Задачи по химии
материал для подготовки к егэ (гиа) по химии по теме

Решение расчетных задач

Тема: Расчеты по химическим формулам

Задача №1. Определить массу бертолетовой соли, необходимой для получения 2,5 моль кислорода.

Дано:                          Решение:

n(O2) = 2,5 моль      M(KClO3)= 39+35,5+16*3=122,5 г/моль.

m(KClO3)=?            1) Расчет по уравнению реакции

                                                      t     

                                                           2KClO3              2KCl + 3O2

                                    2моль                      3 моль

                                 По уравнению: 2 моль:2 моль

                                 По условию:     х моль:2,5 моль

2моль       3 моль              2 моль* 2,5 моль

х моль  =     2,5 моль  ,  х=         3 моль            = 1,7 моль

                                                  m(KClO3)

 n(KClO3) =   M (KclO3) ;   m(KClO3)=n(KClO3)*M (KclO3)=

  = 1,7 моль*122,5    г/моль= 208,3 г.

Ответ: m(KClO3)=208,3 г.

Задача №2. Какое количество вещества меди образуется при восстановлении водородом 16 г оксида меди (Ⅱ)

Дано:                          Решение:

m(CuO)= 16г           1) определить количество данного вещества

n(Cu)=?                                   m(CuO)      16 г        

                                 n(CuО) = М(CuO) =  80 г/моль  =  0,2 моль

                                 М(CuO)= 64+16=80 г/моль

                                  2)  расчет по уравнению реакции

                                                 t

                                 CuO+H2 → Cu+ H2O

                                по уравнению: 1 моль (CuO) : 1 моль (Cu)

                                по условию:  0,2 моль (CuO) : х моль (Cu)

                                       0,2 моль*1 моль

                               х=        1 моль              = 0,2 моль

                              Ответ:  n(Cu) = 0,2 моль.

Тема: Расчеты по уравнениям химической реакции.

Задача №1. В тигле сожгли порошок магния, в результате реакции масса тигля уыеличилась на 0,4 г. Сколько граммов оксида магния образовалось в результате реакции? Сколько граммов магния подверглось окислению?

Дано:                          Решение:

  ∆m =0,4 г               2 Mg+ O2 = 2 MgO

  m(MgO)=?            Из уравнения видно, что изменение массы магния происходит за счет его

   m(Mg) - ?              соединения с кислородом. Поэтому ∆m = m(O2) = 0,4 г.

               1 способ:     у г     0,4 г      х г

                                  2 Mg+ O2 = 2 MgO

                                  2 моль  1 моль   2 моль

          M(Mg) = 24 г/моль    M(O2)=32 г/моль     M(MgO)=24+16=40 г/моль

        m(Mg)=n*M =48 г      m(O2)=32 г                m(MgO)=n*M=80 г

      у г     0,4 г     х г  

     48 г =  32 г  = 80 г

    у=0,6 г; х = 1 г или х=0,6+0,4=1 г.

2 способ:  2 Mg+ O2 = 2 MgO

                 2 моль  1 моль   2 моль

M(Mg) = 24 г/моль

n(O2)= m:M = 0,4г : 32 г/моль = 0,0125 моль

n(Mg)=n(MgO)=0,025 моль

M(MgO)=24+16=40 г/моль

m(MgO)=n*M=0,025 моль*40 г/моль= 1г

m(Mg)=0,025 моль*24 г/моль=0,6г

Ответ: m(MgO)=1г, m(Mg)= 0,6г

Тема: Закон Авогадро и следствия из него. Количество вещества, молярный объем.

Задача№1 Плотность по водороду пропан-бутановой смеси равна 23,5. Чему равен состав смеси (% объемн.) пропана и бутана?

