Khimia_Polny_spravochnik_dlya_podgotovki_k_EGE

1.В реакции между железом и хлором на 11,2 л (н.у.) окислителя приходится выделение 132 кДж теплоты, следовательно, в расчете на 0,5 моль железа выделится количество теплоты (кДж), равное

1) +198

2) +148,5

3) +99

4) +49,5

2.Триоксид серы массой 280 г вносят в воду, протекает реакция с тепловым эффектом +73 кДж. Количество теплоты (кДж) в условиях опыта равно

1) +204,4

2) +255,5

3) +408,8

4) +511

3.Термическое разложение нитрата калия привело к выделению 4,48 л (н.у.) газа. Тепловой эффект реакции равен -282 кДж, следовательно, сопровождающее процесс количество теплоты (кДж) составляет

1) -56,4

2) -112,8

3) -225,6

4) -282

4.Сожжено 10 л (н.у.) аммиака на воздухе (тепловой эффект реакции +1532 кДж). По условию опыта количество теплоты составит

1) +171

2) +342

3) +766

4) +855

5.Термическое разложение карбоната кальция с тепловым эффектом -179 кДж привело

кполучению 33,6 г твердого остатка. В этих условиях поглощенное количество теплоты (кДж) равно

1) -537

2) -214,8

3) -375,9

4) -107,4

6.При термическом разложении дихромата аммония протекает экзотермическая реакция, в которой на 1,4 моль образовавшейся воды приходится +106 кДж; следовательно тепловой эффект реакции (кДж) равен:

1) +505

2) +404

3) +303

4) +606

7.Реакция сгорания угарного газа в кислороде сопровождается экзо-эффектом +566 кДж. Количество теплоты (кДж), приходящееся на 224 г угарного газа, равно

1) +1132

2) +2264

3) +283

4) +566

8.Тепловой эффект реакции полного сгорания ацетилена в кислороде равен +2596 кДж. При сгорании 2 л (н.у.) этого газа выделяется количество теплоты (кДж)

1) +29

2) +58

3) +116

4) +232

9.В термическом разложении метана с образованием ацетилена и 560 л (н.у.) водорода тепловой эффект реакции равен -376 кДж. Количество поглощенной теплоты (кДж) в условиях опыта составляет

1) -2256

2) -752

3) -1128

4) -376

10.При полном сгорании бутадиена-1,3 в кислороде на 0,5 моль затраченного окислителя выделяется +18 кДж теплоты, следовательно, на 0,5 моль вступившего в реакцию алкадиена приходится количество теплоты (кДж), равное

1) +49,5

2) +99

3) +148,5

4) +198

15.5. Масса (объем, количество вещества) продукта по реагенту в избытке или с примесями

Избыток и недостаток реагентов. Количества, массы и объемы (для газов) реагентов не всегда берутся стехиометрическими, т. е. в соответствии с уравнениями реакции. Чаще один из реагентов берется в избытке, а следовательно, другой реагент оказывается в недостатке. Избыток реагента участвовать в реакции не будет.

Для реакции aA + bB = cC + dD определение реагентов, взятых в избыткеи в недостатке, проводят по неравенству (А – в недостатке, В – в избытке):

где n(общ. В) – общее (взятое с избытком) количество реагента В, пB – стехиометрическое (необходимое для реакции) количество В, n(изб. В) – избыточное количество В, причем

n(изб. B) = n(общ. B) – nB.

Внимание! Расчет получаемых количеств (масс, объемов) продуктов проводят по реагенту в недостатке.

Степень чистоты вещества. Химические вещества никогда не бывают идеально чистыми, они всегда содержат в себе примеси.

Массовая доля вещества В в смеси, например А + В + С, – это отношение массы вещества В к массе смеси:

Сумма массовых долей всех веществ смеси равна 1 (100 %).

Если в смеси примесь присутствует в следовом (неопределяемом) количестве, то говорят о практически чистом веществе. Когда же в веществе имеется примесь в заметном (определяемом) количестве, то само вещество называют основным (его количество преобладает), а другое вещество – это и есть примесь.

Степень чистоты основного вещества В – это массовая доля этого вещества в навеске с определенной массой:

Природные вещества (минералы, руды) всегда содержат заметное количество примеси (примесей).

Пример решения задачи

Углекислый газ поглощается 10 %-ным раствором аммиака (плотность раствора 957 г/л) с образованием кислой соли. Предварительно СO2 получают термическим разложением 5 кг известняка СаСO3 (степень чистоты 60 %). Установите взятый объем (в литрах) раствора аммиака. Элементы ответа.

