Врублевский А. И. Тренажер по химии

11.Какие объемы (см3) 0 2и Н2надо взять для приготовле­ ния 1 дм3 смеси, относительная плотность которой по водо­ роду равна 8,5? Условия нормальные.

12.Плотность смеси СО и С 0 2равна плотности 0 2. Опре­ делите объемную и массовую доли СО в смеси.

13.Смесь СО и С 02 имеет такую же массу, как и 1 моль воздуха, и занимает объем (н.у.), равный объему 28 г N2. Най­ дите массу и объем каждого газа в смеси.

14.При каком мольном соотношении СО и С 0 2получает­ ся смесь, которая в 2 раза тяжелее неона?

15.В каком объемном соотношении надо смешать Не и 0 2, чтобы плотность полученной смеси сравнялась с плотнос­ тью воздуха?

16.Газовая смесь, предназначенная для синтеза аммиака, имеет относительную плотность по водороду 8 ,8. Определи­ те объемные доли N2и Н2 в смеси.

17.Какой должна быть массовая доля С2Н6 в его смеси с Н2, чтобы такая смесь была в 10 раз тяжелее водорода?

18.В смеси Н2 и С 0 2 массовая доля Н2 равна 10 %. Чему равна масса такой смеси объемом 4,48 дм3 (н.у.)?

19.Газовая смесь состоит из F2, С12и Аг. Объемные доли F2

иС12соответственно равны 40 % и 20 %. Определите массу Аг в 11,2 дм3 (н.у.) такой смеси.

20.Рассчитайте массовую долю водорода в его смеси с азо­ том, если известно, что эта смесь объемом 4,48 дм3(н.у.) име­ ет массу, равную 3,0 г.

21.В каком объеме N 0 содержится столько же электро­ нов, как и в 1 дм3 Н2 (объемы измерены при одинаковых ус­ ловиях)?

22.В 5,60 дм3(н.у.) газа, являющегося простым веществом, находится 3,612-1024 электронов. Установите формулу газа.

23.Какой объем (н.у.) H2S надо добавить к 2,70 дм3 (н.у.)

С0 2, чтобы молярная масса газовой смеси стала равной

37,0 г/моль?

24.* Определите молярную массу газовой смеси (н.у.), по­ лученной при термическом разложении A1(N03)3.

25.При полном термическом разложении смеси AgN03 и Cu(N0 3)2 образовалась газовая смесь (н.у.) с относительной плотностью по воздуху 1,4655. Определите массовые доли солей в исходной смеси.

26.Газовая смесь (н.у.), полученная при прокаливании до постоянной массы смеси СаС03 и Cu(N03)2, имеет относи­ тельную плотность по водороду 21,647. Определите массовые доли веществ в твердом остатке после прокаливания.

27.В результате полного термического разложения смеси KN03 и Cu(N0 3)2 выделилось 8,4 дм3 (н.у.) смеси газов, в ко­ торой массовая доля элемента азота 14,302 %. Определите массу исходной смеси солей.

28.Во сколько раз водород легче газовой смеси, в которой на каждые 10 атомов Не приходится 5 атомов Аг?

29.Объемнаядоля неона в его смеси с аммиаком равна 10,0 %. Чему будет равна объемная доля неона в смеси после разло­ жения всего аммиака на простые вещества?

30.Относительная плотность газа Х20 3 по метану 4,75. Оп­ ределите элемент X.

31.Определите массовую долю элемента хлора в смеси,

состоящей из 1,12 дм3 С12, 11,2 дм3 Н2 и 2,24 дм3 НС1 (н.у.).

ПРИМЕР 8-3.* В смеси газов СН4 и NH3 числа атомов С и Н относятся соответственно как 1:16. Найдите объемные доли газов в смеси.

Решение

Пусть химические количества (моль) СН4 и NH3 в смеси равны соответственно х и у. Тогда в составе СН4 химические

количества (моль) С и Н равны соответственно х и 4х. В со­ ставе NH3 химическое количество (моль) Н равно 3у.

