Расчеты по химическим уравнениям

12. Рассчитайте, какую массу меди можно восстановить водородом из 8 г оксида меди(II) и какое количество вещества водорода необходимо для этого использовать.

Решение. Записываем уравнение реакции:

CuO + H₂  Cu + H₂O

1-й способ. Находим количество вещества оксида меди:

(CuO) = m(CuO) / M(CuO) = 8 : 80 = 0.1 моль

Из уравнения реакции следует:

(CuO) = (Cu) = (H₂O) = (H₂) = 0.1 моль

m(Cu) = (Cu) ^. М(Cu) = 0.1 ^. 64 = 6.4 г

2-й способ. Составим пропорции:

1) Из 80 г оксида меди образуется 64 г меди,

из 8 г оксида меди образуется х г меди.

х = (8 ^. 64) : 80 = 6.4 г (Cu)

2) C 80 г оксида меди реагирует 1 моль водорода,

с 8 г оксида меди реагирует х моль водорода.

х = (8 ^. 1) : 80 = 0.1 моль (Н₂)

13. Определить максимальную массу и объем хлороводорода, который можно получить из 12 г хлорида натрия и раствора концентрированной серной кислоты, содержащего 9.8 г чистого вещества.

Решение. Запишем уравнение реакции:

2NaCl _тв. + H₂SO_{4 конц.}  2HCl + Na₂SO₄

Определим, какое из веществ взято в избытке. Для этого найдем по формуле (1) количество вещества хлорида натрия и серной кислоты:

(H₂SO₄) = 9.8 : 98 = 0.1 моль; (NaCl) = 12 : 58.5 = 0.21 моль

По уравнению реакции с серной кислотой количеством вещества 1 моль реагирует хлорид натрия количеством вещества 2 моль. Значит с 0.1 моль серной кислоты должно прореагировать 0.2 моль соли. Следовательно, хлорид натрия взят в избытке, и расчет нужно вести по серной кислоте, которая полностью вступила в реакцию. Определим количество вещества, массу и объем образующегося хлористого водорода:

(HCl) = 2(H₂SO₄); m(HCl) = (HCl) ^. M(HCl) = 2 ^. 0.1 ^. 36.5 = 7.3 г

V(HCl) = (HCl) ^. V_M = 0.2 ^. 22.4 = 4.48 л

14. При полном сгорании 13 г ацетилена выделяется 652.5 кДж теплоты. Вычислите тепловой эффект реакции (Q).

Решение. Запишем уравнение реакции:

2С₂Н₂ + 5О₂  4СО₂ + 2Н₂О + Q

Из уравнения следует, что:

при сгорании 13 г ацетилена выделяется 652.5 кДж,

а при сгорании 52 г (2 моль) выделяется х кДж.

Решая пропорцию, получим: х = Q = (52 ^. 652.5) : 13 = 2610 кДж.

Следовательно, термохимическое уравнение данной реакции:

2С₂Н₂ + 5О₂  4СО₂ + 2Н₂О + 2610 кДж

15. При окислении 38.4 г оксида серы(IV) кислородом воздуха с использованием соответствующих катализаторов получили 46 г оксида серы(VI). Вычислить массовую долю выхода (%) продукта реакции по отношению к теоретическому.

Решение. Запишем уравнение реакции:

2SO₂ + O₂  2SO₃

Определим теоретический выход оксида серы(VI):

(SO₃) = (SO₂) = 38.4 : 64 = 0.6 моль , m(SO₃) = 0.6 ^. 80 = 48 г

Определим массовую долю выхода оксида серы(VI):

 % = m _{практ. вещества} ^. 100 % / m _{теорет. вещества} = (46 ^. 100) : 48 = 95.8 %

16. Вычислить, какой объем оксида углерода(IV) (н.у.) выделится при обработке азотной кислотой известняка массой 400 г, содержащего 25 % примесей.

Решение. Основная часть известняка - карбонат кальция. Определим массовую долю (), массу (m) и количество вещества () карбоната кальция в известняке массой 400 г :

(CaCO₃) = 100 % -  % (примесей) = 100 - 25 = 75 % (0.75)

m(CaCO₃) = (CaCO₃) ^. m(известняка) = 0.75 ^. 400 = 300 г

(CaCO₃) = m(CaCO₃) / M(CaCO₃) = 300 : 100 = 3 моль

Запишем уравнение реакции и рассчитаем объем выделившегося газа:

CaCO₃ + 2HNO₃  Ca(NO₃)₂ + CO₂+ H₂O

(CO₂) = (CaCO₃) = 3 моль ; V(CO₂) = (CO₂) ^. V_M = 3 ^. 22.4 = 67.2 л

17. Определить массовую долю железа в смеси железа и магния, если известно, что 4 г смеси при обработке соляной кислотой выделяют 0.2 г водорода.

Решение. Запишем уравнения взаимодействия металлов с соляной кислотой:

Fe + 2HCl  FeCl₂ + H₂

Mg + 2HCl  MgCl₂ + H₂

Обозначим массу железа в смеси через х. Тогда масса магния в смеси равна (4 - х).

Массу водорода, выделившегося в реакции с железом, обозначим через у. Тогда масса водорода, выделившегося в реакции с магнием будет равна (0.2 - у).

Из первого уравнения реакции следует: