химический каталог




Сборник задач и упражнений по химии

Автор Лебедева М.И., Анкудимова И.А.

оксида калия;

ж) одной молекулы оксида азота(У);

з) порции гидроксида железа(Ш), содержащей 4,2-1023 атомов ки-

слорода;

и) одной молекулы метана.

23 Определите количество вещества (моль) в порции:

а) сульфида калия, содержащего 1,505-1023 атомов калия;

б) нитрата меди(11), содержащего 326 г соли;

в) аммиака, содержащего 2,408-1023 молекул;

г) оксида натрия, содержащего 1,806-1023 атомов натрия.

24 Рассчитайте объем (дм3, н. у.) порции пропана, содержащей 4,515-1023 атомов углерода.

25 Рассчитайте объем (дм3, н. у.) порции метана, содержащей 1,217-1023 атомов углерода.

1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАСС ВЕЩЕСТВ В ГАЗООБРАЗНОМ СОСТОЯНИИ

Чтобы определить молекулярную массу вещества (а.е.м.), обычно находят численно равную ей мольную массу вещества (г/моль).

А Определение молекулярной массы по плотности газа

П р и м е р 4 Плотность газа по воздуху равна 1,17. Определите молекулярную массу газа.

Решение Из закона Авогадро следует, что при одном и том же давлении и одинаковых температурах массы (m) равных объемов газов относятся как их мольные массы (М):

m1 / m2 = M1 / M2 = D, (1.2.1)

где D - относительная плотность первого газа по второму. Следовательно, по условию задачи:

D = М1 / М2 = 1,17. Средняя мольная масса воздуха М2 равна 29,0 г/моль. Тогда:

М1 = 1,17-29,0 = 33,9 г/моль,

что соответствует молекулярной массе, равной 33,9 а.е.м.

П р и м е р 5 Найдите плотность по азоту воздуха, имеющего следующий объемный состав: 20,0 % О2; 79,0 % N2; 1,0 % Ar.

Решение Поскольку объемы газов пропорциональны их количествам (закон Авогадро), то среднюю мольную массу смеси можно выразить не только через моли, но и через объемы:

Мср = (М1V + M2V2 + M3V3) / (V + V2 + V3). (1.2.2)

Возьмем 100 дм3 смеси, тогда V(O2) = 20 дм3, V(N2) = 79 дм3, V(Ar) = = 1 дм3. Подставляя эти значения в формулу (1.2.2) получим:

Мср = (32-20 + 28-79 + 40-1) / (20 + 79 + 1),

Мср = 28,9 г/моль.

Плотность по азоту получается делением средней мольной массы смеси на мольную массу азота:

DN2 = 28,9/28 = 1,03.

Б Определение молекулярной массы газа по мольному объему

П р и м е р 6 Определите молекулярную массу газа, если при нормальных условиях газ массой 0,824 г занимает объем 0,260 дм3.

Решение При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объем 22,4 дм3, тогда = 0,26/22,4 = 0,0116 моль, а мольная масса равна 0,824/0,0116 = 71 г/моль.

Следовательно, мольная масса газа равна 71,0 г/моль, а его молекулярная масса 71,0 а.е.м.

В Определение молекулярной массы по уравнению Менделеева-Клапейрона

Уравнение Менделеева-Клапейрона (уравнение состояния идеального газа) устанавливает соотношение массы (m, кг), температуры (Т, К), давления (Р, Па) и объема (V, м3) газа с его мольной массой (М, кг/моль):

PV = тЯТ / M, (1.2.3)

где Я - универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль-К). Пользуясь этим уравнением, можно вычислить любую из входящих в него величин, если известны остальные.

П р и м е р 7 Вычислите молекулярную массу бензола, зная, что масса 600 см3 его паров при 87 °С и давлении 83,2 кПа равна 1,30 г.

Решение Выразив данные задачи в единицах СИ (Р = 8,32-104 Па; V = 6-10-4 м3; т = 1,30-103 кг; Т = 360 К) и, подставив их в уравнение (1.2.3), найдем:

М = 1,30-10-3-8,31-360 / 8,32-104-6-10^ = 78,0-10-3 кг/моль = 78,0 г/моль. Молекулярная масса бензола равна 78,0 а.е.м.

