II. Стехиометрические законы химии

Стехиометрия - раздел химии, в котором изучаются массовые и объёмные отношения между реагирующими веществами.

Известны три основных стехиометрических закона.

Закон сохранения массы веществ (1748 г.). Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образовавшихся веществ.

Закон постоянства состава веществ (1799 г.). Каждое химическое соединение имеет постоянный качественный и количественный состав независимо от способа его получения.

Закон Авогадро (1811 г.). В равных объёмах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится равное число молекул.

Первое следствие из закона Авогадро

При одинаковых условиях равные количества различных газов занимают, равные объёмы.

При нормальных условиях (н. у.) при температуре Т = 273 К (0°С) и давлении Р = 101,325 кПа (1 атм, 760 мм рт.ст.) 1 моль любого газа занимает объём 22,4 л.

Второе следствие из закона Авогадро

Молярная масса вещества В в газообразном состоянии равна его удвоенной плотности по водороду, т.е. М_В - М(Н₂) xD(H₂) = 2xD(H₂).

Аналогично, с учётом средней молярной массы воздуха М_воз^ = 29 г/моль:

М_в = М_возд xD_возд = 29xD_возд

26. Рассчитайте молярную массу газа, плотность которого по аммиаку равна двум.

27. Какой объём (н. у.) займёт газ, образовавшийся при пропускании 112 л водорода над углеродом при 500°С в присутствии никелевого катализатора? Полученный газ полностью сжигают, а продукты горения пропускают через 2 л 10%-ного раствора гидроксида натрия (ρ = 1,1 г/мл). Какая соль и в каком количестве образуется в растворе?

26. Какая масса соляной кислоты при действии на мрамор вытесняет 22,4 л (н. у.) оксида углерода (IV)?

27. В лаборатории потребовалось нейтрализовать раствор, содержащий 36,5 г соляной кислоты. Для этого добавили 20 г едкого натра, а дальнейшую нейтрализацию провели с помощью едкого кали. Какая масса едкого кали была израсходована?

28. В состав воздуха входит 78% азота, 21% кислорода, 15 аргона (по объёму). Рассчитайте, сколько молей каждого из них содержится в 1 м³ воздуха и какова масса 1 м³ воздуха (при н. у.)?

29. Сколько кубических метров воздуха расходуется (при н. у.) на получение 1 т серной кислоты из серного колчедана? Кислорода в воздухе содержится 21% (по объёму).

32. При прокаливании 7,15 г кристаллогидрата получится 2,65 г карбоната натрия. Выведите формулу кристаллогидрата и укажите число молекул кристаллизационной воды.

33. Определите формулу химического соединения, если массовые доли (%) составляющих его элементов равны: Н - 1,59%; N - 22,22%; О - 76,19%.

34. Молекулярная масса вещества 34. Состав вещества: 5,9% Н, 94,1% О. Установите его молекулярную формулу.

35. К 140 г концентрированной азотной кислоты прибавлено 32 г медных стружек. Сколько граммов азотнокислой меди при этом получится?

36. Для получения кальциевой селитры одну тонну мела обработали разбавленной азотной кислотой. При этом выход кальциевой селитры составил 85% по отношению к теоретическому. Сколько килограммов селитры было получено?

37. Найти эмпирическую формулу вещества, содержащего 43,4% натрия, 11,3% углерода и 45,3% кислорода.

38. При сжигании 5,05 г образца стали в токе кислорода образовалось 0,1 г углекислого газа. Рассчитайте, сколько процентов углерода содержалось в образце?

39. Рассчитайте, сколько граммов аммиака можно получить при нагревании смеси 20 г хлорида аммония с 20 г оксида кальция, приняв, что выход составляет 95% от теоретически возможного?

40. Какой объём газа (н. у.) выделится, если к раствору, содержащему 53 г карбоната натрия, прилить 400 г раствора азотной кислоты с массовой долей кислоты 20%?

41. К раствору, содержащему 16 г сульфата меди (II), прибавили 12 г железных опилок. Какая масса меди выделится при этом?

42. При обжиге известняка массой 500 г с массовой долей СаСО₃ 92% выделился оксид углерода (IV). Какой объём он займёт при н. у.?

43. Найти эмпирическую формулу оксида марганца, содержащегой 63,2% марганца.

44. Какова массовая доля хлороводорода в растворе, если раствор массой 50 г взаимодействует с карбонатом натрия массой 5,3 г?

45. При сплавлении гидроксида натрия массой 20 кг с оксидом кремния (IV) получен силикат натрия массой 24,4 кг. Вычислите выход (% масс.) силиката натрия от теоретически возможного.

46. Оксид магния массой 10 г обработали раствором, содержащим 49 г серной кислоты. Сколько граммов соли образовалось?

47. К раствору, содержащему 10,4 г хлорида бария, прибавили раствор, содержащий 9,8 г серной кислоты. Какая масса осадка получилась?

48. Определите эмпирическую формулу соединения, в состав которого входят калий (массовая доля 24,7%), марганец (массовая доля 34,8%) и кислород (массовая доля 40,5%).

49. При переработке плавикового шпата массой 500 кг, содержащего 95% фторида кальция, получен фтороводород массой 240 кг. Какова массовая доля (%) выхода продукта?

50. Газообразное вещество содержит 85,7% углерода и 14,3% водорода. Плотность этого вещества по водороду равна 14. Какова молекулярная формула вещества?