    Дано:                                Решение:

D(H2)(C3H8+C4H10)=23,5     1) M(смеси)=DH2   (смеси)*M(H2) = 23,5 * 2г/моль=47 г/моль

    φ (C3H8) -?                     2) Пусть n(C3H8) = x моль, тогда  n(C4H10) = (1-х) моль

     φ (C4H10) -?                    3) Составляем уравнение:

                                          М(C3H8) * n(C3H8) + М(C4H10) * n(C4H10) = M(смеси)

                                          44*х+58*(1-х)=47 => х = 0,786  => n(C3H8) = 0,786 моль

                                          n(C4H10) = 1-0,786=0,214 моль

                                             4) Согласно следствию из закона Авогадро, отношение объемов

                                        двух газов равно отношению их количеств веществ, поэтому:

                                        V(газа) / V(смеси) = n(газа) / n(смеси)  => φ (C3H8)= n(C3H8) /

                                        n(C3H8)=0,786/1=0,786, или 78,6%

                                         φ (C4H10)=1-φ (C3H8)=1-0,786=0,214, или 21,4%

Ответ: φ (C3H8)=78,6%, φ (C4H10)=21,4%

Задача№2. Вычислить объем водорода, необходимый для синтеза аммиака, если в реакцию вступает 89,6 л азота.

 Дано:                                Решение:

V (N2)=89,6 л           1. определить количество данного вещества

     V(H2) = ?               Vm=22,4 л/моль       89,6x  

                                  n(N2)=V (N2): Vm=  22,4х/моль = 4 моль

                                  2. расчет по уравнению реакции:

                                     N2 + 3H2    →←  2 NH3

                                                          по уравнению: 1 моль:3 моль

                                  по условию: 4 моль:х моль

                               1 моль:4 моль=3 моль:х моль

                                х(H2)=12 моль

                                V(H2) = n(N2)* Vm=12моль*22,4 л/моль=268,8 л

   Ответ:  V(H2)= 268,8 л.

Тема: Расчеты по уравнениям реакции, если реагенты содержат примеси, если известен выход одного из продуктов реакции. Расчеты по термохимическим уравнениям.

Задача№1 Определите количество вещества оксида углерода (IV), образовавшегося при разложении известняка массой 512,8 г. Массовая доля примесий в известняке составляет 22%.

      Дано:                                Решение:

m(известн.)=512,8г    m(известн.)=m(CaCO3,пр)=512 г

Ѡ(пр.)=22%=0,22     Ѡ(пр.)=m(прим) : m(CaCO3,пр), откуда

     n(CO2) = ?             m(прим)=Ѡ(пр.)*m(CaCO3,пр)=0,22*512,8 г=112,8 г

                                      m(CaCO3) =  m(CaCO3,прим) -m(прим)=512,8-112,8=400г

                                     n(CaCO3) = m(CaCO3) : M(CaCO3) = 400г : 100 г/моль=4 моль

                                    M(CaCO3) = 40+12+16*3=100г/моль

                                     Расчет по уравнению реакции

                                                     t

                                     CaCO3      →  CaO+CO2

                                                       по уравнению: 1 моль(CaCO3):1 моль(CO2)

                                по условию: 4 моль:х моль

                               1 моль:4 моль=1 моль:х моль

                                 х(CO2)=4 моль

Ответ: n(CO2)=4 моль

Задача№2. Определить массу нитробензола, вступившего в реакцию с водородом, если в результате получили 116,5 г анилина. Выход продукта составляет 80% от теоретически возможного.

Дано:                                     Решение:

mпр (С6H5NH2)=116,5 г      1. определим теоретическую массу анилина.

W(С6H5NH2)=80%=0,8     W(С6H5NH2)=mпр (С6H5NH2) : mтеор(С6H5NH2)

m(C6H5NO2)-?                    mтеор(С6H5NH2)=mпр (С6H5NH2) :                      W(С6H5NH2)=116,5г:0,8=145,6г

1.   n(С6H5NH2)= mтеор(С6H5NH2):М(С6H5NH2)=145,6г:93г/моль=1,6 моль

                                  М(С6H5NH2)=12*6+5+14+2=93г/моль

                                                                kat

                                                            3   C6H5NO2 + 3H2  →  С6H5NH2 +2H2O

                          по уравнению: 1 моль(C6H5NO2):1 моль (С6H5NH2)

                          по условию:      х:1,6 моль

                       1 моль:х=1 моль:1,6 моль

                          х=1,6 моль.          n(С6H5NO2)=1,6 моль

2. n(С6H5NO2)=m(C6H5NO2):М(С6H5NО2)

М(С6H5NО2)=12*6+5+14+16*2=123г/моль

                                      m(C6H5NO2)=n(С6H5NO2)*М(С6H5NО2)=1,6 * 123 = 196,8г

         Ответ: m(C6H5NO2)=196,8г.

