомые величины:

Задание. Остальной расчёт сделайте самостоятельно.

Задачи для самостоятельного решения

88. Какой объем этилена можно получить из 92 граммов спирта? Выход составляет 80 % от теоретически возможного количества.

89. Сколько граммов хлорвинила можно получить из 56 л ацетилена, если выход составляет 80 %?

90. 46 г глицерина обработали азотной кислотой. Рассчитайте массу полученного вещества, если выход составляет 40 %. Где применяется это вещество?

91. Из 56 л ацетилена получили 88 г этаналя. Рассчитайте выход в % от теоретически возможного.

92. Сколько граммов спирта нужно взять, чтобы получить 7,4 г этилформиата, что составляет 80 % от теоретического выхода?

93. При нагревании 2,84 г иодметана с 0,69 г натрия получено 179,2 мл углеводорода. Определить выход в % от теоретически возможного.

94. 184 г толуола прореагировали с 1,5 моль хлора в присутствии хлорида алюминия. Реакция протекала с выходом 90 % от теоретически возможного. Вычислить объём полученного газа, водный раствор которого не окрашивает раствор фенолфталеина.

95. При нагревании 28,75 мл алканола (ρ = 0,8 г/мл) с концентрированной серной кислотой, получили газ, который может присоединить 8,96 л водорода. Определить строение спирта, если выход газа составляет 80 %.

96. Какой объём 40 %-ного формалина с плотностью 1,1 г/мл можно получить из 48 мл метанола? Плотность спирта 0,8 г/мл. Выход 80 %.

97. Сколько граммов эфира можно получить при взаимодействии 30 г уксусной кислоты и 30 г этанола с выходом 30 %?

Решение задач для подготовки к ЕГЭ по химии (11 класс)

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

«Актуальность создания школьных служб примирения/медиации в образовательных организациях»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Решение задач для подготовки к ЕГЭ по химии.

ТИП I. НЕРАСТВОРИМОСТЬ ОТДЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ.

Задача 1. Смесь алюминия и железа обработали избытком соляной кислоты, при этом выделилось 8,96 л газа (н.у.). Это же количество смеси обработали избытком раствора гидроксида натрия, выделилось 6,72 л газа (н.у.). Найти массовую долю железа в исходной смеси.

1) Составим уравнения реакций взаимодействия металлов с

кислотой и щелочью, при этом нужно учесть, что железо не реагирует с раствором щелочи:

2Al + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2 ↑ (1)

Fe + 2HCl = FeCl2 +H2↑ (2)

2Al + 2NaOH + 6H2O == 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ (3)

2) Поскольку со щелочью реагирует только алюминий, то мож-

но найти его количество вещества:

ν(Н2) = V/VM = 6,72 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,3 моль,

следовательно, ν(Al) = 0,2 моль.

3) Поскольку для обеих реакций были взяты одинаковые количества смеси, то в реакцию с

соляной кислотой вступило такое же количество алюминия, как и в реакцию со щелочью,

По уравнению (1) находим:

4) Найдем количество вещества водорода, выделившегося в результате реакции металлов с кислотой:

νобщ(Н2) = V / VМ = 8,96 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,4 моль.

5) Найдем количество вещества водорода, выделившегося при взаимодействии железа с кислотой, и затем количество вещества железа:

ν(Н2) = νобщ(Н2) – ν(Н2) = 0,4 – 0,3 = 0,1 моль,

6) Найдем массы Al, Fe, массу смеси и массовую долю железа в смеси:

m(Al) = 27 (г/моль) * 0,2 (моль) = 5,4 г,

m(Fe) = 56 (г/моль) * 0,1 (моль) = 5,6 г,

mсмеси(Al, Fe) = 5,4 + 5,6 = 11 г,

ω(Fe) = mв-ва / mсм = 5,6 / 11 = 0,5091 (50,91 %).

Ответ. ω(Fe) = 50,91 %.

