Sbornik zadanii dlya SRS po disc Himiya
.pdf40
2.45.Определить температурный коэффициент скорости реакции, если при изменении температуры на 450С реакция замедлилась в 25 раз.
2.46.Константа скорости некоторой реакции при 273К равна 1,17 л·моль-1·с-4, а при 298К – 6,56 л·моль-1·с-1. Найти температурный коэффициент скорости реакции.
2.47.Из двух молей СО и двух молей Cl2 образовалось при некоторой температуре 0,45 моль COCl2. Вычислить константу равновесия системы СО +
Cl2 ↔ COCl2.
2.48.В сосуд объемом 0,5 л помещено 0,5 моль водорода и 0,5 моль азота. К моменту равновесия образовалось 0,02 моль аммиака. Вычислить константу равновесия.
2.49.Вычислить константу равновесия системы COCl2 ↔ СО + Cl2, если при некоторой температуре равновесные концентрации oксида углерода (П) и хлора в системе равны и составляют 0,001моль/л, a [COCl2] =4,65 . 10-5 моль/л.
2.50.Вычислить константу равновесия реакции А + 2В↔ С, если равновесные концентрации (моль/л): [A]=0,12; [В]=0,24; [С]=0,295.
2.51.Равновесие реакции 2NO2 ↔ 2NO + O2 установилось при концентрациях (моль/л) [NO2]=0,02; [NO]=0,08; [O2]=0,16. Вычислить константу равновесия этой реакции.
2.52.Реакция СО + Cl2 ↔ COCl2 протекает в объеме 10 л. Состав равновесной смеси: 14г СО; 35,5г Cl2 и 49,5г COCl2. Вычислить константу равновесия реакции.
2.53. Вычислить |
константу |
равновесия |
обратимой |
реакции |
СО + H2↔ CO+H2O, если при равновесии концентрации всех веществ |
||||
оказались следующими (моль/л): [СO2]=0,02; |
[Н2]= 0,005; |
[С0]= 0015 |
||
[H2O]= 0,015. |
|
|
|
|
2.54.Вычислить константу равновесия системы N2 + 3H2 ↔ 2NH3, если в состоянии равновесия концентрация аммиака составляет 0,4 моль/л, азота 0,03 моль/л, а водорода 0,10 моль/л.
2.55.В начальный момент протекания реакции N2 + 3H2 ↔ 2NH3, концентрации были равны (в моль/л): [N2| = 1,2, [H2]=2,2 и [NH3] = 0. Чему равны концентрации азота и водорода в момент достижения концентрации аммиака 0,4 моль/л?
2.56.Исходные концентрации оксида азота (II) и хлора в системе 2NO + Cl2 ↔ 2NOCl составляют соответственно 0,5 моль/л и 0,2 моль/л. Вычислить константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% оксида азота (II).
2.57.Начальные концентрации в реакции СО + H2O = СO2 + H2 равны
(моль/л): [СО]=0,2; [H2Oгаз]=0,4; [СO2]=0,3 и [Н2]=0,1 Вычислить концентрации всех участвующих в реакции веществ после того, как прореагировало 40% СО.
2.58.Вычислить константы равновесия систем:
а) С + О2 ↔ СО2; б) С + СО2 ↔ 2СО, в которых парциальные давления СО2 в состоянии равновесия составляют 0,2 общего давления газовых смесей.
2.59. Константа равновесия системы 2HJ ↔ Н2 + J2 равна при некоторой
41
температуре 2 · 10-2, Вычислить степень термической диссоциация HJ.
2.60.Константа равновесия системы N2 +O2 ↔ 2NO составляет при некоторой температуре 5 · 10-2. Определить выход NО в процентах (по объему), если исходные газы взяты: а) в равномолярных концентрациях; б) из воздуха - в объемном отношении 4 : 1.
2.61.Вычислить константу равновесия реакции Н2 + J2 ↔ 2HJ, происходящей в сосуде объемом 2 л, если первоначальные количества веществ были
следующие: 0,2 г Н2, 0,127г J2 и к моменту равновесия прореагировало 20% водорода.
2.62.Найти число молей HJ, H2 и J2 в момент равновесия, если константа равновесия 2HJ ↔ Н2 + J2 равна 1/64 при 4400С и в реакцию был взят 1 моль
HJ.
2.63.При 7160С константа скорости образования HJ равна 1,6 · 10-2, а константа скорости диссоциации 3·10-4 . Найти константу равновесия при данной температуре.
2.64.При некоторой температуре 10% молекул йода распалось на атомы; определить константу равновесия для данной температуры, если один моль йода находится в сосуде емкостью V литров.
2.65.Оксид углерода (II) и хлор были помещены в закрытый сосуд при постоянной температуре. Начальные их концентрации равны 1 моль/л,
давление в сосуде равно 1 атм. В результате реакции СО + Cl2 ↔ COCl2 к моменту равновесия осталось 50% окиси углерода. Каково давление в сосуде при равновесии?
2.66.Как изменится давление при наступлении равновесия в реакции N2 + 3H2 ↔ 2NH3, протекающей в закрытом сосуде при постоянной температуре, если
начальные концентрации азота и водорода равняются - соответственно 2 и 6 моль/л и если равновесие наступает тогда, когда прореагирует 10% первоначального количества азота?
2.67. В замкнутом сосуде протекает обратимый процесс диссоциации:
PCl5 ↔ PCl3 + Cl2. Начальная концентрация PCl5 равна 2,4 моль/л. Равновесие установилось после того, как 33,3% PCl5 диссоциировало. Вычислить константу равновесия.
2.68.В замкнутом сосуде при некоторой температуре протекает обратимая
реакция СО + Н2О(г) ↔ Н2 + СО2. В данном случае равновесие установилось при следующих концентрациях участвующих в реакции, веществ: [СО] = 0,04,
[H2O](г) = 0,16, [H2]=0,08 и [СO2] = 0,08 моль/л. Вычислить константу равновесия и определить первоначальные концентрации СО и H2O (учесть, что в начале реакции концентрации Н2 и СО2 были равны нулю).
2.69.Реакция идёт по уравнению Н2 + J2 ↔2HJ. В некоторый момент времени концентрации были: [H2] = 0,049, [J2] = 0,024 [HJ] = 0,01 моль/л. Найти концентрации участвующих в реакции веществ в момент, когда концентрация водорода уменьшится 0,012 моль/л.
2.70.Вычислить процент разложения молекулярного хлора на атом, если константа равновесия составляет 4,2 · 10-4 , а исходная концентрация хлора
0,04 моль/л.
42
2.71.При нагревании смеси углекислого газа и водорода в закрытом сосуде
устанавливается равновесие СО2 + Н2 ↔ СО + Н2O. Константа равновесия при некоторой температуре равна 1. Сколько процентов СО2 превратятся в СО, если смешать 1 моль СО2 и 2 моль Н2 при этой температуре?
2.72.Пентахлорид фосфора диссоциирует при нагревании по уравнению
РCl5↔РCl5 + Cl2. Вычислить константу равновесия этой акции, если из 3 моль РCl5, находящихся в закрытом сосуде V 10 л, подвергаются разложению
2,5 моль.
2.73.При смешении уксусной кислоты и этилового спирта происходит
реакция СН3СООН + С2Н5ОН ↔ СН2СООС2Н5 + Н2О.
В сосуд введено по 1 моль всех четырех веществ, приведенных в уравнении реакции. После установления равновесия в смеси находится 1,33 моль эфира. Какое значение будет иметь константа равновесия этой реакции?
2.74.Константа равновесия обратимой реакции А + В ↔ С + D pавна 1/3. Вычислить равновесные концентрации веществ А, В, C и D (моль/л), если начальные концентрации равны: [А] = 2 моль/л и [В] = 4 моль/л.
2.75.Обратимая реакция, выражается уравнением А + В ↔ С + D, константа равновесия равна 1. Начальные концентрации: [А] = 3 моль/л и [В] = 2 моль/л. Вычислить равновесные концентрации всех участвующих в реакции веществ.
2.76.В равновесной системе А + В ↔ С + D начальные концентрации веществ А и В соответственно равны 4 моль/л и 3 моль/л. Равновесная концентрация [А] = 2 моль/л. Найти равновесные концентрации веществ В, С и D и константу равновесия. Сколько молей вещества В надо ввести в
систему для того, чтобы прореагировало ещё 50% от равновесного количества вещества А? Как смещается при этом равновесие реакции и отвечает ли его направление смещения принципу Ле-Шателье?
2.77. Константа paвновесия системы СО + H2O ↔ СO2 + H2 пpи некоторой температуре равна 1. Вычислить процентный состав смеси в состоянии равновесия, если начальные концентрации СО и H2 составляли по 1 моль/л.
2.78. При некоторой температуре равновесные концентрации реакции
2SО2 + О2 ↔ 2SО3 составляли соответственно [SО2] = 0,04 моль/л, [О2] = 0,06 моль/л, [SО3]= 0,02 моль/л. Вычислить константу равновесия и исходные концентрации оксида серы (IV) и кислорода.
2.79. Равновесие реакции 4HCl (г) + O2 ↔ 2H2O (г) + 2С12 установилось при следующих концентрациях: [Н2O](г) = [Сl2] = 0,14, [НCl](г) = 0,2 и [О2]=0,32 моль/л. Вычислить константу равновесия и начальную концентрацию кислорода.
2.80. Константа равновесия системы 2N2 + O2 |
2N2O равна |
1,21. |
|||
Равновесные концентрации: N2 |
= 0,72 и |
N2О |
= 0,84 моль/л. |
Найти |
|
начальную и равновесную концентрации кислорода. |
|
|
|||
2.81. Равновесные |
концентрации |
веществ |
в |
обратимой реакции |
|
N2 + 3H2 2NH3 составляют (моль/л): N2
= 4; Н2
= 9; NH3
= 6. Вычислить исходные концентрации азота и водорода и константу равновесия.
2.82. Равновесные концентрации веществ обратимой реакции 2SО2 + О2 ↔
2SО3 составляют (моль/л): [SО2]= 0,0002; [О2]= 0,004; [SО3]= 0,003. Найти
43
исходные концентрации кислорода и сернистого газа. Вычислить константу
равновесия. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.83. Вычислить начальные концентрации хлора и оксида углерода, |
а также |
||||||||||
константу равновесия реакции СО + Сl2 |
|
СОСl2, если |
равновесные |
||||||||
концентрации (моль/л): С12 |
= 0,3, |
СО = 0,2; |
СОСl2 |
= 1,5. |
|
|
|
||||
2.84. Определить |
равновесную |
концентрацию |
водорода |
в |
системе |
||||||
2HJ |
H2 + J2, если исходная концентрация |
HJ составляла 0,05 моль/л, а |
|||||||||
константа равновесия равна 0,02. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.85. Константа равновесия реакции N2 + 3H2 |
2NH3 |
равна 0,1. Равновесные |
|||||||||
концентрации |
Н2 |
= 0,2 моль/л и NH3 = 0,08 моль/л. Вычислить начальную и |
|||||||||
равновесную концентрации азота. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
2.86. Найти |
равновесные |
концентрации водорода |
и |
йода |
в |
системе |
|||||
H2 + J2 |
2HJ, если их начальные концентрации составляли соответственно 0,5 |
||||||||||
и 1,5 |
моль/л соответственно, а |
равновесная |
концентрация |
HI |
равна |
||||||
0,8 моль/л. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.87. Константа равновесия реакции СО + H2O ↔ СO2 + H2 |
при 10900С равна |
||||||||||
0,51. Найти состав реакционной смеси в момент достижения равновесия, если в реакцию введено по одному моль оксида углерода (II) и водяного пара.
2.88. Равновесная концентрация HJ в системе H2 + J2 2HJ равна 0,04 моль/л, а равновесные концентрации водорода и йода составляют по 0,08 моль/л. Вычислить константу равновесия.
2.89.Исходные концентрации окиси углерода (ІІ) и паров воды равны и
составляют по 0,03 моль/л. Вычислить равновесные концентрации СО, H2O и Н2 в системе СО + H2O ↔ СO2 + H2, если равновесная концентрация СO2 оказалась равной 0,01.
2.90.В каком направлении произойдет смещение равновесия при изменении давления в системах:
а) 2NO + O2 ↔ 2NO2; б) 4HCl + O2 ↔ 2H2O + 2Cl2; в) H2 + S ↔ H2S? |
|
2.91. В |
каком направлении произойдет смещение равновесия при |
повышении температуры систем: |
|
а) COCl2 ↔ СO + Cl2; |
∆H0 |
> 0; |
б) 2CO ↔ СO2 + C; |
∆H0 |
< 0; |
в) 2SO3 ↔ 2SO2 + O2; |
∆H0 > 0? |
|
2.92. В какую сторону сместится равновесие обратимых реакций:
а) PCl5 ↔ PCl3 + Cl2; |
∆H0 |
=129,6 кДж; |
б) N2 + O2 ↔ 2NO; |
∆H0 |
=179,7 кДж; |
в) N2 + 3H2 ↔ 2NH3; |
∆H0 |
=-91.9 кДж; |
г) CO + H2O ↔ CO2 + H2; |
∆H0 |
=-41,8 кДж? |
при повышении температуры? При повышении давления?