Задача№3. Определить объем газа, выделившийся при обжиге 312,5г известняка, содержащего 20% примесей.

Дано:                                     Решение:

m(известн.)=                     1. определить m(прим.)

= m(CaCO3,пр) =312,5г          Ѡ(прим.)=m(прим.):m(CaCO3,пр)=

 Ѡ(прим.)=20% = 0,2            m(прим.)=m(CaCO3,пр)* Ѡ(прим.)                  

  V(газа)=V(CO2) = ?             m(прим.)=312,5г*0,2=62,5г

                                          m(CaCO3) =m(CaCO3,пр)-m(прим.)=312,5г-62,5г=250г

                                          n (CaCO3)= m(CaCO3):M(CaCO3)

                                          M(CaCO3)= 40+12+16*3=100г/моль

                                           n (CaCO3)= 250г:100г/моль=2,5 моль

                                    V(CO2) по уравнению:                    t

                                                                              CaCO3      →  CaO+CO2

                                                                               1 моль           1 моль

                                      по условию:                    2,5 моль             х

       n(CO2)=2,5 моль          V(CO2)=  n(CO2)* Vm,   Vm=22,4л/моль

        V(CO2)=2,5 моль*22,4 л/моль=56л

Ответ:V(CO2)=56л

Задача№4. Определить тепловой эффект реакции образования воды, если при взаимодействии 112 л водорода (н.у.) выделилось 1430 кДж теплоты.

Дано:                                       Решение

V(H2) = 112 л                      n(H2) = V(H2):Vm, Vm=22,4 л/моль

Ԛ=1430 кДж                       n(H2)=112 л:22,4 л/моль=5 моль

     Ԛ=?                               2H2 +O2  →2H2O+Ԛ

                  по уравнению: 2 моль                  Ԛ кДж

                  по условию:     5 моль                  1430 кДж

                       2 моль :5 моль =Ԛ:1430 кДж

                        Ԛ=572 кДж

Ответ  Ԛ=572 кДж

Контроль знанй и умений.

Задача: Определите массовую долю примеси речного песка в порошке мела (CaCO3), если в результате обработки 2 г загрязненного мела избытком азотной кислоты образовалось 224 мл углекислого газа(н.у.)

Дано:                                       Решение

m(CaCO3,пр)=2г                0,01моль                                                 0,01моль

V(CO2)=224 мл=0,224л     CaCO3 + 2HNO3=Ca(NO3)2 + H2O + CO2

    Ѡ(прим.)(%) =?           1 моль                                                     1 моль

                                   n(CO2)=V:Vm=0,224л:22,4л/моль=0,01 моль=n(CaCO3)

                                   M(CaCO3)=100г/моль

                                  m(CaCO3)=n*M=0,01*100г=1г

                                  m(прим.)=2-1=1г

                                Ѡ(прим.)=  m(прим.):m(CaCO3,пр)=0,5

                                Ѡ(прим.) (%) =50%

Ответ  Ѡ(прим.)(%) =50%

Тема: Способы выражения концентрации раствора. Задачи на приготовление растворов.

Задача№1. В 212,4мл 12%-ного раствора едкого натра (ρ =1,13 г/мл) опустили 23 г натрия. Найти массовую долю щелочи в полученном растворе после окончании реакции.

