Небольшая памятка! Стоящие перед формулами коэффициенты в уравнении химической реакции характеризуют мольные отношения реагирующих веществ. Так уравнение реакции разложения воды 2Н2О = 2Н2 + О2 можно прочесть так: «при разложении двух молекул воды образуется одна молекула кислорода и две молекулы водорода», а можно и по-другому: «при разложении двух молей воды образуется два моля водорода и один моль кислорода». Зная мольные отношения реагирующих веществ можно делать расчёты, необходимые в ходе выполнения эксперимента или даже при производстве различных веществ.
1. Хлор в лаборатории получают при взаимодействии перманганата калия с соляной кислотой: 2KMnO4 + 16HСl = 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O + 5Cl2. Какие из мольных соотношений верны, а какие – нет:
а) n(Cl2) = 5/2n(KMnO4);
б) n(Cl2) = 2/5n(KMnO4);
в) n(KСl) = 0,25 n(H2O);
г) n(HCl) = 8n(KMnO4);
д) n(MnCl2) = n(KMnO4);
е) n(H2O) = 2n(KСl);
ж) n(KMnO4) = 8n(HCl).
2. Химическая реакция протекает по уравнению: аА + bB = dD. Запишите формулу для вычисления количества вещества D, если известно прореагировавшее количество вещества В.
Пример 1. На установке по получению кислорода разложили 720 г воды. Рассчитайте массу полученного кислорода.
| Дано: m(H2O) = 720 г Найти: m(O2) =? | Решение: Запишем уравнение реакции: 2Н2О = 2Н2 + О2 Как и в предыдущих задачах, переход от количества вещества одного из веществ, участвующих в реакции, к количеству другого производится по уравнению реакции. Согласно уравнению реакции из 2 моль воды образуется 1 моль кислорода. Значит количество вещества кислорода в два раза меньше количества вещества воды: n(O2) = ½ n(H2O); Однако, в условии задачи задано не количество вещества воды, а масса воды…Рассчитать количество вещества, зная его массу, несложно: n(H2O) = m(H2O) / М(H2O). Используя формулу, связывающую массу и количество вещества, определяем массу кислорода: m(O2) = n(O2) .М(О2). Проведем расчёты: n(H2O) = m(H2O) / М(H2O) = 720г: 18г/моль = 40 моль. n(O2) = ½ n(H2O) = 40 моль: 2 = 20 моль. m(O2) = n(O2) .М(О2) = 20 моль . 32 г/моль = 640 г. Ответ: 640 г. |
Таким образом, чтобы найти массу одного реагента, зная массу другого, необходимо:
| 1) записать уравнение реакции; 2) вычислить количество вещества реагента по его массе; 3) по уравнению определить количество вещества другого реагента; 4) вычислить массу реагента по количеству вещества. |
Если в реакции участвуют газы, то зачастую приходится рассчитывать объем газообразного реагента по известной массе другого реагента и, наоборот, зная объём газообразного реагента, рассчитывать массу другого реагента. Подход к решению таких задач остается прежним:
Пример 2. Какой объем водорода (н.у.) выделится при разложении 3,6 г воды
| Дано: m(H2O) = 3,6 г Найти: V(H2) =? | Решение: Запишем уравнение реакции: 2Н2О = 2Н2 + О2 Согласно уравнению реакции из 2 моль воды образуется 2 моль водорода. Значит количество вещества водорода равно количеству вещества воды: n(Н2) = n(H2O); В условии задачи задано не количество вещества воды, а масса воды. Рассчитать количество вещества, зная его массу несложно: n(H2O) = m(H2O) / М(H2O). Используя формулу, связывающую объем газа при нормальных условиях и количество вещества, рассчитываем объём водорода: V(H2) = n(H2) .Vm Проведем расчеты: n(H2O) = m(H2O) / М(H2O) = 3,6г: 18г/моль = 0,2 моль. n(Н2) = n(H2O) = 0,2 моль V(H2) = n(H2) .Vm = 0,2 моль . 22,4 л/моль = 4,48 л. Ответ: 4,48 л |
Таким образом, чтобы найти массу или объем(для газов при н.у.) одного реагента, зная массу или объём другого(для газов при н.у.), необходимо:
| 1) записать уравнение реакции; 2) вычислить количество вещества реагента по его массе или объему; 3) по уравнению определить количество вещества другого реагента; 4) вычислить массу или объем реагента по количеству вещества. |
3. Чему равна масса сахара (С12Н22О11), при полном разложении которого образовалось 36,0 г воды?
4. Какая масса кислорода необходима для получения 0,2 моль воды?
5. Какой объем (н.у.) природного газа метана (СН4) сгорел в кислороде и какой объем оксида углерода (IV) (н.у.) образовался, если масса выделившейся в результате реакции воды равна 3,6 г.
6. Вычислите массу (кг) бутана (С4Н10), если для его сгорания потребовался кислород объемом 29,12 м3 (н.у.)
7. Какой объем жидкой воды получится при сгорании 112 л водорода (н.у.)?
8. Вычислите массу алюминия, которая потребуется для получения из кислоты такого же количества водорода, какое получается при растворении 1 моль магния в соляной кислоте.
9. Какого металла – магния или алюминия – потребуется по массе меньше (и на сколько) для получения 1 г водорода из соляной кислоты.
10. В двух сосудах находится раствор соляной кислоты. Сосуды с кислотой одинаковые по массе. В первый сосуд поместили 1 г магния, во второй – 1 г алюминия. Рассчитайте, масса какого из сосудов будет больше после завершения реакций.
11. В каких а) мольных; б) массовых соотношениях реагируют между собой сера и кислород с образованием оксида серы (IV)?
12. Какую массу бертолетовой соли требуется подвергнуть разложению, чтобы полученного кислорода хватило для полного сжигания 3,72 г фосфора?
13. В сосуде объемом 5,6 л находится кислород (н.у.). В этом сосуде сожгли 2,4 г магния. Вычислите массу серы, которую можно сжечь в оставшемся кислороде.
14. Навеску серы разделили на две равные части. Первую часть сожгли и получили 2,688 л оксида серы (IV) (н.у.). Вторую часть снова разделили на две равные половины, одну из них смешали с цинком, а другую – с алюминием, и обе смеси нагрели. Рассчитайте, сколько граммов весила вся порция серы. Какая масса сульфида цинка и сульфида алюминия образовалась?
15. Медь окисляется кислородом до оксида меди (II). Вычислите, во сколько раз возрастает масса медного порошка при окислении 2,5 моль меди.
16. Какой объём (н.у) водорода потребуется для восстановления о, 2 моль оксида меди (II)?
17. Какое количество бертоллетовой соли можно получить при пропускании через горячий раствор гидроксида калия 672 л (н.у.) хлора?
18. Какой объём углекислого газа выделится при взаимодействии 56 г карбоната натрия с избытком соляной кислоты?
19. При растворении оксида меди (II) в избытке серной кислоты образовалась средняя соль массой 40 г. Чему равна масса оксида меди (II)?
20. Масса газа, выделяющегося при действии избытка воды на 1,5 моль карбида кальция, равна____г.
21. Какой объем (н.у.) кислорода необходим для получения 80 л (н.у.) оксида углерода (IV) из угля?
22. Объём (н.у.) сероводорода, который необходимо сжечь в избытке воздуха для получения 128 г оксида серы (IV), равен_____л.
23. Какая масса йода выделится при взаимодействии 0,5 моль йодида калия с необходимым количеством хлора?
24. Максимальный объём (н.у.) хлороводорода, который может присоединить 0,25 моль ацетилена, равен____л.
25. Какое количество гидроксида натрия требуется добавить к раствору сульфата меди (II) для того, чтобы получить 49 г гидроксида меди (II)?
Источники:
1) учебно-методическое пособие «Подготовка учащихся к ЕГЭ по химии» / под ред. Н.А. Титова. – Брянск: РИО БГУ, 2009
2) Химия. ЕГЭ и ОГЭ. 9-11 классы. Универсальный задачник: учебно-методическое пособие / Под ред. В.Н. Доронькина. – Изд. 2-е, доп. – Ростов н/Д: Легион, 2015. – 217 с. – (ЕГЭ)