2.93. Сместится ли равновесие при сжатии следующих химических систем:
а) H2 + J2 ↔ 2HJ;
б) 2CO + O2 ↔ 2СO2;
в) 2SO2 + O2 ↔ 2SO3 ;
г) CO + H2O ↔ H2 + CO2?
44
2.94. Как надо поступить для того, |
чтобы при данной концентрации |
|
исходных веществ максимально повысить выход SO3 по реакции |
||
2SO2+O2↔2SO3; |
∆H0 = - 188,1 кДж? |
|
2.95.Рассчитать, как изменятся скорости прямой и обратной реакции при
увеличении давления вдвое в системах Н2 + J2 ↔ 2HJ и 2NO + O2 ↔ 2NO2, в какую сторону сместится равновесие?
2.96.В какую сторону сместится равновесие при повышении температуры в
системах: |
|
|
а) N2 + 3H2 ↔ 2NH3; |
∆H0 |
= -91,9 кДЖ; |
б) N2O4 ↔ 2NO2; |
∆H0 |
= -56,8 кДЖ; |
в) 2CO + O2 ↔ 2CO2 ; |
∆H0 |
= 568 кДЖ; |
г) N2 + O2 ↔ 2NO; |
∆H0 =-180,7 кДж? |
|
2.97.Как повлияет на состояние равновесия в системе 4HCl+O2↔ 2H2O + 2Cl2 ∆H0 < 0 повышение давления и температуры?
2.98.В какую сторону сместится равновесие реакций
а) 2H2S ↔ 2H2+ S2; |
∆H0 = 41,8 кДж; |
б) CO + H2O ↔ CO2 + H2 ; |
∆H0 = 41,8 кДж |
а) при понижении температуры; б) при повышении давления? |
|
2.99. Как отразится повышение давления на равновесии в системах: |
|
а) 2H2 (г) + O2 (г) ↔ 2H2O (г); |
|
б) CO2 (г) + C(k) ↔ 2CO (г); |
|
в) CaCO3 (k) ↔ CaO(k) + CO2 (г) ? |
|
2.100. Как повлияет на смещение равновесия реакций |
|
а) 2H2 + O2 ↔ 2H2O ; |
∆H0 > 0; |
б) N2 + O2 ↔ 2NO; |
∆H0 < 0 |
а) повышение температуры; б) уменьшение давления? |
|
2.101. В какую сторону сместится равновесие при повышении давления в системах:
а) PCl5 ↔ PCl3 + Cl2; |
N2 + 3H2 ↔ 2NH3; |
б) 2NO2 ↔ 2NO + O2; |
2NO2 ↔ N2O4; |
в) HJ ↔ H2 + J2; |
N2 + O2 ↔ 2NO? |
2.102. В каком направлении сместится равновесие в системе
4HCl + O2 2Cl2 +2H2O (∆H0 < 0) при а) повышении температуры;
б) повышении давления (все вещества находятся в газообразном состоянии); в) как следует изменить температуру и давление, чтобы максимально сместить равновесие вправо?
3. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ
Номер |
|
|
|
|
|
Номер |
|
|
|
|
|
вари- |
|
Номер задачи |
|
вари- |
|
Номер задачи |
|
||||
анта |
|
|
|
|
|
анта |
|
|
|
|
|
1 |
2.1 |
2.31 |
2.50 |
2.77 |
2.93 |
2.26 |
2.26 |
2.37 |
2.75 |
2.86 |
2.99 |
2 |
2.2 |
2.32 |
2.51 |
2.78 |
2.94 |
2.27 |
2.27 |
2.38 |
2.76 |
2.87 |
2.93 |
3 |
2.3 |
2.33 |
2.52 |
2.79 |
2.95 |
2.28 |
2.28 |
2.39 |
2.50 |
2.88 |
2.94 |
4 |
2.4 |
2.34 |
2.53 |
2.80 |
2.96 |
2.29 |
2.29 |
2.40 |
2.51 |
2.89 |
2.95 |
45
Продолжение
5 |
2.5 |
2.35 |
2.54 |
2.81 |
2.97 |
2.30 |
2.30 |
2.41 |
2.52 |
2.90 |
2.96 |
6 |
2.6 |
2.36 |
2.55 |
2.82 |
2.98 |
2.31 |
2.1 |
2.42 |
2.53 |
2.91 |
2.97 |
7 |
2.7 |
2.37 |
2.56 |
2.83 |
2.99 |
2.32 |
2.2 |
2.43 |
2.54 |
2.92 |
2.98 |
8 |
2.8 |
2.38 |
2.57 |
2.84 |
2.100 |
2.33 |
2.3 |
2.44 |
2.55 |
2.77 |
2.99 |
9 |
2.9 |
2.39 |
2.58 |
2.85 |
2.101 |
2.34 |
2.4 |
2.45 |
2.56 |
2.78 |
2.100 |
10 |
2.10 |
2.40 |
2.59 |
2.86 |
2.102 |
2.35 |
2.5 |
2.46 |
2.57 |
2.79 |
2.101 |
11 |
2.11 |
2.41 |
2.60 |
2.87 |
2.101 |
2.36 |
2.6 |
2.47 |
2.58 |
2.80 |
2.102 |
12 |
2.12 |
2.42 |
2.61 |
2.88 |
2.100 |
2.37 |
2.7 |
2.48 |
2.59 |
2.81 |
2.101 |
13 |
2.13 |
2.43 |
2.62 |
2.89 |
2.105 |
2.38 |
2.8 |
2.49 |
2.60 |
2.82 |
2.100 |
14 |
2.14 |
2.44 |
2.63 |
2.90 |
2.93 |
2.39 |
2.9 |
2.31 |
2.61 |
2.83 |
2.105 |
15 |
2.15 |
2.45 |
2.64 |
2.91 |
2.94 |
2.40 |
2.10 |
2.32 |
2.62 |
2.84 |
2.93 |
16 |
2.16 |
2.46 |
2.65 |
2.92 |
2.95 |
2.41 |
2.11 |
2.33 |
2.63 |
2.85 |
2.94 |
17 |
2.17 |
2.47 |
2.66 |
2.77 |
2.96 |
2.42 |
2.12 |
2.34 |
2.64 |
2.86 |
2.95 |
18 |
2.18 |
2.48 |
2.67 |
2.78 |
2.97 |
2.43 |
2.13 |
2.35 |
2.65 |
2.87 |
2.96 |
19 |
2.19 |
2.49 |
2.68 |
2.79 |
2.98 |
2.44 |
2.14 |
2.36 |
2.66 |
2.88 |
2.97 |
20 |
2.20 |
2.31 |
2.69 |
2.80 |
2.99 |
2.45 |
2.15 |
2.37 |
2.67 |
2.89 |
2.98 |
21 |
2.21 |
2.32 |
2.70 |
2.81 |
2.100 |
2.46 |
2.16 |
2.38 |
2.68 |
2.90 |
2.99 |
22 |
2.22 |
2.33 |
2.71 |
2.82 |
2.101 |
2.47 |
2.17 |
2.39 |
2.69 |
2.91 |
2.100 |
23 |
2.23 |
2.34 |
2.72 |
2.83 |
2.102 |
2.48 |
2.18 |
2.40 |
2.70 |
2.92 |
2.101 |
24 |
2.24 |
2.35 |
2.73 |
2.84 |
2.101 |
2.49 |
2.19 |
2.41 |
2.71 |
2.77 |
2.102 |
25 |
25 |
2.36 |
2.74 |
2.85 |
2.100 |
2.50 |
2.20 |
2.42 |
2.72 |
2.78 |
2.101 |
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Глинка Н.Л., Ермаков А.И. Общая химия: учеб. пособие для вузов /под ред. А.И. Ермакова.-29-е изд., испр.-М.: Интеграл-Пресс, 2004.-728 с.
2.Глинка Н.Л.Задачи и упражнения по общей химии.-М.:Интеграл-пресс,
2006.- 240с.
3.Коровин М.В. Общая химия. - М.: Высшая школа, 2006. - 557 с.
