§7. Розрахунки за хімічними рівняннями

Назад до змісту

53. Визначте відношення кількостей речовини реактантів для реакції одержання купрум(2+) оксиду з простих речовин.

$2Cu + O_2 \rightarrow 2CuO$

$n(Cu) : n(O_2) = 2 : 1$

54. Обчисліть кількість речовини фосфор(У) оксиду, що утвориться під час реакції фосфору кількістю речовини 2 моль із киснем. Яка кількість речовини кисню витратиться під час реакції?

$4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

Дано:

$n(P) = 2\\ моль$

Обчислити:

$n(P_2O_5) - ?$

$n(O_2) - ?$

Розв’язок:

$n(P_2O_5) = \dfrac{n(P) \cdot 2}{4} = \dfrac{2 \cdot 2}{4} = 1\\ моль$

$n(O_2) = \dfrac{n(P) \cdot 5}{4} = \dfrac{2 \cdot 5}{4} = 2.5\\ моль$

55. Обчисліть кількість речовини кальцій гідроксиду Са(ОН)2, що утворюється внаслідок взаємодії води з кальцій оксидом: а) кількістю речовини 0,5 моль; б) масою 7 г.

$CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

а) Дано:

$n(CaO) = 0.5\\ моль$

Обчислити:

$n(Ca(OH)_2) - ?$

Розв’язок:

$n(Ca(OH)_2) = n(CaO) = 0.5\\ моль$

б) Дано:

$m(CaO) = 7\\ г$

Обчислити:

$n(Ca(OH)_2) - ?$

Розв’язок:

$M(CaO) = 40+16 = 56\\ г/моль$

$n(CaO) = \dfrac{m(CaO)}{M(CaO)} = \dfrac{7}{56} = 0.125\\ моль$

$n(Ca(OH)_2) = n(CaO) = 0.125\\ моль$

56. Складіть рівняння реакції амоніаку NH3 із киснем з утворенням азоту й води. Обчисліть масу (г) кисню, який необхідний для спалювання амоніаку кількістю речовини 24 моль. Обчисліть маси (г) кожного з продуктів реакції.

$4NH_3 + 3O_2 \rightarrow 2N_2 + 6H_2O$

Дано:

$n(NH_3) = 24\\ моль$

Обчислити:

$m(O_2) - ?$
$m(N_2) - ?$
$m(H_2O) - ?$

$Розв’язок:$

$n(O_2) = \dfrac{n(NH_3) \cdot 3}{4} = \dfrac{24 \cdot 3}{4} = 18\\ моль$
$n(N_2) = \dfrac{n(NH_3) \cdot 2}{4} = \dfrac{24 \cdot 2}{4} = 12\\ моль$
$n(H_2O) = \dfrac{n(NH_3) \cdot 6}{4} = \dfrac{24 \cdot 6}{4} = 36\\ моль$
$M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32\\ г/моль$
$M(N_2) = 2 \cdot 14 = 28\\ г/моль$
$M(H_2O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18\\ г/моль$
$m(O_2) = n(O_2) \cdot M(O_2) = 18 \cdot 32 = 576\\ г$
$m(N_2) = n(N_2) \cdot M(N_2) = 12 \cdot 28 = 336\\ г$
$m(H_2O) = n(H_2O) \cdot M(H_2O) = 36 \cdot 18 = 648\\ г$

57. Обчисліть масу (г) такого розпушувача, необхідного для одержання вуглекислого газу кількістю речовини 0,15 моль.

Дано:

$n(CO_2) = 0.15\\ моль$

Обчислити:

$m(NH_4HCO_3) - ?$

Розв’язок:

$NH_4HCO_3 \rightarrow NH_3 + CO_2 + H_2O$
$n(NH_4HCO_3) = n(CO_2) = 0.15\\ моль$
$M(NH_4HCO_3) = 14+1 \cdot 5+12+16 \cdot 3 = 79\\ г/моль$
$m(NH_4HCO_3) = n(NH_4HCO_3) \cdot M(NH_4HCO_3) = 0.15 \cdot 79 = 11.85\\ г$

58. Карбон(IV) оксид можна одержати спалюванням (реакцією з киснем) вуглецю або метану СН₄. Обчисліть, якої речовини й у скільки разів більше (за масою) необхідно для одержання вуглекислого газу масою 55 г.

Дано:

$m(CO_2) = 55\\ г$

Розв’язок:

1)  $C + O_2 \rightarrow CO_2$
2)  $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

$M(CO_2) = 12+2 \cdot 16 = 44\\ г/моль$

$n(CO_2) = \dfrac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \dfrac{55}{44} = 1.25\\ моль$

Для реакції 1:

$n(C) = n(CO_2) = 1.25\\ моль$
$M(C) = 12\\ г/моль$
$m(C) = n(C) \cdot M(C) = 1.25 \cdot 12 = 15\\ г$

Для реакції 2

$n(CH_4) = n(CO_2) = 1.25\\ моль$
$M(CH_4) = 12+4 \cdot 1 = 16\\ г/моль$
$m(CH_4) = n(CH_4) \cdot M(CH_4) = 1.25 \cdot 16 = 20\\ г$

Порівняння:

$\dfrac{m(CH_4)}{m(C)} = \dfrac{20}{15} \approx 1.33$

Відповідь: Потрібно взяти метану $(CH_4)$ в 1.33 рази більше за масою, ніж вуглецю.

