Содержание

• Предисловие 3

• Роль и место задач в школьном курсе химии 5

• Методика обучения школьников решению задач по химии 7

• Задачи для самостоятельного решения 26

41. Обозначим через Q количество теплоты (в килоджоулях), которая выделится при сгорании оксида углерода (II) объемом 1 м³, измеренным при нормальных условиях. Составим термохимическое уравнение реакции: СО + ½ О₂ + ∆H⁰ = СО₂. ∆H⁰_обр (СО) = 111 кДж/моль, ∆H⁰_обр (СО₂) = -394 кДж/моль. Подставим в это уравнение вместо формул соединений значения их энтальпий образования, получим: - 111 + 0 + ∆H⁰ = -394, откуда ∆H⁰ = 283 кДж/моль. Вычислим Q – количество теплоты, которая выделится при сгорании 1 м³ газа, содержащего 1000/22,4 моль СО, Q = 1000/22,4 ^. 283 = 12635 (кДж). Теплотворная способность СО равна примерно 126 ^. 10² кДж/м³.

42. Искомая величина – тепловой эффект реакции образования газообразного бензола ∆H⁰_обр (С₆Н_6(г)). Реакции горения бензола отвечает термохимическое уравнение: С₆Н_6(г) + 15/2 О_2(г) + ∆H⁰ = 6СО_2(г) + 3Н₂О_(ж). Подставим в термохимическое уравнение вместо формул соединений значения их энтальпий образования: ∆H⁰_обр(С₆Н_6(г)) – 3305 = 6 (-394) + 3 (-286), откуда ∆H⁰_обр(С₆Н_6(г)) = 83 кДж/моль.

43. Ответ: 131,0 кДж. Согласно закону Гесса Q_{реакции} = ∑∆H⁰_обр (конечных продуктов) - ∑∆H⁰_обр(исходных продуктов) = 92,1^. 2 – 26,5 ^. 2 = 131,0 кДж.

44. если ∆ Н⁰_обр 2Fe₂O_3(к) и ∆ Н⁰_обр CO_{2 (г)} равны соответственно –822,2 и – 393,7 кДж/моль.

45. Ответ: 66,9 кДж/моль. По пропорции : 286^. 167,36 / 715 = 66,9 кДж/моль.

46. Реакция может происходить в том случае, когда изменение свободной энергии Гиббса ∆G = ∆H - T∆S < 0. Вычислим ∆G для обсуждаемой реакции: 2Mg_(тв) + CO_2(г) = 2MgO_(тв) +C_(тв). ∆H⁰ = 2∆H⁰_обрMgО - ∆H _обрСО2 = 2 ^. 601,24 – (-393,51) = - 808,97 (кДж) . ∆S⁰ = 2S⁰_MgO +S⁰_C – 2S⁰_Mg – S⁰_CO2 = 2 ^. 26,94 + 5,74 – 2 ^. 32,55 – 213,6 = - 219,08 (кДж/моль ^. К). ∆G⁰ = ∆H⁰ - T∆S⁰ = -808,97 + 298 ^. 219,08 ^. 10^-3 = - 743,68. Ответ: Поскольку ∆G < 0, в стандартных условиях система Mg + CO₂ менее устойчива, чем MgO + C, т.е. Mg может реагировать с СО₂.

48. Уравнение реакции: 2М + 2Н₂О = 2МОН + Н₂, где М – щелочной металл; ν (Н₂) = 0,1 моль, ν (М) = 0,2 моль; средняя молярная масса : 4,6 / 0,2 = 23 г/моль. Вторым компонентом сплава может быть только щелочной металл с относительной массой меньше 23, это – литий; сплав состоит из рубидия и лития. ν (Rb) + ν (Li) = 0,2 моль; m (Rb) + m (Li) = 4,6; ν (Rb) ^. M(Rb) + ν (Li) ^. М(Li) = 4,6; ; ν (Rb) ^. M(Rb) + (0,2 – ν(Rb)) ^. М(Li); ν (Rb) = 0,0408 моль, ν (Li) = 0,1592 моль. Состав смеси: w(Rb) = 76%, w(Li) = 24%.