46
ЗАДАНИЕ № 4 по теме «РАСТВОРЫ»
1. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
1.1. ПРОЦЕНТНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ
Пример 1 а) Определите массовую долю (%) хлорида калия в растворе, содержащем
0,053 кг KCl в 0,5 л раствора, плотность которого 1063 кг/м3. Решение:
Массовая доля ω или С% показывает, сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора. Массовая доля - безразмерная величина, ее выражают в долях единицы или процентах:
|
100 |
mA |
, |
|
A |
mр |
|
||
|
|
|
||
|
|
ра |
|
|
где ωA - массовая доля (%) растворенного вещества; mA- масса растворенного вещества, г;
mр-ра – масса раствора, г.
Масса раствора равна произведению объема раствора V на его плотность ρ:
m=ρV, тогда w |
m1 |
100%. |
|
m |
|||
|
|
Массовая доля хлорида калия в растворе равна:
|
0,053 100 |
|
10%. |
||
kCl |
|
|
|
||
1063 0.5 10 |
3 |
||||
|
|||||
|
|
||||
Пример 2
Какой объем раствора азотной кислоты с массовой долей HNO3 30% (ρ=1180кг/м3) требуется для приготовления 20 л 0,5 М раствора этой кислоты? Решение: Сначала определяем массу азотной кислоты в 20 л 0,5 М раствора:
CM (HNO3 ) mA ; MV
M (HNO3)=63,01 г/моль; mHNO3=0,5·63,01·20=630,1 г.
Определим, в каком объеме раствора с массовой долей HNO3 30% содержится 630,1 г HNO3 :
V |
100 |
|
630,1 10 3 |
100 |
1,78 10 |
3 м3 |
1,78л. |
|
c% |
30 1180 |
|||||||
|
|
|
|
|||||
Следовательно , чтобы приготовить 20 л 0,5 М HNO3, надо израсходовать всего 1,78 л раствора азотной кислоты с массовой долей HNO3 равной 30%.
Пример 3
Какую массу раствора с массовой долей КОН 20% надо прибавить к 250 г раствора с массовой долей КОН 90%, чтобы получить раствор с ωКОН=50 %? Решение: Задача решается с помощью правила смешения. Массу раствора с массовой долей КОН 20 % обозначим через х.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
47 |
Тогда |
х |
|
90 |
50 |
|
40 |
4 |
; 3х=1000; х=333,3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
50 |
50 |
20 |
30 |
|
3 |
||||
|
|
|
|||||||
Для получения раствора с массовой долей КОН 50 % необходимо к 250 г раствора КОН с ω=90 % прибавить 333,3 г раствора КОН с 20 %.
Задачи такого типа решают с помощью диагональной схемы или «правила креста»: точкой пересечения двух отрезков прямой обозначают свойства смеси, которую необходимо получить.
20
(90-50)=40
50
90
(50-20)=30
Массы исходных растворов, необходимые для приготовления смеси, обратно пропорциональны разностям между концентрациями заданного и менее концентрированного раствора и более концентрированного и заданного растворов:
х |
|
40 |
; |
х |
1000 |
333,3г. |
||
|
|
|
|
|
|
|||
250 |
30 |
3 |
|
|||||
|
|
|
|
|||||
Также эту задачу можно решить, учитывая, что при сливании двух растворов суммируется масса растворенного вещества. Пусть масса 20% раствора х г, тогда масса КОН в нем 0,2 х. Масса КОН во втором растворе 0,9 · 250 = 225 г. Масса вещества в итоговом растворе 0,5 · (250 + х). Таким образом, 0,2х + 225 = 0,5(250+х); х=333,3 г.
1.2. МОЛЯРНАЯ И ЭКВИВАЛЕНТНАЯ КОНЦЕНТРАЦИИ
Пример 1
Какова масса NaOH, содержащегося в 0,2 л раствора, если молярная концентрация раствора 0,2 моль/л?
Решение:
Молярная концентрация См или М (молярность) показывает количество растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора.
Молярную концентрацию (моль/л) выражают формулой
C mА ,
МА |
M АV |
|
|
где m1 - масса растворенного вещества, г; |
|
|
M - молярная масса растворенного вещества, г/моль; |
|
V - объем раствора, л. |
M (NaOН)=40 г/моль. Масса NaOH, содержащегося в растворе, равна
MNaOH=MV=0,2·40·0,2=1,6 г.
48
Пример 2
Определите молярную концентрацию эквивалента хлорида железа (ІІІ), если в 0,3 л раствора содержится 32,44 г FeCl3.
