Как решать Задание 28?

Задание 28 очень простое. В зависимости от того, что попадется, нужно рассчитать объемы газов по реакции либо параметры по термохимическому уравнению.

Это звучит только страшно! На деле – easy!

Формулы для решения задач

Для решения большинства задач по химии, даже если ты не знаешь, с чего начать, то в любой непонятной ситуации – считай моли! Не исключение и задача 28.

Моли, а точнее моль – это количество вещества, любых его структурных единиц, т.е. того, из чего эти вещества состоят: молекул, ионов, атомов, электронов и т.д. всегда равной порцией – эта порция называется числом Авогадро и равна 6∙1023.

Запомни, 6∙1023 = 1 моль! Всегда! 1 моль = 6∙1023 штук частиц (молекул, ионов, атомов, электронов и т.д.). Моль придумали для того, чтобы не таскать эти нереальные числа, поэтому 6 и двадцать три нуля после (там кстати даже не нули, а другие цифры) просто назвали 1 моль.

          Моль можно выразить еще через две физические величины – массу и объем (только для газов):

n - моль

m – масса вещества, г.

М – молярная масса вещества, рассчитывается по формуле вещества как сумма атомных масс всех элементов с учетом их количества и измеряется в г/моль.

          Через объем (используй эту формулу только для газов и только тогда, когда есть указание: Н.У.)

V – объем, л

          Рассмотрим пример 1: перед тобой находится закрытый пакет с яблоками, а на нем надпись:

«Сколько яблок в пакете, если общая масса пакета равна 600 г, а каждое яблоко имеет массу 200 г»?

n = m/M = 600/200 = 3 штуки

Тоже самое и для расчета моль.

          Важные факты. Для расчета количество вещества по реакции важны коэффициенты, они показывают мольное соотношение всех участвующих в реакции веществ.

         

Рассмотрим пример 2: какую массу перекиси водорода капнули на ранку, если выделилось 0,1 л (н.у.) кислорода?

          Запишем реакцию, которая протекает для перекиси водорода под действием различных биоорганических молекул раны:

2H2O2 → 2H2O + O2

Это химическое уравнение показывает, что при разложении 2 моль перекиси водорода образуется 2 моль воды и 1 моль кислорода, т.е. соотношение 2:2:1.

Следуй моему совету: «Во любой непонятной ситуации – считай моли!» переведем все величины задачи в моли.

V (O2) = 0,1 л (н.у.), поэтому нужна формула:

n = V/22,4 = 0,1/22,4 = 0,0045 моль

Теперь посмотри еще раз на уравнение, важно мольное соотношение: 2:2:1.

Чтобы образовался 1 моль кислорода, нужно 2 моль перекиси.

А чтобы образовалось 0,0045 моль кислорода, нужно 2∙0,0045=0,009 моль перекиси.

А в условии задачи хотят массу перекиси, значит воспользуемся формулой:

Суммируем:

Для решения задач 28 и даже 29 из ЕГЭ, тебе надлежит помнить вот это:

Первый вид задач – это расчеты объемных отношений газов

Пример 3.

Вычислите объем аммиака (н.у.), который может быть получен из 40 л (н.у.) водорода.

Ответ округлите до десятых.

Для решения задач по химическому уравнению, удобнее вносить все данные над и под уравнением:

40л

 

 

 

х л

3H2

+

N2

2NH3

3 моль

 

 

 

2 моль

В случае задач, когда даны объемы газов и нужно рассчитать объемы газов (при н.у.), можно делать очень просто, без пересчета объемов в моли, а лишь зная мольное соотношение.

NH3 относится к H2 также как их коэффициенты 2:3, это означает, что объем аммиака 2/3 от объема водорода.

V(NH3) = 2/3 · 40 = 26,7 л.

Пример 4.

Вычислите объем аммиака (н.у.), который может быть получен из 20 л (н.у.) водорода и 10 л (н.у.) азота.

Ответ округлите до десятых.

 

20л

 

10 л

 

х л

3H2

+

N2

2NH3

3 моль

 

1 моль

 

2 моль

 

Если в задаче даны величины нескольких веществ, то нужно обязательно считать МОЛИ! Потому что это означает, что кто-то из этих двух веществ находится в избытке, а значит не полностью прореагирует и считать по нему нельзя!