Отношение чисел атомов равно отношению их химичес­ ких количеств:

Ответ: ср(СН4) = 20 %; cp(NH3) = 80 %.

ПРИМЕР 8-4.* Массовая доля элемента кислорода в сме­ си СО и S02 равна 51%. Найдите объемную и массовую доли S02 в смеси.

Решение

М(СО) = 28 г/моль;

M(S02) = 64 г/моль.

Пусть химические количества СО и S02 соответственно равны х и у моль. Тогда в составе оксида углерода (II) п(О) =

=х, а в составе сернистого газа л(О) = 2у. Имеем:

0,51 =

28х + 64у

у = 2,69х.

Ответ: ф (S02) = 72,9 %; w(S02) = 86 %.

32.Массовая доля элемента кислорода в смеси оксидов углерода (IV) и серы (IV) равна 60 %. Определите относи­ тельную плотность газовой смеси по воздуху.

33.Массовая доля элемента водорода в смеси НС1 и HF равна 4 %. Определите относительную плотность газовой

смеси по воздуху.

34.Смесь состоит из СО и С 02 и имеет объем 4,48 дм3 (н.у.). На каждые 40 атомов С в смеси приходится 60 атомов О. Чему равна масса СО в смеси?

35.Массовая доля элемента кислорода в смеси оксидов азота (I) и (II) равна 40 %. Определите массовую долю окси­ да азота (II) в смеси.

36.Массовая доля элемента кислорода в смеси СО и С 02 равна 64 %. Определите массовую долю СО в смеси.

37.В смеси N20 и N 0 число молекул в 2,8 раза меньше числа атомов. Найдите объемные доли газов в смеси.

38.Вычислите объемные доли СО и С 02 в их смеси объе­ мом в 1,68 дм3 (н.у.), содержащей 8,73-1023 электронов.

39.Сколько атомов С содержится в 2 моль смеси метана и эпгиламина, плотность которой такая же, как и у формальдегида?

40.В смеси СО и С 02 на 5 атомов С приходится 7 атомов О. Вычислите объемную долю С 02 в смеси.

41.Вычислите объем сероводорода, который надо доба­ вить к 2,70 дм3 углекислого газа (н.у.), чтобы молярная масса газовой смеси стала равной 37,0 г/моль.

42.В смеси простых газообразных веществ содержится одинаковое число атомов азота, гелия и кислорода. Вычис­ лите массу этой смеси, имеющей объем 5,00 дм3 (н.у.).

43.В смеси простых газообразных веществ (кислород, хлор, криптон) число атомов хлора в 2 раза меньше числа ато­ мов кислорода и в 3 раза больше числа атомов криптона. Ка­ кой объем (н.у.) занимают 5,00 г этой смеси?

44.Вычислите объем углекислого газа, который добавили

к5,60 дм3 оксида углерода (II) (н.у.), если известно, что чис­ ло электронов в полученной смеси стало в 14,5 раза больше числа Авогадро.

45.В некоторых объемах углекислого газа и метана при одинаковых условиях содержится одинаковое число элект­ ронов. Чему будет равна относительная плотность по гелию газовой смеси, полученной смешением этих объемов?

46.В смеси аммиака и азота число атомов в 3,4 раза боль­ ше числа молекул. Вычислите относительную плотность этой газовой смеси по воздуху.

47.В смеси метана и углекислого газов число атомов в 5 раз меньше числа электронов. Вычислите объемные доли газов в этой смеси.

48.В смеси оксида серы (IV) и углекислого газа число про­ тонов в 24 раза больше числа молекул. Вычислите плотность этой смеси при нормальных условиях.

49.Относительная плотность по водороду смеси, состоя­ щей из 11,2 дм3 N2 (н.у.) и 2,24 дм3 газа Н2Э (н.у.), равна 22,475. Установите формулу газа Н2Э.