Решение:
Молярная концентрация эквивалента вещества (нормальность) показывает число молярных масс эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1л раствора (моль/л):
СН А |
mА |
, |
|
M (1/ zА)V |
|||
|
|
где mА - масса растворенного вещества, г;
M (1/zА) - молярная масса эквивалента растворенного вещества, г/моль; V – объем раствора, л.
Молярная масса эквивалента FeCl3 равна
М (1/ 3FeCl3 ) |
M (FeCl3 ) |
162,206 |
54,07г / моль. |
||
3 |
|
3 |
|
||
|
|
|
|||
Молярная концентрация эквивалента раствора FeCl3 равна
СН |
(1/ 3FeCl3 ) |
|
32,44 |
|
2моль / л. |
|
|
|
|
|
|||
|
0,7 |
0,3 |
||||
|
54 |
|
||||
Пример 3
Определите концентрацию раствора КОН, если на нейтрализацию 0,035 л 0,3 н. H3PO4 израсходовано 0,02 л раствора КОН.
Решение:
Из закона эквивалентов следует, что количество эквивалентов веществ участвующих в химической реакции одинаково. В реакции участвуют 0,035·0,3=0,0105 эквивалента фосфорной кислоты. Для нейтрализации H3PO4 потребуется такое же количество вещества эквивалента КОН, т.е.
V(H3PO4)СН(H3PO4)=V(KOH)СН(KOH).
Отсюда
СН |
(КОН ) |
V (H |
3 PO4 ) СН (H |
3 PO4 ) |
|
0,0105 |
0,53н. |
|
|
V (KOH ) |
|
|
0,02 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
1.3. МОЛЯЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (МОЛЯЛЬНОСТЬ) , МОЛЬНАЯ ДОЛЯ, ТИТР
Пример 1
В какой массе эфира надо растворить 3,04 г анилина C6H5NH2 , чтобы получить раствор, моляльность которого равна 0,3 моль/кг?
Решение:
Моляльность раствора Сm (моль/кг) показывает количество растворенного вещества, находящегося в 1 кг растворителя:
49
Cm( A) |
n( A) |
, |
|
||
|
m р ля |
|
где |
mр-ля – масса растворителя, кг; |
|
|||||||
|
|
n (А) – количество растворенного вещества, моль. |
|||||||
|
|
M (C6H5NH2 ) - 99,13 г/моль. |
|
||||||
|
|
|
|
|
Масса растворителя (эфира) равна: |
||||
m |
|
|
n( A) |
; |
тогда |
m |
3,04 |
|
0,109кг. |
р |
ля |
|
99,13 0,3 |
||||||
|
Cm( A) |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
Пример 2
Определите титр 0,01 н. КОН. Решение:
Титр раствора показывает массу (г) растворенного вещества, содержащегося в 1 мл раствора. В 1 л 0,01 н. КОН содержится 0,564 г КОН. Титр этого раствора равен:
Т= 0,561/1000=0,000561 г/мл.
Пример 3
Рассчитайте молярные доли глюкозы C6H12O6 и воды в растворе с массовой долей глюкозы 36 %.
Решение:
Мольная доля вещества А(χА) в растворе равна отношению количества данного вещества nА к общему количеству всех веществ, содержащихся в растворе:
|
( |
|
|
nA |
|
), |
A |
|
|
|
|
||
|
nA |
nB |
... |
nр ля |
||
|
|
|||||
где ( nA |
nB |
... |
nр ля ) количество всех веществ, содержащихся в растворе. |
|||
В 100 г раствора с массовой долей глюкозы, равной 36 %, содержится 36 г глюкозы и 64 г воды:
nC6H12O6 =36/180=0,20 моль; nH2O= 64/18= 3,56 моль;
nC6H12O6 + nH2O= 0,20 + 3,56 =3,76 моль; χC6H12O6= 0,20/3,76= 0,053;
χH2O= 3,56/3,76= 0,947.
Сумма молярных долей всех компонентов раствора равна 1.
Пример 4
Вычислите молярную концентрацию эквивалента, молярную концентрацию и моляльность раствора, в котором массовая доля CuSO4 равна 10 %. Плотность раствора 1107 кг/м3.
Решение:
Определим молярную массу и молярную массу эквивалента CuSO4:
M (CuSO4)= 159,61 г/моль; M(1/2 CuSO4)= |
159,61 |
79,8г / моль. |
||
|
2 |
|
||
|
|
|
||