По этим расчетам кажется, что водорода больше, но нужно обязательно сравнить их мольное соотношение по реакции. Ведь для реакции с 1 моль азота должно быть в 3 раза больше водорода.

Т.е. на 0,45 моль азота нужно 0,45·3 = 1,35 моль водорода, а его по условию задачи лишь 0,89 моль, значит азот находится в избытке и полностью не прореагирует. Поэтому расчеты нужно вести по водороду!

NH3 относится к H2 также как их коэффициенты 2:3, это означает, что объем аммиака 2/3 от объема водорода.

V(NH3) = 2/3 · 20 = 13,3 л.

Пример 5.

Вычислите объём сероводорода, который можно получить из 600 л водорода, если объемная доля выхода сероводорода равна 40%. Объемы газов измерены при нормальных условиях.

Ответ укажите в литрах с точностью до целых.

 

600л

 

 

 

х л

H2

+

S

H2S

1 моль

 

 

 

1 моль

 

H2S относится к H2 также как их коэффициенты 1:1, это означает, что объем аммиака равен объему водорода.

V(H2S) = V(H2) = 600 л

Поскольку в условии задачи сказано, что объемная доля выхода сероводорода 40%, поэтому мы просто считаем 40% от 600 л:

V(H2S) = 0,4 · 600 = 240 л

Второй вид задач в этом задании – расчеты по термохимическому уравнению.

Термохимическое уравнение – это тоже самое химическое уравнение, только в котором указан тепловой эффект, который измеряется в килоджоулях (кДж). Если реакция экзотермическая – тепло выделяется, то будет написано +Q, если эндотермическая – тепло поглощается, будет написано -Q.

Q – числовое значение, тепловой эффект в кДж.

Пример 6.

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

2H2 (г) + O2 (г) → 2H2(г) + 484 кДж

выделилось 1500 кДж теплоты. Вычислите массу образовавшейся при этом воды (в граммах).

Ответ укажите с точностью до целых.

Все значения, которые введены в уравнение реакции всегда относятся к их мольным соотношениям. Поэтому для этой реакции означает, что при взаимодействии 2 моль водорода и 1 моль кислорода образуется 2 моль воды и выделяется 484 кДж теплоты.

Такие задачи решаются пропорцией:

2 моль H2O

-

484 кДж

х моль H2O

-

1500 кДж

Пропорция решается крест-накрест. Значит:

2·1500 = х·484

х = 6,2 моль

Требуется посчитать массу, значит воспользуемся нашей формулой, которая связывает моль и массу:

Пример 7.

В результате реакции, термохимическое уравнение которой

Н+ + ОН- → H2O + 57 кДж

выделилось 270 кДж теплоты. Вычислите массу азотной кислоты (в граммах), которая была нейтрализована гидроксидом калия.

Ответ укажите с точностью до целых.

Суть реакций нейтрализации заключается в том, что взаимодействуют катион водорода и гидроксид-анион, и при этом образуется вода.

Катионы водорода в случае нашей задачи поставляет азотная кислота, гидроксид анионы – гидроксид калия.

х г

 

 

 

 

 

 

 

HNO3

+

NaOH

Н2О

+

NaNO3

+ 57 кДж

Н+

+

ОН-

Н2О

+

57 кДж

 

1 моль

 

 

 

 

 

 

 

 

1 моль HNO3

-

57 кДж

х моль HNO3

-

270 кДж

1·270 = х·57

х = 4,7 моль

Пример 8.

При полном восстановлении оксида свинца(II) водородом образовалось 50 г свинца и выделилось 5,3 кДж теплоты. Вычислите теплоту реакции

PbO + H2 → Pb + H2O (в кДж на моль PbO)

Ответ дайте с точностью до целых.

 

 

 

 

 

50 г

 

 

5,3

PbO

+

H2

Pb

+

H2O

+ Q кДж

 

 

 

 

1 моль = 207 г

 

 

х

Последнее изменение: Суббота, 18 января 2020, 23:22