Дано:                                        Решение

Vр-ра  (NaOH)=212,4мл    2Na + 2H2O=2NaOH + H2

Ѡ1 (NaOH)=12%             mр-ра = V*ρ = 212,4мл*1,13 г/мл=240г

m(Na)=23 г                       m1  (NaOH)= Ѡ1* mр-ра =0,12*240г=28,8г

ρ(NaOH) =1,13 г/мл           n(Na)=m:M=23г:23г/моль=1 моль

Ѡ2 (NaOH)-?                    n(Na)=n(NaOH)=1 моль

                                          m(NaOH)=n*M=40г

                                          mобщ  (NaOH)= m1+m2 =28,8г+49г=68,8г

                                          n(H2) : n(Na) = 1:2 = n(H2)=0,5моль

                                          m2р-ра =m1 р-ра+m(Na) -  m(H2)=240г+23г-1г=262г

                                           Ѡ2 (NaOH) = mобщ  (NaOH): m2р-ра=68,8г:262г=0,2626, 26,26%

Ответ Ѡ2 (NaOH)=26,26%

Задача№2 Чтобы получить 8%-ный раствор, в 820 г 5%-ного раствора сернистой кислоты нужно растворить сернистый газ(н.у.). Найти объем сернистого газа

Дано:                                        Решение

Ѡ1 (H2SO3)=5%                  SO2+H2O=H2SO3

Ѡ2 (H2SO3) =8%               m (H2SO3)=Ѡ*m(р-ра)=0,05*820г=41г

m1 р-ра= 820г                     Масса добавленного сернистого газа равна х г, тогда

     V(SO2)=?                    n(SO2)=m:M=x:64(моль)

                                          n(SO2)=n(H2SO3)= x:64

                       m(H2SO3)=n*M=(x:64)*82=1,28x

                       41+1,28х

                       820+х г

                     Ѡ =m(H2SO3):m(р-ра)

                         0,8=(41+1,28х):(820+х)=> x=20,5г

                    V(SO2)=m*Vm:M=20,5г*22,4л/моль:64 г моль=7,17л

          Ответ  V(SO2)=7,17л

Задача№3 Сколько (г) английской соли MgSO4*7H2O необходимо добавить к 225 г 12% ного раствора сульфата магния, чтобы получить в итоге 30% расвор  MgSO4 ?

Дано:                                        Решение

mp  (MgSO4)=225г              mp 2 = mp + ∆m2 (MgSO4*7H2O)

Ѡ (MgSO4)=0,12               mв 2  =  mв + ∆m1(MgSO4)

Ѡ2 (MgSO4)=0,3               n (MgSO4)=  n(MgSO4*7H2O)= х моль

  ∆m (MgSO4*7H2O)-?     m(MgSO4)=mp * Ѡ=225г*0,12 =27г

                                           Ѡ2 =  mв 2 : mp 2 ; 0,3=27г+120*х:225г+246*х

                                           х=0,877 моль

                                 ∆ m= 246x=246*0,877=215,65г

Ответ   ∆ m= 215,65г

Проверочная работа

Задача№1 Сколько мл воды нужно добавить к 60 мл 10% ного раствора гидроксида натрия, чтобы получить 4%ный раствор?

Дано:                                        Решение

V(р-ра NaON) =60 мл            1.m(р-ра) =ρ(р-ра) * V(р-ра) =1,109г/мл*60мл==66,54г

ρ(р-ра NaON)=1,109 г/мл      2. m (NaOH)=Ѡ1*m(р-ра NaON)= 0,1*66,54г=6,654г

Ѡ1  (NaOH)=10% или 0,1  3. m2 (р-ра NaON)=m(NaOH):Ѡ2=6,654г:0,04=166,35г

Ѡ2  (NaOH)=4% или 0,04  4. m(H2O)=166,35г-66,7г=99,61г

V(H2O)-?                             5. V(H2O)= m:ρ=99,61мл

Ответ V(H2O)=99,61мл

Тема: Вывод химических формул веществ различными способами.

Задача№1 Образец оксида железа массой 48г восстановили водородом до металла. Объем водорода, израсходованный на восстановление, равен 20,16 л(н.у.). Найти формулу исходного оксида.

