Слета Л.А.,Черный А.В., Холин Ю.В. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями

47. Вычисления .по уравнениям реакций

с учетом практического выхода nродукта

Основные расчетные формулы

Практический выход 11 = тnракт ·100 %.

ттвор

Обоэкачен.ия: ·

ттеор ·- теоретически ВОЗ!\'tОЖная: масса продукта, рассчитывают по уравнению химической реакции;

тпракт - практически полученная: масса nродукта, измерЯют экспе-

риментально.nосЛе реакции. ·

599. Для nроизводства 142,3 кг аммиачной селитры использова­

ли ам!'>fиак объемом 50 м3 (н. у.) и 160 л 65%-Й азотной кислоты (плотность 1391 кгjм3 ). Определите вЫход nродукта реакции (в %)

от теоретически возможного;

600. Вычислите, какой объем 10%-го раствора хлораводорода в

. воде (плотность 1047 кr/м3 ) можно nолучить из 58,5 к.г хлорида

натрия, если вых.од хлораводорода равен 68% от теоретического.

601. Для nроизвоДства моноаммофоса NH4 H 2 PO 4 использовали

244,5 м3 аммиака (при 25 'С и 1,013 · 105 Па) и 1,7 т раствора 60%--й ортафосфорной кислоты. вычислите массу полученного удобрения, если'

его выход составил 78 % от теоретического. ·

602. Рассчитайте, какой объем раствора 65% -й азотной кислоты (плотность 1391 кг/м3) можно получить из 1;5 т аммиака, если

выход кислоты составляет 72 % от теоретически возможного.

603. Из природного фосфорита массой 840 кг получили фосфор- ·

ную кислоту массой 500 кг. Рассчитайте массовую долю фосфата)

кальция в nриродном фосфорите, если nроизводствен~ые потери~

составляют 18 %. ,;,j1

604. При электролизе расплава хлорида кальциЯ: на~tноде выдеi.~

л:ц:лся хлор объемом 198 л (н. у.), а ~а ка'l'оде - кальций массо~

240 г. Предполагая, что, практический выход кальция составляе.· 100 %, вычислите nрактический выход хлора~.

605. При электролизе водного раствора сульфата никеля (II) .

инертными электродами получили чистый. никель. При электроли·

зенааноде собрали кислород, объем которого равен 16,8 м3 (н. у.)·

ВычИслите массу никеля, образов1:1вmегося на катоде, если nракти

90

606. Рассчитайте массу раствора 55%~й азотной кислоты, ко­

торая получается из 1 т аммиака, еслИ выход продукта окисления

аммиака в контактном аппарате со'Ставляет 98 % , а выход к.ислоты

в поглотительных i<о,/lоннах - 94 % .

607. Вычислите массу серного колчедана, содержащего 45 % серы,

необходимого для получения 405 т безводной ~ерной кислоты при

условии, что потери серы в производстве составляют 5 % .

608. Технологическая схема получения едкого натра NaOH при

каустификации соды -известью состоит в следующем. Порццю ра­

створа карбоната натрця Na2C03 заливают в реактор с мешалкой.

Затем в реактор добавляют порцию неrашеной извести СаО. Смесь

нагревают при перемешивании. Получают взвесь твердых. и жид-

. ких продуктов, которую декантируют (осторожао слива!Qт), чтобы

удалить как можно больше жидкости. Оставшийся отстой промы­

вают вдвое большим по :массе количеством воды, а затем отфильт­

ровывают. На поверхности фильтра образуются влажные твердые остатки. Расход реагентов н выход продуктов (в кг) представлены на схеме. Обратите внимание, что негашеаая известь СаО израсхо­ дована полностью. Вычислите выход; едкого натра.

Техиол.о~ическая схема получения NaOH из Na2C03 •

91

609. На производстве для получения 1000 кr сульфата аммония

расходуется 970 кг серной кисЛоты с массовой долей 78 % и 270 кr

аммиака. Вычислите массовую доЛю выхода сульфата аммония no

отношению:

а) к расходуемой кислоте; б) к расходуемому аммиаку.