ТИП II. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Речь идет об одновременно происходящих реакциях, с реагентом (реагентами) взаимодействуют все компоненты смеси. Для определения порций отдельных компонентов придется использовать алгебраический алгоритм. Поскольку в дальнейшем предстоят расчеты по уравнениям реакций, в качестве неизвестной величины лучше всего выбрать количество вещества.

Алгоритм 1. Решение через систему уравнений с двумя неизвестными

(подходит для любой задачи такого типа)

1. Составить уравнения реакций.

2. Количества веществ (ν) в исходной смеси обозначить через х, у моль и, согласно молярным соотношениям по уравнениям реакций, выразить через х, у моль количества веществ в

3. Составить математические уравнения. Для этого следует выразить массу (или объем)

веществ через х, у и молярную массу (молярный объем) по формулам:

4. Составить систему уравнений и решить ее.

5. Далее решать согласно условиям задачи

Задача 1. Пластинку из магниево-алюминиевого сплава массой 3,9 г поместили

в раствор соляной кислоты. Пластинка растворилась, и выделилось 4,48 л газа. Найти массовые доли металлов в сплаве.

1) Запишем уравнения реакции:

Mg + 2HCl = MgCl2 +H2↑

2Al+ 6HCl = 2AlCl3 +3H2↑

2) Обозначим количества веществ:

ν(Mg) = x моль; ν(Н2) = х моль;

ν(Al) = y моль; ν(Н2) = 1,5 у моль.

3) Составим математические уравнения: найдем массы магния, алюминия и их смеси, а также ко-

личество вещества выделившегося водорода:

m( смеси ) = 24 х + 27y;

ν(Н2) = V/VM = 4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль.

4) Составим систему уравнений и решим ее:

24(0,2 – 1,5у) + 27у = 3,9,

х = 0,2 – 1,5*0,1 = 0,05.

5) Найдем массы магния и алюминия и их массовые доли в смеси:

m(Mg) = 0,05 (моль) * 24 (г /моль) = 1,2 г,

m(Al) = 0,1 (моль) * 27 (г /моль) = 2,7 г,

ω(Mg) = m(Mg) / m(см.) = 1,2 (г) / 3,9 (г) = 0,3077,

ω (Al) = m(Al) / m( см .) = 2,7 / 3,9 = 0,6923.

Ответ . ω (Mg) = 30,77 %; ω (Al) = 69,23 %.

Задача 2. К раствору, содержащему 5,48 г смеси сульфата и силиката натрия, прибавили избыток хлорида бария, в результате образовалось 9,12 г осадка. Найти массы солей в исходной смеси.

1) Составим уравнения реакций:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2NaCl,

Na2SiO3 + BaCl2 =BaSiO3↓+ 2NaCl.

2) Обозначим количества веществ:

ν(Na2SO4) = x моль,

ν(Na2SiO3) = у моль,

ν(BaSiO3) = у моль.

3) Составим формулы для массы веществ:

m( исх . см .) = m(Na2SO4) + m(Na2SiO3),

m(обр. см.) = m(BaSO4) + m(BaSiO3).

4) Составим систему уравнений и решим ее:

m(Na2SO4) = 0,03 (моль)æ142 (г/моль) = 4,26 г,

m(Na2SiO3) = 5,48 – 4,26 = 1,22 г.

Ответ. m(Na2SO4) = 4,26 г; m(Na2SiO3) = 1,22 г.

Алгоритм 2. Решение через уравнение с одним неизвестным

(подходит только для задач, в которых можно найти общее количество продукта, образующегося во всех параллельных реакциях)

1. Составить уравнения реакций.

2. Найти количество образовавшегося вещества.

3. Обозначить количество вещества, получившегося в результате одной реакции, через

х моль, тогда количество вещества, получившегося в результате второй реакции, будет равно:

(ν – х). Выразить, согласно уравнениям реакций, количества веществ в исходной смеси.

4. Выразить массы веществ, составить и решить уравнение с одним неизвестным.