Дано:                                        Решение

m(окс)=48г                           FexOy+yH2=xFe+yH2O

V(H2)=20,16 л                      n(H2)=V(H2):Vm=20,16 л:22,4 л/моль=0,9 моль

    формула оксида-?          n(H2)= n(O)=0,9 моль

                                             m (O)= n(O)*M(O)=0,9моль*16г/моль=14,4г

                                             m(Fe)=m( FexOy) - m (O)= 48г-14,4г=33,6г

                                              n(Fe)= m(Fe):M(Fe)=33,6г:50 г/моль=0,6 моль

                                            х:у= n(Fe):n(O)=0,6 моль:0,9моль=1:1,5=2:3

                                            Fe2О3

 Ответ  Fe2О3

Задача№2.При сжигании 6,9 г газа, плотность которого (н.у) 2,054г/л, получено 13,2 г оксида углерода (IV ) и 8,1 г воды. Найдите формулу вещества.

Дано:                                        Решение                    y

m(газа)=6,9г                          СxHyOz+O2 =xCO2+   2   H2O

ρ(газа)=2,054г/л                   n(CO2)=m(CO2):M(CO2)=13,2г:44г/моль=0,3 моль

m(CO2)=13,2 г                      n(C)= n(CO2)=0,3 моль

m(H2O)=8,1г                         m(C)= n(C)*M(C)=0,3моль*12г/моль=3,6г

       формула?                     n(H2O)= m(H2O):M(H2O)=8,1г:18г/моль=0,45моль

                                               n(H)=2n(H2O)=2*0,45 моль=0,9 моль

                                                m(H)=  n(H)*M(H)= 0,9 моль* 1 г/моль=0,9 г

                                                m(O)=m(СxHyOz)- m(С)-m(H)= 6,9г-3,6г-0,9=2,4г

                                              n(O)= m(O):M(O)=2,4г:16г/моль=0,15 моль

                                               x:y:z=n(С): n(H):n(O)=0,3:0,9:0,15=2:6:1  С2H6O

                    Найдем молекулярную формулу соединения

                     М(С2H6O)=Vm*ρ(С2H6O)=22,4 л/моль*2,054г/л=46г/моль

                    Этой формуле соответствует два вещества: этиловый спирт (CH3CH3OH) и диметиловый эфир(СH3OCH3). Учитывая, что исходное вещество при н.у. Является газом, его структурная формула  СH3OCH3 — диметиловый эфир

Ответ  СH3OCH3

Задача№3. При горении 24,0 г некоторого органического вещества образовалось 28,8 г воды и 26,88 л(н.у) углекислого газа. Определите молекулярную формулу органического вещества.

Дано:                                        Решение              

СxHyOz                                n(H2O)=m(H2O):M(H2O)=28,8г:18г/моль=1,6 моль

m(H2O)=28,8г                      M(H2O)=1*2+16=18г/моль

V(CO2)=26,88г                     n(CO2)=V(CO2):Vm=26,88г:22,4л/моль=1,2моль

m(СxHyOz)=24г                   n(H)=2n(H2O)=2*1,6=3,2моль

    x,y,z-?                               n(C)= n(CO2)=1,2 моль

                                              m(C)= n(C)*M(C)=1,2моль*12г/моль=14,4г

                                              m(H)=  n(H)*M(H)=3,2моль*1г/моль=3,2г

                                              m(O)=m(СxHyOz)- m(С)-m(H)=24,0-14,4-3,2=6,4г

                                               n(O)= m(O):M(O)=6,4г:16г/моль=0,4 моль

                                              x:y:z=n(С): n(H):n(O)=1,2:3,2:0,4

                                              x:y:z=1,2:0,4:3,2:0,4:0,4:0,4=3:8:1   C3H8O

Ответ C3H8O

Тема: Вычисление количественного состава смесей

Задача№1 При сгорании смеси метана и бутана образуется 47,04л (н.у) углекислого газа и 54 г воды. Вычислить массу смеси.