610. Солевая масса, получаемая из вод Балтийского моря, содер­

жит в среднем 84,7 % хлорИда натрия и 9, 7 % хлорида магния.

Сколько соЛевой массы требуется для получения 315,5 м3 хлора

(н. у.), если массощtя доля выхода конечного продукта составляет

91,9%.

611. Дихромат натрия Na2Cr2 0 7 • 2Н20 получают из хромисто­

го железняка FeO · Cr20 3 , nодвергая его окислИтельной плавке в

присутствии соды при участии кислорода воздуха. Образующийся

хромат натрия, Na2Cr04 , uзвлекают из плава водой и полученный

раствор обрабатывают серной кислотой. Побочньiмй продуктами· . являются оксид. железа (III) и углекислый газ. Вычислите массу

сырья, содержащего 45 % хромита железа, соДы и кислоты, расхо­

дуемых nри получении 10 т дихромата натрия, если массовая доля

выхода конечного продукта составляет 87%, а расход соды и кис­

лоты на 50 % больше теоретического.

48. Вычисления на 'основе закона

эквивалентных отношений

Основные расчетвЫе формуJIЫ

Ко~ичесrво вещества эквивалентов:

~аi<В(А)==n(~A),

где Z - эквивалентное чиСJiо

Молярная масса эквивалентов вещества:

Мэкв(А}::м(~А)

(для водорода- 1 гjмоль, дЛя кислорода- 8 гfмоль)

Объем эквивалентов вещества: .

.) v,...

vзкв(А= z·

(для водорода - 11,2 л/моль, длл кислорода-, 5,6 лjмолъ)

92

J

Продолжение

Закон эквивалентных отноп;rений:

m(A) Мэкв(А)

m(B) = Мэкв{В)

ОпреДеление пэкв(А):

n3кв(·А) = .Мт(А()А)

экв

Эквивалентное соотношение:

nэкв(А) = nэкв(В)

612. Рассчитайте молярную массу эквива.nентов векоторого не­

мета.nла (неМе), если известно, что его образец массой: 1,0 г nоЛно­

стью сгорает в кислороде, масса которого также равна 1;0 г. Назо­

вите неметалл, если степень его окисления .в оксиДе равна +4.

. 613. При растворении в кислоте векоторого J,'4еталла массой: 1,8 г выделилось 2,24 л (н. у.) водород_а. Определите молярную массу эк­

вива.nентов этого металла.

614. Один из металлов группы ПА Периодической: системы

элементов массой 2,25 г при взаимодействии с соляной кислотой:

вытесняет 6,01 л водорода при 20 ·с и 1,013 ·105 -Па. Назовите

·металл.

615. Рассчитtiйте молярн;ую массу эквивалентов одного из ме­

та.nлов группы ПА Периодической системы элементов, если при

соединении 3,6 г этого металЛа с хлоррм было получено 14,1 г соли.

Молярная масса эквивцентов хлора равна 35,5 г/моль. Назовите

металл.

616. Один из металлов группы IIIA Периодической системы эле­

ментов рбразует оксид, массоваЯ доля металла в котором составля-

1ет 52,94%. Назовите металл. ·

617. Вычислите степень окисления марганца в ~го оксиде; содер-

. жащем 36,78% кислорода. Составьте формуЛу оксида. ·

. 618.. Мышья~ образует два оксида, массовая доля мышьяка в

которых соответственно равна 65,2 и 75,7 %. Рассчитайте моляр­

1ную массу эквивалентов мышьяка в этих. оксидах. и составьте их

~~лярную массу эквива.nентов мета.nла и назовите металл.

93

620. Навеска металла вытесняет из кислоты 140 мл водорода

(н. у.). Эта же навеска вытесняет 1,295 г свинца из растворов его

солей. Рассчитайте молярную массу эквивалент~в свинца. ·

621. В раствор, содержащий 3,2 г ионов металла, nогрузиЛи же­

лезную рластину массой 50 г. После полного выделения металла

на пластине ее масса увеличшiас:~, на 0,8%. Рассчитайте молярную.

массу эквивалентов металла.