1)Составлены уравнения реакций:

2)Установлено количество основного вещества в известняке:

и количество углекислого газа по уравнению (I):

3)Установлена масса затраченного аммиака по уравнению (II):

4)Установлен объем взятого раствора аммиака:

Задания для самостоятельного решения частей В, С

1.К 100 г 10 %-ного раствора хлорида кальция добавили 100 г 10 % – ного раствора AgNO3. Найдите массу (в граммах) осадка.

2.Смешали горячие растворы, содержащие по 33 г хлорида алюминия и сульфида калия. Установите объем (в литрах, н.у.) выделившегося газа.

3.Какой объем (в литрах, н.у.) хлора можно получить при взаимодействии 2 моль хлороводорода (взят в виде соляной кислоты) и 3 моль оксида марганца(IV)?

4.Через раствор, приготовленный из 2 г смеси NaCl + Nal и 100 мл воды, пропустили 1

л(н.у.) хлора. Затем раствор выпарили и сухой остаток нагрели. Получили 1,78 г твердого вещества. Рассчитайте массовую долю (в %) хлорида в исходном растворе.

5.Вычислите объем (в литрах, н.у.) газа, полученного действием кипящей H2SO4 (конц.) на 292,5 г хлорида натрия, содержащего 2O% инертных примесей.

6.После прокаливания 50 г минерала тенорит (CuО и инертные примеси) в токе водорода образуется металл и конденсируется вода объемом 8,1 мл. Определите степень чистоты (в %) этого минерала.

7.Установите массу (кг) технического алюминия (степень чистоты 98 %), требуемую для получения 64,22 кг хрома из оксида хрома (III).

8.Прокалили 32,1 г хлорида аммония с 55,5 г гидроксида кальция (содержит 20 % инертных примесей). Рассчитайте объем (в литрах, н.у.) собранного газа.

9.К 285 г нитрата натрия (содержит примесь хлорида магния) добавили раствор избытка нитрата серебра (I). Выпал осадок массой 86,1 г. Вычислите степень чистоты (в %) нитрата натрия.

10.Найдите массовую долю (в %) примеси NaHCO3 в образце технической соды Na2CO3, если после нагревания 10 г образца получено 9,69 г твердого остатка.

11.Смешали 20 г уксусной кислоты и 8,4 г питьевой соды NaHCO3. Определите объем (в литрах, н.у.) газа, собранного после окончания реакции.

12.На гидрирование 250 г смеси Cl7Н33СООН + Cl7Н35СООН затратили 16,8 л (н.у.) газа. Установите массовую долю (в %) предельной карбоновой кислоты в исходной смеси.

15.6. Масса (объем, количество вещества) продукта по реагенту с известной массовой долей в растворе

Пример решения задачи

Навеску алюминия массой 13,7 г полностью сожгли в хлоре, а из образовавшейся соли приготовили 250 мл раствора. Пробу в 50 мл этого раствора слили с 68,4 мл 10,4 %-ного раствора аммиака (плотность раствора 0,956 г/мл). Определите массу (в граммах) выпавшего осадка.

Элементы ответа.

1)Составлены уравнения реакций:

2)Определены количества AlCl3 в реакциях (I) и (II): в реакции (I)

в реакции (II) взята 1/5 часть AlCl3, т. к.

отсюда

3) Определено количество NH3 в растворе для реакции (II):

следовательно, NH3 – в избытке, и расчет далее ведется по AlCl3.

4) Определена масса Al(ОН)3 по уравнению (II): 0,1014 моль AlCl3 – 0,1014 моль

Al(ОН)3,

Задания для самостоятельного решения частей В, С

1.Приготовили раствор 134,4 л (н.у.) диоксида серы и добавили 1,5 л 25 %-ного раствора гидроксида натрия (плотность раствора 1,28 г/мл). Определите массу (в граммах) образовавшейся соли.

2.Сульфид свинца (II) массой 95,6 г обрабатывают с помощью 300 мл 30 %-ного раствора пероксида водорода (плотность раствора 1122,2 г/л). Рассчитайте массу (в граммах) продукта – сульфата свинца (II).

3.Смешали 100 г 5,64 %-ного раствора фенола и 100 г 17,92 %-ного раствора гидроксида калия. Найдите массовую долю (в %) избытка одного из реагентов в конечном растворе.