Дано:                                                Решение

 V(CO2)=47,04 л                    1) CH4+2O2=CO2+2H2O

 m(H2O)=54г                           2) 2C4H10+13O2=8CO2+10H2O          

m(смеси)=?                            n(CO2)=V(CO2):Vm=47,07л:22,4л/моль=2,1моль

                                                  n(H2O)=V(H2O):M(H2O)=54г:18г/моль=3 моль

                                              Пусть n(CO2)1  -х моль

                                                         n(CO2)2 - (2,1-х) моль

                                           n(H2O) 1 = 2* n(CO2)1  = 2х моль

                                           n(H2O) 2 =5/4(CO2)2  =  (2,1-х)*5/4моль

                                           2х+(2,1-х)*5/4=3

                                           х=0,5 моль

                                    n(CH4) =n(CO2)=0,5 моль

                                   m(CH4) =0,5 моль*16г/моль=8г

                                n(C4H10)= n(CO2)2:4  = (2,1-5):4=  0,4 моль

                               m(C4H10)=n(C4H10)*M(C4H10)=0,4 моль*58г/моль=23,2г

                              m(смеси)=m(CH4)+ m(C4H10)=8г+23,2г=31,2г

Ответ m(смеси)=31,2г

Задача№2. Смесь метана и хлора объемом 21,28л (н.у) облучали рассеяным светом, при этом произошло исчерпывающие хлорирование метана, и объем газообразных продуктов по окончании реакции уменьшился на 3,36л (н.у). Вычислить массовую долю метана в исходной смеси.

Дано:                                                Решение

V(смеси)=21,28л                 CH4(г)  +4 Сl2(г)  → Сl4(ж) + 4HСl(г)

V(прод)=3,36л                    V(смеси)=V(CH4)+ V(Сl2); а V(Сl2)=V(HСl)

                                            V(CH4)=3,36л, V(Сl2)=V(смеси)-V(CH4)=

                                                           =21,28л-3,36л17,92л

    Ѡ(CH4)-?                      n(CH4)=  V(CH4):Vm=3,36л:22,4л/моль=0,15 моль

                                              m(CH4)=   n(CH4):M (CH4)= 0,15 моль*16г/моль=2,4г

                                             n(Сl2)= V(Сl2):Vm=17,92л:22,4л/моль=0,8моль

                                             m(Сl2)= n(Сl2):M(Сl2)=0,8моль*71г/моль=56,8г.

                                             m(смеси)= m(CH4)+m(Сl2)=2,4г+56,8г=59,2г

                                             Ѡ(CH4)= m(CH4)  : m(смеси)*100%=2,4г:59,2г*100%=4%

Ответ:= Ѡ(CH4)=4%

Зачетный урок.

Задача№1. Для обработки 6г смеси меди и магния до прекращения выделения газа потребовалось 139,5 мл 10%ного раствора соляной кислоты с плотностью 1,047 г/мл. Определить массы металлов в смеси и их массовые доли.

Дано:                                             Решение

m(Cu,Mg)=6г                         Cu+ HСl≠

V(р-ра Hcl) =139,5 мл             0,2 моль  0,4 моль

 Ѡ(HCl)=10%                        Mg   +   2 HСl = MgCl2 + H2

 ρ  (р-ра Hcl) =1,047 г/мл        1 моль       2 моль            

   m(Cu)=?

    m(Mg)=?                             n(HCl)= Ѡ*V(р-ра) * ρ / M(HCl), M(HCl)=36,5г/моль

    Ѡ(Cu)=?                            n(HCl)=0,1*139,5 мл*1,047г/моль:36,5г/моль=0,4 моль

     Ѡ(Mg)=?                           n(Mg)=0,2 моль

                                           М(Mg)=24г/моль

                                              m(Mg) =  n *М  = 0,2 моль*24г/моль=4,8г

                                           m(Cu)=6-4,8=1,2г

                                         Ѡ(Mg) = m(Mg):  m(смеси)=4,8:6=0,8 или 80%

                                        Ѡ(Cu) =1-0,8=0,2 или 20%

Ответ   m(Mg) =4,8г m(Cu)=1,2г Ѡ(Mg) =80% Ѡ(Cu) =20%