§7. Розрахунки за хімічними рівняннями

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

$2 C u + O_{2} \to 2 C u O$

$n (C u) : n (O_{2}) = 2 : 1$

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?

$4 P + 5 O_{2} \to 2 P_{2} O_{5}$

Дано:

$n (P) = 2 моль$

Обчислити:

$n (P_{2} O_{5}) - ?$

$n (O_{2}) - ?$

Розв’язок:

$n (P_{2} O_{5}) = \frac{n ( P ) \cdot 2}{4} = \frac{2 \cdot 2}{4} = 1 моль$

$n (O_{2}) = \frac{n ( P ) \cdot 5}{4} = \frac{2 \cdot 5}{4} = 2.5 моль$

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.

$C a O + H_{2} O \to C a (O H)_{2}$

а) Дано:

$n (C a O) = 0.5 моль$

Обчислити:

$n (C a (O H)_{2}) - ?$

Розв’язок:

$n (C a (O H)_{2}) = n (C a O) = 0.5 моль$

б) Дано:

$m (C a O) = 7 г$

Обчислити:

$n (C a (O H)_{2}) - ?$

Розв’язок:

$M (C a O) = 40 + 16 = 56 г / моль$

$n (C a O) = \frac{m ( C a O )}{M ( C a O )} = \frac{7}{56} = 0.125 моль$

$n (C a (O H)_{2}) = n (C a O) = 0.125 моль$

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.

$4 N H_{3} + 3 O_{2} \to 2 N_{2} + 6 H_{2} O$

Дано:

$n (N H_{3}) = 24 моль$

Обчислити:

$m (O_{2}) - ?$
$m (N_{2}) - ?$
$m (H_{2} O) - ?$

$Розв ’ язок :$

$n (O_{2}) = \frac{n ( N H _{3} ) \cdot 3}{4} = \frac{24 \cdot 3}{4} = 18 моль$
$n (N_{2}) = \frac{n ( N H _{3} ) \cdot 2}{4} = \frac{24 \cdot 2}{4} = 12 моль$
$n (H_{2} O) = \frac{n ( N H _{3} ) \cdot 6}{4} = \frac{24 \cdot 6}{4} = 36 моль$
$M (O_{2}) = 2 \cdot 16 = 32 г / моль$
$M (N_{2}) = 2 \cdot 14 = 28 г / моль$
$M (H_{2} O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 г / моль$
$m (O_{2}) = n (O_{2}) \cdot M (O_{2}) = 18 \cdot 32 = 576 г$
$m (N_{2}) = n (N_{2}) \cdot M (N_{2}) = 12 \cdot 28 = 336 г$
$m (H_{2} O) = n (H_{2} O) \cdot M (H_{2} O) = 36 \cdot 18 = 648 г$

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

Дано:

$n (C O_{2}) = 0.15 моль$

Обчислити:

$m (N H_{4} H C O_{3}) - ?$

Розв’язок:

$N H_{4} H C O_{3} \to N H_{3} + C O_{2} + H_{2} O$
$n (N H_{4} H C O_{3}) = n (C O_{2}) = 0.15 моль$
$M (N H_{4} H C O_{3}) = 14 + 1 \cdot 5 + 12 + 16 \cdot 3 = 79 г / моль$
$m (N H_{4} H C O_{3}) = n (N H_{4} H C O_{3}) \cdot M (N H_{4} H C O_{3}) = 0.15 \cdot 79 = 11.85 г$

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:

$m (C O_{2}) = 55 г$

Розв’язок:

1) $C + O_{2} \to C O_{2}$
2) $C H_{4} + 2 O_{2} \to C O_{2} + 2 H_{2} O$

$M (C O_{2}) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 г / моль$

$n (C O_{2}) = \frac{m ( C O _{2} )}{M ( C O _{2} )} = \frac{55}{44} = 1.25 моль$

Для реакції 1:

$n (C) = n (C O_{2}) = 1.25 моль$
$M (C) = 12 г / моль$
$m (C) = n (C) \cdot M (C) = 1.25 \cdot 12 = 15 г$

Для реакції 2

$n (C H_{4}) = n (C O_{2}) = 1.25 моль$
$M (C H_{4}) = 12 + 4 \cdot 1 = 16 г / моль$
$m (C H_{4}) = n (C H_{4}) \cdot M (C H_{4}) = 1.25 \cdot 16 = 20 г$

Порівняння:

$\frac{m ( C H _{4} )}{m ( C )} = \frac{20}{15} \approx 1.33$

Відповідь: Потрібно взяти метану $(C H_{4})$ в 1.33 рази більше за масою, ніж вуглецю.

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

Дано:

$m (N_{2} O) = 5 г$

Розв’язок:

$N H_{4} N O_{3} \to N_{2} O + 2 H_{2} O$
$M (N_{2} O) = 2 \cdot 14 + 16 = 44 г / моль$
$M (N H_{4} N O_{3}) = 14 + 4 \cdot 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 80 г / моль$
$n (N_{2} O) = \frac{m ( N _{2} O )}{M ( N _{2} O )} = \frac{5}{44} моль$
$n (N H_{4} N O_{3}) = n (N_{2} O) = \frac{5}{44} моль$
$m (N H_{4} N O_{3}) = n (N H_{4} N O_{3}) \cdot M (N H_{4} N O_{3}) = \frac{5}{44} \cdot 80 = \frac{100}{11} \approx 9.09 г$

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:

$m (N a C l O) = 5 кг = 5000 г$

Обчислити:

$m (N a C l) - ?$

Розв’язок:

$2 N a C l O \to 2 N a C l + O_{2}$
$M (N a C l O) = 23 + 35.5 + 16 = 74.5 г / моль$
$n (N a C l O) = \frac{m ( N a C l O )}{M ( N a C l O )} = \frac{5000}{74.5} моль$
$За рівнянням реакції n (N a C l) = n (N a C l O) = \frac{5000}{74.5} моль$
$M (N a C l) = 23 + 35.5 = 58.5 г / моль$
$m (N a C l) = n (N a C l) \cdot M (N a C l) = \frac{5000}{74.5} \cdot 58.5 \approx 3926 г = 3.9 кг$

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:

$m (F e_{2} O_{3}) = 54 г$

Обчислити:

$m (F e) - ?$

Розв’язок:

$2 A l + F e_{2} O_{3} \to A l_{2} O_{3} + 2 F e$
$M (F e_{2} O_{3}) = 2 \cdot 56 + 3 \cdot 16 = 160 г / моль$
$n (F e_{2} O_{3}) = \frac{m ( F e _{2} O _{3} )}{M ( F e _{2} O _{3} )} = \frac{54}{160} = 0.3375 моль$
$За рівнянням реакції n (F e) = 2 \cdot n (F e_{2} O_{3}) = 2 \cdot 0.3375 = 0.675 моль$
$M (F e) = 56 г / моль$
$m (F e) = n (F e) \cdot M (F e) = 0.675 \cdot 56 = 37.8 г$

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

$C H_{4} + 2 O_{2} \to C O_{2} + 2 H_{2} O$

$\frac{n ( C H _{4} )}{1} = \frac{n ( O _{2} )}{2} = \frac{n ( C O _{2} )}{1} = \frac{n ( H _{2} O )}{2}$

Створіть модель реакції горіння метану CH₄

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.

$F e + S \to F e S$

$n (F e) : n (S) = 1 : 1$

Дано:

$n (F e S) = 1 моль$

Обчислити:

$m (F e) - ?$
$m (S) - ?$

Розв’язок:

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

§7. Розрахунки за хімічними рівняннями

Теги статті:

До уроку