В результате протекания химической реакции изменяется количественный и качественный состав газовой смеси. Соответ­ ственно изменяются объемные (массовые) доли газов, моляр­ ная масса и плотность газовой смеси. Некоторые особенности решения задач на этутему рассмотрим на конкретных примерах.

ПРИМЕР 8-5.* При частичном разложении 100 дм3 (н.у.) аммиака на простые вещества объем увеличился на 50 дм3 (н.у.). Какова степень разложения аммиака?

Решение Составляем схему реакции разложения аммиака, учиты­

вая, что часть его не разложилась:

х0,5х 1,5х

2NH3 = N2 + ЗН2

Обозначая исходные объемы газов как х н у , составляем систему уравнений:

(х+>’ = 100,

{о, 5jc-+-1,5jc-+- = 150.

Находим: х —50 дм3.

Следовательно, степень разложения р аммиака равна:

r(N H 3)paM _ 50

т.е. составляет 50 % от исходного объема. Ответ: 50 %.

ПРИМЕР 8-6.* Имеется смесь азота и водорода объемом 100 дм3 (н.у.) и относительной плотностью по водороду 5,33. После реакции между ними относительная плотность газо­ вой смеси по водороду стала равной 6,16. Найдите объемные доли газов в конечной смеси.

Решение 1. Находим молярную массу исходной смеси газов, а затем

объемные доли, объемы и химические количества N2 и Н2.

Л/(смеси) = 5,33-2 = 10,66 (г/моль);

10,66 = 28 • (p(N2) + 2(1 - <p(N2));

9(N2) = 0,333;

Ф(Н2) = 1 - 0,333 = 0,667;

F(N2) = 100-0,333 = 33,3 (дм3);

n(N2) = | | ^ = 1,487 (моль);

Z Z , ч

Р(Н2) = 100 - 33,3 = 66,7 (дм3);

л(Н2) = ||^ - = 2,978 (моль).

2.Записываем уравнение реакции и обозначаем химичес­ кое количество прореагировавшего азота как х моль:

Тогда видим, что прореагировало Зх моль водорода и об­ разовалось 2хмоль аммиака. В конечной смеси остались азот химическим количеством 1,487 —х моль и водород химичес­ ким количеством 2,978 —Зх моль.

3. Учитывая, что конечная смесь содержит также 2х моль аммиака, составляем выражение для молярной массы конеч­ ной смеси, равной 6,16-2 = 12,32 (г/моль):

12>32 = тС см «и);

и(смеси)

12 32 _ m(N2) + m(H2) + m(NH3)

n(N2) + n(H2) + n(NH3) ’

Находим:

х = 0,3 моль.

Таким образом, в конечной смеси находятся: азот химическим количеством

1,487 - х =1,487 - 0,3 = 1,187 (моль);

водород химическим количеством

2,978 - Зх = 2,978 - 3-0,3 = 2,078 (моль);

аммиак химическим количеством

2х = 2-0,3 = 0,6 (моль).

Находим объемные доли газов в смеси, используя форму­ лу (8-3):

q>(NH3) = l - < p ( N 2) - < p(H 2) =

= 1 - 0,307 - 0,54 = 0,153 (15,3 %).

Ответ: <p(N2) = 30,7 %; ф(Н2) = 54,0 %; cp(NH3) = 15,3 %.

50.После взрыва 1 дм3 (н.у.) смеси водорода и кислорода осталось 400 см3 (н.у.) водорода. Найдите массовую долю во­ дорода в исходной смеси.

51.После сжигания смеси водорода с избытком кислоро­ да объем газообразных продуктов (н.у.) оказался вдвое мень­ шим, чем объем исходной смеси. Каков состав исходной сме­ си в объемных процентах?

52.Газ (н.у.), полученный при нагревании 425 г нитрата калия, смешали в замкнутом сосуде с газом, полученным при действии избытка раствора КОН на 45 г А1. Найдите массу полученного продукта, если смесь газов взорвать.

53.После пропускания над катализатором смеси, состоя­ щей из 7 моль азота и 5 моль водорода, не прореагировало 40 % водорода. Как относятся между собой первоначальный и ко­ нечный объемы газовой смеси?

54.Для полного сгорания 42 г смеси СО и Н2 нужно 89,6 дм3 (н.у.) кислорода. Найдите объемную и массовую доли водо­ рода в смеси.

55.Смесь СО и С 02 массой 13 г занимает объем 8,4 дм3 (н.у.). Каков будет объем этой смеси после пропускания ее над раскаленным углем?

56.Из 10 дм3 (н.у.) смеси, состоящей из водорода и избыт­ ка азота, получен аммиак. Объем новой смеси равен 6 дм3 (н.у.). Найдите объемную долю азота в исходной смеси.

57.При нагревании аммиака 25 % его первоначального объема распалось на простые вещества. Найдите объемные доли газов в конечной смеси.

58.После реакции 28 дм3 (н.у.) смеси аммиака и кислоро­ да в присутствии катализатора осталось 10 дм3 (н.у.) кисло­ рода. Определите объемы газов в исходной смеси.

59.Смешали 50 см3 (н.у.) смеси СО и С 02 с 50 см3 (н.у.) кис­ лорода, смесь взорвали. После этого ее объем составил 90 см3 (н.у.). Найдите объемную долю С 02 в исходной смеси.

60.На сжигание 0,896дм3 (н.у) смеси СО и С02 нужно 0,112дм3 (н.у.) 0 2. Найдите объемную долю СО в исходной смеси.

61.К 50 дм3 (н.у.) смеси СО и Н2 добавили 50 дм3 (н.у.) кислорода и смесь сожгли. После реакции объем новой сме­ си равен (н.у.) 45 дм3. Найдите объемные доли газов в исход­ ной смеси.

62.Газ, полученный прокаливанием 4,9 г бертолетовой соли, смешали с газом, полученным при взаимодействии 6,0 г Са с избытком воды. Найдите объемную долю кислорода в полученной смеси.

63.На сжигание 0,896 дм3 (н.у.) смеси СО и С 02 затрачено 0,112 дм3 (н.у.) кислорода. Полученная газовая смесь пропу­ щена через раствор, содержащий 3,96 г Са(ОН)2. Найдите объемную долю СО в исходной смеси и массу полученного осадка.

64.Имеется смесь азота и водорода, в которой их объемы относятся соответственно как 1:3. При пропускании этой смеси над катализатором прореагировало 40 % смеси. Най­ дите объемные доли газов в конечной смеси.

65.При пропускании над катализатором смеси равных объемов азота и водорода прореагировало 50 % от первона­ чального объема водорода. Найдите объемные доли газов в конечной смеси.

66.Реагируют равные объемы S02 и 0 2 с образованием S03. Каков будет объемный состав конечной смеси (в объемных процентах), если только 90 % молекул S02 превратится в S03?

Вусловиях опыта S03 —газ.

67.Смесь равных объемов азота и водорода общим объе­ мом 11,2 дм3 (н.у.) превращается в аммиак. Для нейтрализации полученного аммиака нужно 24 см3 соляной кислоты (w =

=9,125 %, р = 1,04 г/см3). Найдите объемы газов в газовой смеси на выходе после катализатора.

68.Смесь СО и метана объемом 50 см3 (н.у.) взорвана с 60 см3 (н.у.) кислорода, причем СО и метан полностью сгорели, а объем конечной смеси составил 70 см3 (н.у.). Определить объемную долю СО в исходной смеси.

69.Смесь равных объемов S02 и 0 2 пропущена над ката­ лизатором, при этом 80 % S02 превратилось в S03. Какова относительная плотность по водороду полученной газовой смеси? В условиях опыта S03 —газ.