4.Установите массу (в граммах) железной пластинки после выдерживания в 110 мл

10 %-го раствора CuSO4 (плотность раствора 1,1 г/мл), если до опыта ее масса составляла

11,5 г.

5.Вычислите объем (в литрах) 96 %-ного водного спирта с плотностью 0,81 кг/л, полученного каталитической гидратацией 112 м3 (н.у.) этилена, содержащего 12,5 % (по объему) этана.

6.Газ, полученный сжиганием 44,8 л (н.у.) сероводорода в кислороде, поглощен с помощью 0,5 л 25 %-ного раствора гидроксида натрия (плотность раствора 1,275 г/ мл). Определите массовую долю (в %) соли в конечном растворе.

7.Углекислый газ объемом 15 л (н.у.) пропущен через 560 г 5%-ного раствора гидроксида калия. Найдите массу (в граммах) соли, полученной в этом процессе.

8.Железная пластинка массой 5 г опущена на некоторое время в 50 мл 15 %-ного раствора сульфата меди (II) с плотностью 1,12 г/мл. Масса пластинки увеличилась на 0,16 г.

Какова массовая доля (в %) сульфата меди (II) в оставшемся растворе?

9.По реакции Кучерова получен этаналь, который переведен в соответствующую кислоту в виде 100 г 6%-ного водного раствора. Найдите объем (в литрах, н.у.) исходного органического соединения в получении этаналя.

10.Определите массовую долю (в %) избытка одного из реагентов в растворе после сливания 80 г 10 %-ного раствора гидроксида натрия и 2O г 18,25 %-ной хлороводородной кислоты.

11.Установите объем (в литрах, н.у.) газа, собранного после внесения 0,3 моль алюминия в 160 мл 20 %-ного раствора гидроксида калия (плотность раствора 1,19 г/мл).

12.Найдите массу (в граммах) органического продукта, полученного при смешивании 250 г 94 % – ного водного раствора фенола и 2143 г 3,5 %-ной бромной воды.

15.7. Нахождение молекулярной формулы органического соединения

При выведении формул веществ, особенно в органической химии, часто используют относительную плотность газа.

Относительная плотность газа X – отношение абсолютной плотности этого (неизвестного) газа к абсолютной плотности другого (известного) газа В при одинаковых условиях:

Для 1 моль газа его абсолютная плотность равна

откуда

Если газ В задан, то

–плотность газа X по водороду Н2 (М = 2 г/моль)

–плотность газа X по воздуху (М = 29 г/моль)

и аналогично для любого другого известного газа X.

Примеры решения задач

1. В результате сгорания кислородсодержащего органического соединения в избытке воздуха собрано 1,584 г СO2 и O,972 мл Н2O. Плотность пара этого соединения по воздуху равна 1,5865.

Выведите формулу соединения, если в его молекуле содержатся два одноименных радикала.

Элементы ответа.

1) Составлена схема реакции:

2) Определена масса С и Н в этом соединении:

3) Определена формула соединения CxНyOz:

при х = 1 и у = 3: М(СН3) = 15, 46–15 = 31 г/моль на кислород – это не подходит, при х = 2 и у = 6: 2М(СН3) = 30, М0 = 16, 30 + 16 = = 46 г/моль – это подходит, таким

образом, искомая формула соединения С2Н6O, или с учетом условия (СН3)2O.

2. Некоторая масса неизвестного алкина с избытком хлора дает 21 г тетрахлор-производного. Такая же масса того же алкина с избытком брома – 38,8 г тетрабром-производного. Выведите формулу взятого алкина.

Элементы ответа.

1)Составлены уравнения реакций:

2)Составлены выражения для молярных масс производных:

и для молярной массы алкина:

3) Выведена формула алкина: по условию масса алкина одинакова в реакциях (I) и (II), следовательно

откуда n = 5 и формула алкина С5Н8.

Задания для самостоятельного решения части С

1.При сжигании углеводорода (плотность по воздуху равна 2) в кислороде образовалось 90 г воды. Выведите формулу углеводорода.

2.Гомолог этена массой 7 г присоединяет 2,24 л (н.у.) бромоводорода. Какова формула этого гомолога?

3.Выведите формулу некоторого углеводорода, если при сжигании в кислороде он образовал 6,6 г углекислого газа и 2,16 мл воды.