49. Выделившийся на аноде водород содержался в веществе в виде Н^- . Значит, анализу подвергли гидрид: 2Н^- - 2ē = Н₂. Водород объемом 11,2 л имеет массу 1 г, т.е. на 1 г водорода приходится 7 г металла. Отсюда атомная масса металла 7 n , где n – количество атомов водорода в гидриде. Существует три элемента с массой, кратной 7: Li, Si, Fe. Кремний (n = 4) отпадает, поскольку SiH₄, не проводит электрический ток, а степень окисления +8 маловероятна у железа (n = 8), следовательно, был взят гидрид лития. Электролиз водного раствора LiH провести не удается из-за разложения последнего водой: LiH + H₂O = LiOH + H₂.

50. 6,43Å. При пропускании тока через раствор серной кислоты по существу подвергается электролизу вода. Для разложения 1 моль воды требуется 2 фарадея электричества; при этом образуется 33,6 л гремучего газа. Для выделения 672 мл гремучего газа требуется х кулонов. Из пропорции находим х = 3860к.

51. Вправо. Повышение давление равносильно увеличению концентрации газообразных веществ. Поэтому скорость прямой реакции ν = k [A] [B]² - возрасте в 27 раз, а скорость обратной реакции ν = k [С]² – возрасте в 9 раз. Повышение температуры увеличит скорость прямой реакции в 4 раза, а скорость обратной реакции в 9 раз. Так, скорость прямой реакции возрастет в 108 раз, а скорость обратной в 81 раз.

52. [A] = 2,78 моль/л; [B] = 1,78 моль/л; [C] = 4,44 моль/л. К моменту равновесия образовалось х моль вещества С. По уравнению реакции видно, что на х моль вещества С расходуется по х: 2 моль вещества А и В. Следовательно, равновесные концентрации будут [C] = x; [A] = 5 - 0,5x; [B] = 4-0,5x. При равновесии для данной реакции k = [C]² / [A][B] или по условии задачи : 4 = x² / [5-0,5x] [4-0,5x], отсюда x = 4,44

53. Амальгама – сплав ртути с металлами. Водород за счет взаимодействия Zn и Al с серной кислотой. Масса Zn и Al = 10 – 8,810 = 1,190г. ν (Н₂) = 0,896/22,4 = 0,04 моль. Уравнение двух реакций, на основе стехиометрических уравнений составляем систему уравнений: 65х + 27у = 1,19, 3/2у + х = 0,04. Решая систему, получаем: х = 0,01 моль, у = 0,02 моль. m(Zn) = 0?65 , m)Al) = 0,54. Масса ртути = 10-0,65 – 0,54 = 8,81 г, что соответствует условию. 6,5% Zn, 5,4% Al, 88,1% Hg.

54. Если масса раствора составляет 100 г, то в нем содержится 5 г соли и 95 г воды. Вычисляем массу образовавшегося нитрата Б: m/(m +95) = 0,0186; m = 1,8 г. Из закона эквивалентов следует, что отношение масс исходного и образовавшегося нитратов равно отношению эквивалентных масс этих солей. В свою очередь эквивалентная масса средней соли равна сумме эквивалентных масс катиона и аниона. Э(NO₃^-) = 62г/моль, тогда (Э(А) + 62) /Э(Б) + 62) = 5/1,8. Э(А) = 2,78(Б) + 110. Э(А) – величина порядка 150 или больше, так как наименьшее значение Э(Б) ≈ 10. Следовательно, нитратом А может быть только нитрат ртути или таллия (нитрат Au не существует). Если Э(А) = 201, то Э(Б) = 32,7, что соответствует цинку. Таллию реальное значение Э(Б) не соответствует. Отсюда получаем уравнение реакции: Zn + Hg₂(NO₃)₂ = Zn(NO₃)₂ +2Hg

55. Осадок – хлорид фениламмония 2,59 / 129,5 = 0,02 моль, значит и анилина – 0,02моль. m(C₆H₅NH₂) = 0,02 ^. 93 = 1,86. Фильтрат представляет раствор фенола в бензоле. При обработке раствором гидроксида натрия фенолят натрия переходит в водный слой, тогда масса фенола 4,7 г. Масса бензола 10-1,86 – 4,7 = 3,44 г. 18,6% анилина, 47% фенола, 34,4% бензола.

57. а: в: с = 3: 4:1. Предположение: вещество содержит две функциональные группы: непредельную связь, альдегидную группу. С₃Н₄О. СН₂ = СНСНО – акролеин.

58. 44,7% метиламина.

60. 79%.