59. Обчисліть масу амоніачної селітри, необхідної для одержання нітроген(I) оксиду масою 5 г.

Дано:

$m(N_2O) = 5\\ г$

Розв’язок:

$NH_4NO_3 \rightarrow N_2O + 2H_2O$
$M(N_2O) = 2 \cdot 14+16 = 44\\ г/моль$
$M(NH_4NO_3) = 14+4 \cdot 1+14+3 \cdot 16 = 80\\ г/моль$
$n(N_2O) = \dfrac{m(N_2O)}{M(N_2O)} = \dfrac{5}{44}\\ моль$
$n(NH_4NO_3) = n(N_2O) = \dfrac{5}{44}\\ моль$
$m(NH_4NO_3) = n(NH_4NO_3) \cdot M(NH_4NO_3) = \dfrac{5}{44} \cdot 80 = \dfrac{100}{11} \approx 9.09\\ г$

60. Для дезінфекції води на водоочисних спорудах часто використовують натрій гіпохлорит NaClO. У воді він може розкладатися з утворенням натрій хлориду та кисню. Складіть хімічне рівняння цієї реакції та обчисліть масу натрій хлориду, який залишиться у воді, у разі використання натрій гіпохлориту масою 5 кг.

Дано:

$m(NaClO) = 5\\ кг = 5000\\ г$

Обчислити:

$m(NaCl) - ?$

Розв’язок:

$2NaClO \rightarrow 2NaCl + O_2$
$M(NaClO) = 23+35.5+16 = 74.5\\ г/моль$
$n(NaClO) = \dfrac{m(NaClO)}{M(NaClO)} = \dfrac{5000}{74.5}\\ моль$
$За\\ рівнянням\\ реакції\\ n(NaCl) = n(NaClO) = \dfrac{5000}{74.5}\\ моль$
$M(NaCl) = 23+35.5 = 58.5\\ г/моль$
$m(NaCl) = n(NaCl) \cdot M(NaCl) = \dfrac{5000}{74.5} \cdot 58.5 \approx 3926\\ г = 3.9\\ кг$

61. Для зварювання рейок на залізниці часто використовують термітну суміш — суміш алюмінію з ферум(3+) оксидом. За нагрівання з неї утворюється залізо й алюміній оксид. Складіть хімічне рівняння цієї реакції та обчисліть масу заліза, яке можна одержати з ферум(3+) оксиду масою 54 г.

Дано:

$m(Fe_2O_3) = 54\\ г$

Обчислити:

$m(Fe) - ?$

Розв’язок:

$2Al + Fe_2O_3 \rightarrow Al_2O_3 + 2Fe$
$M(Fe_2O_3) = 2 \cdot 56+3 \cdot 16 = 160\\ г/моль$
$n(Fe_2O_3) = \dfrac{m(Fe_2O_3)}{M(Fe_2O_3)} = \dfrac{54}{160} = 0.3375\\ моль$
$За\\ рівнянням\\ реакції\\ n(Fe) = 2 \cdot n(Fe_2O_3) = 2 \cdot 0.3375 = 0.675\\ моль$
$M(Fe) = 56\\ г/моль$
$m(Fe) = n(Fe) \cdot M(Fe) = 0.675 \cdot 56 = 37.8\\ г$

62. Створіть модель реакції горіння метану CH₄ подібно до того, як це зроблено в цьому параграфі на с. 55.

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

$\dfrac{n(CH_4)}{1} = \dfrac{n(O_2)}{2} = \dfrac{n(CO_2)}{1} = \dfrac{n(H_2O)}{2}$

63. У якому кількісному відношенні слід змішати залізо із сіркою для одержання ферум(2+) сульфіду? Обчисліть маси реагентів, що необхідно змішати для одержання ферум(2+) сульфіду кількістю речовини 1 моль.

$Fe + S \rightarrow FeS$

$n(Fe) : n(S) = 1 : 1$

Дано:

$n(FeS) = 1\\ моль$

Обчислити:

$m(Fe) - ?$
$m(S) - ?$

Розв’язок:

$n(Fe) = n(FeS) = 1\\ моль$
$n(S) = n(FeS) = 1\\ моль$
$M(Fe) = 56\\ г/моль$
$M(S) = 32\\ г/моль$
$m(Fe) = 1 \cdot 56 = 56\\ г$
$m(S) = 1 \cdot 32 = 32\\ г$