622. Вычислите молярну.ю массу эквивалентов висмута, если из­

вестно, что на окисление 1, 74 г висмутлизрасходовали 153 мл кис-

лороДа при 25 ·с и 1,013 · 105 кПа. ·

623. Алюминий массой 0,4092 г растворил:ц: в серной кислоте.

Выделившийся водород занимает объем 0,548 л при 19 ·с; и·

755 мм рт. ст. ,Вычислите молярную массу эквивалентов алюмuния.

624. При электролизе pElCTBopa соли металла. током силой 4,4 А

За 1 час 12 мин 22 сек выделилось 1, 782 г металла; Для нагревания

такой же массы металла от 293,15 К до 373,15.К затраЧено 128,8 Дж

теnлоты. Используя этц данные, рассчитайте значение атомной

массы металла.

49. Химические эквиваЛенты

СЛ()ЖНЫХ вещест:в

Основные расчетные формулы

Молярная .масса эквивалеJJ:тов элемента в соединении АаВь :.

где Ь - зквива.ле~tтное число

где .а ""7" основностъ кислоты

94

Продолжение

Молярная масса эквивалентов основания А{ОН)ь:

626. Вычислите молярную массу эквивалентов Н3РО4 при реак­

циях обмена, в .результате которых образуются: а) Na3P04 ;

б) Na2 HP04 ; в) NаН2Р04 •

~-1

627. Определ'У!те молярную массу эквивалентов векоторого метал­

ла в двух его окс-идах: а) если при восстановлении водородом перво­

го оксида массой 1,0 г образуется 0,126.г воды; б) при восстановле­

нии водородом второго OKCI/Iдa массой 1,0 г образуется 0,226 г воды.

628. ОпредеЛите молярную массу эквивалентов одного из метал­

лов группы ПА Периодич~ской системы эЛементов, если 5,6 г ок­

сида этого металла образуют 13,6 г сульфата металла. Назовите

металл.

· 629. При пропускании ,сероводорода через раствор, содержащий

2,025 г хлорида металла ХС12 , последний' полностью превращает­

ся в 1,44 г сульфида XS. Вычислите молярную массу эквивалентов

металла.

630. На полную нейтрализацию раствора кислоты, масса кисло­

ты в котором 7,35 Г, израсходовали раствор гиДроксида натриЯ,

масса гидроксида натрия в котором 6,0 г. Вычислите: а) молярную

гидроксида натрия.

631. Раствор серной кислоты, объем которого равен 200 мл, со­

дерЖит 39,2 г серной кислоты. Вычислите: а) моJiярную концент­

рацию H2 SO4 ; б) молярную концентрацию эквивалентов H 2SO4 ,

95

если основностъ Н2804 равна 2. Как связаны между собой моляр­ ная концентрация и молярная концентрация эквивалентов Н2804 ?

632. Смешали два раствора гидроксида к~ия - первый объемом ~00 мл с молярной концентрацией эквивалентов КОН 0,6 моль/л, а второй объемом 800 мл и с молярной концентрацией эквивален­ тов КОН 1,5 моль/л. Рассчитайте молярну:ю концентрацию экви­

валентов КОН в полученном растворе.

633. Вычислите, какой объем раствора с молярной концентраци­

634. Слили два раствора - раствор азотной кислоты, объем

15оторого 300 мл и молярная концентрация эквивалентQв HN0 3

0,48 моль/л, и раствор гидроксида бария; объем которого 350 мл

и молярная концентрация эквивалентов Ва(ОН)2 0,24 моль/л. Ка~

кую среду - кислую или щелочную - будет иметь полученный

раствор?

. t

635. Медь образует два оксида. В первом на 1,000 г кислорода

приходится 3,973 г меди, а во втором на 1,000 г кислорода прихо­ дится 7,964 г меди. Определите степени окисления меди в оксидах.

""

636. На. нейтрализацию 0,41 г фосфористой кислоты Н3РО3

израсходовали 0,56 Г гидроксида калия. Вычислите основностъ

кислоты.

637. На осатдение хлора, находящегося в 0,5833 г соли, израс­

ходовали 0,9520 г нитрата серебра. Определите молярнуЮ массу

эквивалентов соли.