П р и м е р 8 Относительная плотность смеси метана и этана по кислороду равна 0,7625. Вычислите объем (дм3, н.у.) кислорода, который потребуется для сжигания данной смеси объемом 2,8 дм3 (н.у.).

Решение Найдем молярную массу смеси метана и этана:

Мсмеси = 32-0,7625 = 24,4 г/моль.

Пусть имеется 1 моль смеси, мольная (объемная) доля метана в которой х (х - число молей метана), тогда соответственно число молей этана равна (1 - х). Молярная масса метана 16 г/моль, этана - 30 г/моль. Запишем уравнение для массы 1 моль газовой смеси: 16х + 30(1 - х) = = 24,4. Тогда х

= 0,4.

Газовая смесь, таким образом, содержит 40 мольных (объемных) % метана и 60 мольных (объемных) % этана. Следовательно, 2,8 дм3 (н.у.) этой газовой смеси содержат соответственно:

2,8-0,4 = 1,12 дм3 метана; 1,12/22,4 = 0,05 моль CH4;

2,8-0,6 = 1,68 дм3 этана; 1,68/22,4 = 0,075 моль C2H6.

Согласно уравнениям горения метана и этана:

СН4 + 2О2 CO2 + 2H2O

С2Н6 + 3,5О2 —^ 2CO2 + 3H2O.

Число молей кислорода, необходимого для сжигания газовой смеси объемом 2,8 дм3 (н.у.), равно: n (О2) = 0,05-2 + 0,075-3,5 = 0,3625 моль. При н.у. такое количество кислорода будет иметь объем: V(O2) = = 22,4-0,3625 = 8,12 дм3.

Задачи

26 Вычислите молекулярную массу газа, если относительная плот-

ность его по воздуху равна 1,45.

27 Вычислите молекулярные массы газов, если:

а) плотность газа по кислороду равна 0,50;

б) плотность газа по азоту равна 0,93.

28 Какие газы тяжелее, а какие легче воздуха и во сколько раз: CO2,

NO2, CO, Cl2, NH3?

29 Определите плотность газовой смеси по водороду, если смесь со-

стоит из кислорода и азота объемами 56 дм3 и 28 дм3 (н.у.) соответственно.

30 Чему равна плотность по водороду светильного газа, имеющего

следующий объемный состав: 48 % H2, 32 % CH4, 5 % N2, 2 % CO2, 4 % C2H4, 9 % CO?

31 Для паров одноосновной органической кислоты предельного ряда

= 4. Найдите мольную массу кислоты и напишите ее формулу.

32 При некоторой температуре плотность по воздуху паров серы равна 6,62, а паров фосфора - 4,28. Из скольких атомов состоят молекулы серы и фосфора при этих условиях?

33 Масса газа объемом 0,001 м3 (н.у.) равна 0,0021 кг. Определите мольную массу газа и его плотность по воздуху.

34 Плотность этилена по кислороду равна 0,875. Определите молекулярную массу этилена.

35 Дана смесь диоксида углерода и кислорода объемом 11,2 дм3. Плотность смеси по водороду равна 16,5. Определите объемный состав смеси.

36 Определите плотность по водороду смеси гелия и кислорода объемами 300 дм3 и 100 дм3 (н.у.) соответственно.

37 Найдите состав смеси кислорода и озона в массовых долях, если плотность по водороду этой смеси равна 17,6.

38 Определите плотность по водороду газовой смеси, в которой массовая доля диоксида серы составляет 60 %, а диоксида углерода - 40 %.

39 Вычислите массу:

а) 2 дм3 Н2 при 15 °С и давлении 100,7 кПа (755 мм рт. ст.);

б) 1 м3 N2 при 10 °С и давлении 102,9 кПа (772 мм рт. ст.);

в) 0,5 м3 С12 при 20 °С и давлении 99,9 кПа (749,3 мм рт. ст.).

40 Определите объем, который займет N2 массой 0,07 кг при 21 °С и давлении 142 кПа (1065 мм рт. ст.).

41 Вычислите мольную массу ацетона, если масса его паров объемом 500 см3 при 87 °С и давлении 96 кПа (720 мм рт. ст.) равна 0,93 г.

42 Масса газа объемом 624 см3 при 17 °С и давлении 104 кПа (780 мм рт. ст.) равна 1,56 г. Вычислите молекулярную массу газа.