Из двух задач, решенных по алгоритму 1, этим способом можно решить только задачу 1. (в разделе

ТИП II. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Решение задачи 1

1) Составим уравнения реакций:

Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2 ↑ (1)

2Al+ 6HCl = 2AlCl3 +3H2↑ (2)

2) Найдем количество вещества образовавшегося водорода:

ν(Н2) = V / VМ = 4,48 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль.

3) Обозначим количество вещества водорода, получившегося по реакции (2),

ν(Н2) = х моль, тогда количество вещества водорода, получившегося по реакции (1),

равно: ν(Н2) = 0,2 – х.

Согласно уравнениям реакций в исходной смеси было:

ν(Mg) = 0,2 – x; ν(Al) = 2x / 3.

4) Выразим массы:

m(Mg) = 24(0,2 – x) = 4,8 – 24x,

m(Al) = 27æ2x /3 = 18х.

Составим уравнение с одним неизвестным:

4,8 – 24х + 18х = 3,9;

ν(Mg) = 0,2 – 0,15 = 0,05 моль;

ν(Al) = 2/3 * 0,15 = 0,1 моль.

5) Найдем массы магния и алюминия и их массовые доли в смеси:

m(Mg) = 0,05 (моль) * 24 (г /моль) = 1,2 г,

m(Al) = 0,1 (моль) * 27 (г /моль) = 2,7 г,

ω(Mg) = m(Mg) / m(см.) = 1,2 (г) / 3,9 (г) = 0,3077,

ω (Al) = m(Al) / m( см .) = 2,7 / 3,9 = 0,6923.

Ответ . ω (Mg) = 30,77 %; ω (Al) = 69,23 %.

ТИП III. КОМБИНИРОВАННЫЕ ЗАДАЧИ

Задача 1. При обработке 17,4 г смеси алюминия, железа и меди избытком соляной кисло-

ты выделилось 8,96 л (н.у.) . Не растворившийся в соляной кислоте остаток растворился

в концентрированной азотной кислоте с выделением 4,48 л газа (н.у.). Определить состав

исходной смеси (в %).

1) Составим уравнения реакций:

Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑

2Al+ 6HCl = 2AlCl3 +3H2↑

Cu+ 4HNO3 == С u(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O.

2) Найдем количество вещества оксида азота(IV) и количество

вещества и массу меди:

ν(NO2) = V / VМ = 4,48 л / 22,4 (л/моль) = 0,2 моль,

m(Cu) = M * ν == 64 (г/моль) * 0,1 (моль) = 6,4 г.

3) Найдем массу смеси железа и алюминия:

m(Fe, Al) = 17,4 (г) – 6,4 (г) = 11 г.

4) Обозначим количества веществ:

ν(Fe) = x моль, ν(Н2) = х моль;

ν(Al) = y моль, ν(Н2) = 1,5 у моль.

5) Выразим массы Fe и Al через x и y; найдем количество вещества водорода:

m(Fe) = 56x; m(Al) = 27y;

ν(Н2) = V / VМ = 8,96 (л) / 22,4 (л/моль) = 0,4 моль.

6) Составим систему уравнений и решим ее:

56(0,4 – 1,5у) + 27у = 11,

х = 0,4 – 1,5*0,2 = 0,1.

7) Найдем массы железа и алюминия, затем массовые доли веществ в смеси:

m(Fe) = 0,1 (моль) * 56 (г/моль) = 5,6 г,

m(Al) = 0,2 (моль) * 27 (г/моль) = 5,4 г;

ω(Cu) = m(Cu) / m(см.) = 6,4 (г) / 17,4 (г) = 0,368,

ω(Fe) = m(Fe) / m(см.) = 5,6 (г) / 17,4 (г) = 0,322,

ω (Al) = m(Al) / m( см .) = 5,4 ( г ) / 17,4 ( г ) = 0,31.

Ответ . ω ( С u) = 36,8 %; ω (Fe) = 32,2 %; ω (Al) = 31 %.

Краткое описание документа:

В данной разработке рассматриваются три типа решения задач:

1тип — нерастворимость отдельных компонентов;

2 тип — параллельные реакции;

3 тип — комбинированные задачи.

Разработка может помочь рассмотреть задачи и подготовиться к ЕГЭ обучающимся 11 класса. Также данные задачи можно использовать на уроках и для подготовки к олимпиадам..

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 956 человек из 80 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

• Курс добавлен 23.11.2021
• Сейчас обучается 51 человек из 29 регионов

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

• Курс добавлен 31.01.2022
• Сейчас обучается 33 человека из 19 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Дистанционные курсы для педагогов

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

33 конкурса для учеников 1–11 классов и дошкольников от проекта «Инфоурок»

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 570 708 материалов в базе

Другие материалы

• 12.11.2014
• 1963
• 2

• 12.11.2014
• 949
• 0

• 12.11.2014
• 701
• 0

• 11.11.2014
• 783
• 1

• 11.11.2014
• 902
• 11

• 11.11.2014
• 1051
• 1

• 11.11.2014
• 1644
• 18

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Добавить в избранное

• 12.11.2014 17468
• DOCX 19.8 кбайт
• 131 скачивание
• Рейтинг: 5 из 5
• Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Пухова Алия Руслановна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

• На сайте: 7 лет и 3 месяца
• Подписчики: 0
• Всего просмотров: 21822
• Всего материалов: 4

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Тринадцатилетняя школьница из Индии разработала приложение против буллинга

Время чтения: 1 минута

Рособрнадзор не планирует переносить досрочный период ЕГЭ

Время чтения: 0 минут

В Ленобласти школьники 5-11-х классов вернутся к очному обучению с 21 февраля

Время чтения: 1 минута

В школах Хабаровского края введут уроки спортивной борьбы

Время чтения: 1 минута

В России могут объявить Десятилетие науки и технологий

Время чтения: 1 минута

Онлайн-конференция о создании школьных служб примирения

Время чтения: 3 минуты

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Решить уравнение по химии 11 класс

Ключевые слова: решение 25 типовых задач по химии, определение массы, доли, числа,

1 Определение относительной молекулярной массы Мг

Задача Какова относительная молекулярная масса Мг нитробензола С₆Н₅NO₂? Какова молекулярная масса этого вещества в а.е.м.?

2 Определение массовой доли элемента в соединении

Задача Какова масса в граммах 1 атома 131 I ?

3 Определение числа молекул в порции вещества

Задача Сколько молекул воды содержится в 1 капле воды массой 0,03 г?

4 Определение массы атома в граммах

Задача Какова массовая доля фосфора в фосфате кальция Са₃(РO₄)₂ ?

Ответ: ω = 0.2 или 20%

5 Определение молярной массы

Задача Какова молярная масса вещества, если масса 2.5 моль этого вещества равна 250 г?

6 Определение массового отношения элементов в соединении

Задача Каково массовое отношение углерода, водорода и кислорода в глюкозе С₆Н₁₂0₆ ?

7 Определение объема, который занимает порция газа при н.у.

Задача Какой объем (н.у.) занимают 66 г С0₂?

8 Определение теплового эффекта реакции

Задача Молярная теплота сгорания угля на воздухе 393.5 кДж/моль. Сколько теплоты выделится при полном сгорании 1 кг угля?

9 Определение максимального выхода продукта реакции

Задача Сколько максимально литров (н.у.) водорода можно получить, используя 45.5 г цинка и избыток соляной кислоты?

10 Определение реального выхода продукта реакции

Задача При прокаливании 15,8 г перманганата калия КМnО₄ получено 0,896 л (н.у.) кислорода. Каков выход кислорода в данном случае?

11 Определение выхода продукта по стехиометрическим соотношениям

Задача Сколько граммов азотной кислоты HNO₃ максимально можно получить из 44.8 л (н.у.) азота?

12 Определение содержания основного компонента (или содержания примеси) в исходном веществе

Задача Каково содержание (в процентах) СаСО₃ в образце известняка, при длительном прокаливании 400 г которого получено 78,4 л С0₂ (н.у.)?