50.Скорость химической реакции

638.Определите среднюю скорость реакциИ водорода с ·йодом,

если начальные концентрации водорода и йода составили соответ­

ст'венно 1,о· моль/л и 1,2 моль/л, а спустя 30 минут концентрация

водорода уменъшплась до 0,5 моль/л.

639. Средняя скорость nревращения озона в· реакции

203 ::о 302 .

равна 9,0 ·10-5 моль/л· с. В неiоторый момент концентрация озо­ на в газовой смеси составляла 1,33 ·10-3 моль/л. Найдите концен-.

трацию озона в этой смесп через 60 минут. ·

96

646. Как ·lfзМенитс,fl скорость реакции

2С2Н5ОН == С2Н5ОС2Н5 + Н2О ,

еслИ концентрацию этавола увеличить с 0,1 до 0,5 моль/Л?

647. Как следует изменить конценТрацию оксида углерода (II) в реакции 2СО == 002 + с·, чтобы ее скорость увеличмлась в четыре раза,

· если v = k. с2 (СО)?

648. Запишите соотношение'между скоростью расходования ре­

агента (скорость реакции по реагенту) и скоростями образования

каждого продукта (скорость реакции.по продукту) для реакции ·

2NOC1, гаЗ = 2NO, газ + Cl 2 , газ .

649. Средняя скорость образования кислорода .из озона цо r:акции

20 3 = 80 2 за некоторый nромежуток времени раВна 13,5 ·10- · атм/с.

Определите скорОсть этой реакции по озону (скорость расходования

озона за этот nромежуток временИ).

650•. В лаборатории эксJJериментально оnределили объем угле­

кислого газа, выделяющегося в реакции между мраморной крош­

кой и разбавленной соляной кислотой. Постройте график зависи­ мости объема выдел~ющегося углекислого· газа от времени t

реакции и на его основе вычислите среднюю скорость реакции в

температуры. Энерrия активации

651. Во сколько раз возрастет скорость химической реакщцt:, если увеличить темnературу с 60 до 100 "С? Температурный коэф­ фициент реакции npиH.fiTЬ равным 3.

652.Темnераiурный коэффициент реакции равен 2. Как слеДуе~

изменить темnературу реакционной смеси, чт~бы увелиЧить ско; рость реакции в 128 раз?

653.В~числите температурный коэффициент реакции, скорость·

98

_____________ _ L _

654. Температурный коэффициент реакции у = 3,5 . Вычнмате

скорость этой реакции · при 80 .·с, если прИ 40 ·с она равна·

0,1 моль/л· с.

655, В общем случае ЗаВИСИМОСТЬ СКОроСТИ реаКЦИИ ОТ Темпера­

туры может бЫть представлена уравнением Аррениуса:

обходимая молекулам для участия в реакции; R -с- газовая посто­ янная; Т - абсолютная температура.

Вычислите Еа реакции, скорость которой при повышении тем­

цературы от 27 до 47 ·с возрастает в 5 раз.

656. Вычислите температурный .коэффициент реаtщии, если при

80 ·с она заканчивается за 320 секунд, а при 110 ·с - за 40 секунд.

657.Вычислите энергию активации реакЦии, для которой тем­

пературный коэффициен-т реакции при 400 К равен 4.

658.Константа скорости-реакции разлоЖенип N2 0 5

103кДж/моль.

659.Как изменится скорость реакции в присутстiши катализа­

_тора, если энергия активации реакции с участием катализатора

37,82 кДж/моль, а при его отсутствии - 70,30 кДж/моль. Темпе­ ратуру принять равной 298 К.

660. Как увеличится скорость реакции при 366 К, если энергию

активации ее у)(еньiUить на 7 кДж/моль?

661. Температурн~й коэффициент скорости векоторой реакции

равен 2,3. Во сколько раз изменитс:я скорость этой реакции, если

пониЗить ·температуру на 25 градусов?

662. Вычислите температурный коэффициент скорости реакции,

если при увеличении температуры на 30 градусов скорость реак­

Ции возросла в 15,6 раз.

663. Реакция при температуре 20 ·с проходит за ,135 с. Через

Йый коэффициент реакции равен 3?

99