43 Какой объем займет воздух массой 1 кг при 17 °С и давлении

101 325 Па?

44 Газометр вместимостью 20 дм3 наполнен газом под давлением 103,3 кПа (774,8 мм рт.ст.) при 17 °С. Плотность этого газа по воздуху равна 0,4. Вычислите массу газа, находящегося в газометре.

45 Вычислите молекулярную массу хлора, если масса хлора объемом 250 см3 при 0 °С и давлении 101 325 Па равна 0,7924 г.

46 Масса колбы вместимостью 750 см3 , наполненной при 27 °С кислородом, равна 83,3 г. Масса пустой колбы составляет 82,1 г. Определите давление кислорода в колбе.

47 Вычислите массу воздуха объемом 1 м3 при 17 °С и давлении 83,2 кПа (624 мм рт. ст.).

48 Вычислите при каком давлении азот массой 5 кг займет объем 50 дм3, если температура равна 500 °С.

49 В баллоне емкостью 40 м3 при давлении 106 640 Па находится диоксид углерода массой 77 кг. Вычислите температуру газа.

50 Баллон емкостью 20 м3 содержит кислород массой 30 кг при температуре 20 °С. Определите давление газа в баллоне.

51 Масса газа объемом 344 см3 при 42 °С и давлении 102 908 Па равна 0,865 г. Вычислите молекулярную массу газа.

52 Масса паров метанола объемом 85,5 см3 при 91 °С и давлении

102 344 Па составляет 0,0925 г. Вычислите молекулярную массу метанола.

53 Чему равно атмосферное давление на вершине Казбека, если при 0 °С масса 1 дм3, взятого там воздуха, равна 700 мг?

54 Определите объем:

а) водорода массой 20 г при 27 °С и давлении 740 мм рт. ст.;

б) азота массой 0,07 кг при 21 °С и давлении 142 кПа (1065 мм рт.

ст.).

55 Смесь карбидов кальция и алюминия массой 10,4 г обработали избытком воды, в результате выделился газ объемом 4,48 дм3 (н.у.). Определите состав смеси (со, %).

56 Определите молекулярную массу вещества в газообразном состоянии, если известно, что масса вещества объемом 400 см3 при 360 К и давлении 93,2 кПа равна 0,35 г.

57 Определите мольные массы газов, если:

а) газ объемом 0,25 дм3 при 290 К и давлении 106,4 кПа (800 мм

рт. ст.) имеет массу 0,32 г;

б) газ объемом 1,56 дм3 при 290 К и давлении 103,7 кПа (780 мм

рт. ст.) имеет массу 2,96 г;

в) газ объемом 2 дм3 (н.у.) имеет массу 3,93 г.

58 Сколько дм3 диоксида углерода при 0 °С и давлении 101 325 Па образуется при сгорании угля массой 300 г? Какой объем воздуха для этого потребуется?

59 Плотность смеси кислорода и озона по водороду равна 17. Определите массовую и объемную долю кислорода в смеси.

60 При н. у. 12 дм3 газовой смеси, состоящей из аммиака и оксида угле-рода(1У), имеют массу 18 г. Вычислите объем каждого газа в смеси.

1.3 ВЫВОД ХИМИЧЕСКИХ ФОРМУЛ И РАСЧЕТЫ ПО УРАВНЕНИЯМ РЕАКЦИЙ

Формулы веществ показывают, какие элементы и в каком количестве входят в состав вещества. Различают формулы простейшие и молекулярные. Простейшая формула выражает наиболее простой возможный атомный состав молекул вещества, соответствующий отношениям масс между элементами, образующими данное вещество. Молекулярная формула показывает действительное число атомов каждого элемента в молекуле (для веществ молекулярного строения).

Для вывода простейшей формулы вещества достаточно знать его состав и атомные массы образующих данное вещество элементов.

П р и м е р 9 Определите формулу оксида хрома, содержащего 68,4 % хрома.

Решение Обозначим числа атомов хрома и кислорода в простейшей формуле оксида хрома соответственно

страница 2
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

Скачать книгу "Сборник задач и упражнений по химии" (1.54Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить мяч для гольфа
доска объявлений за стеклом размер а1
купить электросамокат сяоми
ника люкс кровать

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.09.2017)