13 Определение выхода реакции, когда одно из исходных веществ взято в избытке

Задача Сколько граммов поваренной соли NaCI можно получить, если смешать два раствора, один из которых содержит 29,2 г HCI, а другой 44 г NaOH?

14 Определение состава газовой смеси (в объемных процентах)

Задача 20 л (н.у.) аммиака пропустили через нагретую до 350°С трубку с железным катализатором. Объем полученной газовой смеси (н.у.) равен 25 л. Каков состав полученной газовой смеси (в объемных процентах) ?

15 Определение объема газа, расходуемого на проведение реакции с другими газами

Задача Какой минимальный объем кислорода, содержащего 10 объемн. % озона, необходим для полного сжигания 4 л пропана С₃Н₈ ?

16 Определение молекулярной формулы вещества по относительной плотности его паров

Задача Относительная плотность паров углеводорода по воздуху 2,69. Массовая доля водорода в соединении 7,69%. Какова молекулярная формула углеводорода?

17 Определение состава газовой смеси

Задача Относительная плотность 30 л смеси метана СН₄ и азота N₂ по гелию равна 5. Сколько литров метана и азота взято для приготовления смеси?

18 Определение состава солей в растворе

Задача В растворе смешали 9,8 г H₂S0₄ и 6,5 г NaOH. Какие соли и в каких количествах образовались?

19 Приготовление раствора с заданной массовой долей растворенного вещества

Задача Сколько граммов сахарозы надо растворить в 250 г воды, чтобы получить раствор с массовой долей сахарозы 0,3 (30%)?

20 Приготовление раствора с заданной массовой долей растворенного вещества

Задача : Сколько граммов медного купороса CuS0₄ • 5Н₂0 надо добавить к 300 г 2%-го раствора сульфата меди, чтобы получить 5%-ный раствор ?

21 Приготовление раствора с заданной массовой долей растворенного вещества

Задача Сколько миллилитров воды нужно добавить к 100 мл 30%-го раствора соляной кислоты с плотностью 1,15 г/мл, чтобы получить раствор с массовой долей НCl 5%?

22 Приготовление раствора с заданной массовой долей растворенного вещества

Задача Сколько граммов ВаО надо добавить к 100 г воды, чтобы получить 5%-ный раствор?

23 Приготовление раствора с заданной молярной концентрацией

Задача Сколько граммов сульфата натрия Na₂S0₄* 10Н₂0 необходимо для приготовления 0,5 л раствора с молярной концентрацией 0,02 моль/л?

24 Определение формулы органического вещества по данным о массе продуктов реакции

Задача При полном сгорании 6,0 г органического вещества получено 8,8 г С0₂ и 3.6 г воды. Плотность паров органического вещества по водороду равна 30. Какова молекулярная формула вещества?

25 Определение молекулярной формулы органического вещества по данным о продукте реакции

Задача При обработке 14,8 г одноосновной карбоновой кислоты избытком цинка получено 2,24 л водорода. Какова молекулярная формула кислоты?

Автор задач: С.С.Бердоносов

Решение 25 типовых задач по химии. Выберите дальнейшие действия:

2 Комментарии

Спасибо! Все задачи решены в одном ключе (используются одни и те же приемы), что ускоряет их понимание и использование.

Благодарю! Помогли вспомнить решение нужной мне задачи. 17. 03 21г.

Добавить комментарий Отменить ответ

Школьные предметы:

Поиск конспекта

Новые конспекты

О проекте

Сайт «УчительPRO» — некоммерческий школьный проект учеников, их родителей и учителей. Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie и других пользовательских данных в целях функционирования сайта, проведения статистических исследований и обзоров. Если вы не хотите, чтобы ваши данные обрабатывались, покиньте сайт.

Возрастная категория: 12+

(с) 2021 Учитель.PRO — Копирование информации с сайта только при указании активной ссылки на сайт!