4.При полном сгорании некоторого арена в кислороде собрано 7,168 л (н.у.) углекислого газа. Выведите формулу этого углеводорода.

5.Выведите формулу одноатомного спирта, если при взаимодействии 27,6 г этого спирта с бромоводородом (в присутствии серной кислоты) получено 65,4 г бромалкана.

6.При сжигании 1,64 г органического соединения в избытке кислорода получено 1,06 г карбоната натрия, 1,12 л (н.у.) углекислого газа и 1,26 мл воды. Выведите формулу этого соединения.

7.Выведите формулу двухатомного спирта, при взаимодействии 9,3 г которого с кальцием собрано 3,36 л (н.у.) газа.

8.К 14 г смеси фенола и 0,05 моль гомолога бензола добавили бромную воду и получили 33,1 г осадка. Выведите формулу гомолога бензола.

9.После сжигания в кислороде навески соединения класса фенолов образуются 16,8 л (н.у.) углекислого газа и 6,75 мл воды. Выведите формулу этого соединения (плотность по воздуху 3,793).

10.В реакции «серебряного зеркала» с участием 9,9 г альдегида выпадает 48,6 г осадка. Выведите формулу альдегида.

11.При взаимодействии 71,15 мл 30 %-ного раствора одноосновной карбоновой кислоты (плотность раствора 1,04 г/мл) с избытком гидрокарбоната натрия выделилось 6,72

л(н.у.) газа. Выведите формулу этой кислоты.

12.При сжигании на воздухе 3,84 г соли одноосновной карбоновой кислоты получено 2,24 л (н.у.) углекислого газа, 1,8 мл воды и 2,12 г карбоната натрия. Выведите формулу этой соли.

13.Соль серебра (I) и одноосновной карбоновой кислоты обработана избытком хлора. Образовались монохлорпроизводное углеводорода, углекислый газ и осадок хлорида серебра

(I). Плотность пара хлорпроизводного по воздуху равна 3,19. Выведите формулу исходной соли.

14.Одноосновная карбоновая кислота полностью прореагировала с 3,2 мл метанола (плотность 0,8 г/мл) и дала 8,16 г органического продукта. Какова формула этого продукта?

15.Выведите формулу этилового эфира одноосновной карбоновой кислоты, если при омылении 14,8 г этого эфира с помощью едкого натра получено 9,2 г этанола.

16.При сжигании 13,5 г кислородсодержащего органического соединения образовалось 19,8 г углекислого газа и 8,1 мл воды. При этом выделилось 210 кДж теплоты. Выведите формулу соединения, если тепловой эффект реакции 2800 кДж.

17.При полном сгорании 22,5 г некоторой α-аминокислоты в кислороде собрано 13,44

л(н.у.) углекислого газа и 3,36 л (н.у.) азота. Выведите формулу кислоты.

18. После щелочного гидролиза метилового эфира природной моноаминокарбоновой кислоты получено 200 г раствора, в котором массовые доли спирта и натриевой соли аминокислоты равны соответственно 3,2 % и 11,1 %. Выведите формулу исходного эфира.

Ответы

Раздел 1

1. 2. 2. 2. 3. 3. 4. 3. 5. 2. 6. 3. 7. 3.

Раздел 2

1. 3. 2. 2. 3. 2. 4. 4. 5. 3. 6. 1. 7. 2. 8. 1. 9. 4. 10. 2. 11. 3. 12. 2. 13. 2. 14. А-2, Б-4, В-6, Г-3.

Раздел 3

1. 4. 2. 4. 3. 3. 4. 2. 5. 1, 4. 6. 2, 4. 7. 2. 8. 3. 9. 3. 10. 3. 11. 4. 12. 1. 13. 2.

Раздел 4

1.1, 4. 2. 4. 3. 4. 4. 2. 5. 3. 6. 2. 7. 2. 8. 3. 9. 2. 10. 4. 11. 2. 12. 3. 13. 1. 14. 4. 15. 1. 16. 4. 17.

1.18. 1, 4. 19. 3. 20. А-4, Б-2, В-5, Г-3. 21. А-3, Б-5, В-4, Г-1. 22. 2. 23. См. разделы 6.3, 7.3.2,

7.3.4.24. См. разделы 4, 5.3, 6.3, 7.4.2.

Раздел 5

1. 1. 2. 2, 4. 3. 2, 4. 4. 3. 5. 1, 3. 6. 3. 7. 2. 8. 4. 9. 2.

Раздел 6