Контрольная работа по "Химии"

Ответ: Основность фосфористой кислоты 2

 

11. Вычислите массу 50 л газовой смеси, состоящей из 60% окиси углерода и 40% водорода при 20°С и 740 мм рт.ст.

Решение: Определяем объём занимаемый каждым компонентом газовой смеси при заданных условиях через пропорцию 50л/100%=хл/60%, где х количество литров окиси углерода х=50*60/100=30л. Следовательно объём водорода будет равен 50-30=20л. Из уравнения Менделеева-Клайперона выделим массу и посчитаем для каждого газа: m=PVM/RT;

Для водорода m_H=P*V_H*M_H/RT=(740*133.33)*20*2/(8.314*(20+273))=1.62(г)

Для окиси углерода m_СО=P*V_СО*M_СО/RT= =(740*133.33)*30*28/(8.314*(20+273))=34.02(г)

Сумма масс компонентом газовой смеси даст массу самой газовой смеси m_см= m_H + m_СО =34.02+1.62=35.64 (г)

Ответ: Масса газовой смеси равна 35,64 (г)

 

12. Масса 344 мл газа при 42°С и 772 мм рт.ст. равна 0,865 г. Вычислите молекулярную массу газа.

Решение: Из уравнения Менделеева-Клайперона найдём молекулярную массу газа: M=RTm/PV =8,314*(42+273)*0,865/((772*133,33)*344*10^-6) =63,97(г/моль) Молярная масса численно равна молекулярной массе

Ответ: молекулярная масса газа 63,97(а.е.м.)

 

13. Какое количество NH3 может быть получено из 1 кг Н2?

Решение: 3Н₂ –2NH₃, согласно стехиометрическим коэффициентам из 3 молей Н₂ можно получить 2 моля NH₃ определяем сколько молей в 1 кг водорода по формуле v=m/M = 1000/2=500(моль), где М молярная масса.

Составляем пропорцию 500/3=х/2, отсюда количество х=500*2/3=333,33(моль), по массе m=v*M= 333.33*17=5666.61(г).

Ответ: 333,33 (моль )или 5,6 (кг).

 

14. Какой объем кислорода, измеренный при нормальных условиях, расходуется на сжигание 100 л ацетона, измеренного при 27°С и 745 мм.рт.ст.?

Решение: Химическая реакция протекает по уравнению С₃Н₆О+4О₂=3СО2+3Н₂О

Определяем количество вещества С₃Н₆О содержащегося в 100 литрах при заданных условиях, для этого используем  уравнение Менделеева-Клайперона v=PV/RT = (745*133.33)*100/(8.314*(27+273))=3982.47(моль); согласно стехиометрическим коэффициентам нга окисление 1 моля С₃Н₆О нужно 4 моля О₂, следовательно справедлива пропорция 1/3982,47=4/у, где у – количество молей О_2. у=(3982,47*4)/1=15929,88 (моль);

Определим какой объём занимает это количество кислорода, используя уравнение Менделеева-Клайперона, подставляя в уравнение параметры нормальных условий (Т=273К и Р=760мм.рт.ст.) V=vRT/P=15929.88*8.314*273/760*133.33=356,8(л)

Ответ: Для сжигания указанного количества ацетона потребуется 356,8 лира кислорода в н.у.

 

15. Сколько литров двуокиси серы, измеренной при 70°С и 1 атм., получится при сжигании 1 кг серы?

Решение: Химическая реакция протекает по уравнению S+О₂=S₂О

Найдём количество вещества серы v=m/M 1000/32=31.25(моль) Согласно закону постоянства массы и стехиометрическим коэффициентам в результате реакции образуется 31,25 моль S₂О.объём занимаемый двуокисью серы при заданных условиях находим по уравнению Мендилеева-Клайперона V=vRT/P подставляя заданные значения (1 атм.=1010325 Па, и 70°С  =273+70=343К)получаем V=31,25*8,314*343/101325=0,8795(м³) или 879,5(л).

Ответ: 879,5 литров двуокиси серы, измеренной при 70°С и 1 атм., получится при сжигании 1 кг серы.

 

16. Кристаллический железный купорос (формула FeSO4 * 7Н2O) в количестве 120 г в реакции образует осадок Fe(OH)2 Какое количество осадка образуется?

Решение: Определим количество вещества FeSO4 * 7Н2O как v=m/M = 120/278=0.43 (моль) согласно закону сохранения массы в осадок выпало не более 0,43 молей Fe(OH)₂ .Определяем массу осадка m=v*M= 0.43*84=36.12 (г)

Ответ: Осадка образовалось в количестве 0,43 моля или 36,12 граммов.

 

17. Какую массу железа можно получить из 2 тонн железной руды, содержащей 94% Fe203?

Решение. Определим массу Fe203 находящегося в руде, для этого составим пропорцию 2000/100=х/94, где х масса Fe203 в руде. х=2000*94/100=1880 (кг)

Для определения массы железа найдём количество моль Fe203 в руде v=m/M=1880*1000/160=11750 (моль), по закону сохранения массы, количество железа которое можно получить их этого количества руды найдём как m=v*M = 11750*112=1316 (кг), где М молярная масса Fe2

Ответ: Можно получить 1316 кг чистого железа.

 

18. На окисление 0,87 г висмута расходуется 0,10 г кислорода. Определите эквивалент висмута.

Решение: Химическая реакция протекает по уравнению Вi+О₂= BiО

Химическая реакция протекает по уравнению хВi +O₂= Вi _yO_z т.к. масса висмута 0,87г, а масса кислорода 0,10г то по закону эквивалентов или «Массы реагирующих веществ пропорциональны мольным массам эквивалентов  этих веществ», следовательно справедливо соотношение: m(Вi)/m(О₂)=m_э(Вi)/m_э(O₂), откуда найдём массу эквивалента Вi: - m_э(Вi)=(m_э(О₂)*m(Вi))/m(O₂), где m_э(О₂) - мольная масса эквивалента кислорода равна 16/2=8(г/моль), тогда m_э(Вi)=8*0,87/0.10=69,6(г/мол)ь, а Э =m_э(Вi)/М(Вi)=69,9/208,9=1/3(моль), где М(Вi) мольная масса висмута =208,9(г). Уравнение реакции примет вид 4Вi +3O₂=2 Вi₂О.₃

 Ответ: Эквивалент висмута Э(Вi)= 1/3.

 

19. При сжигании 34,0 г антрацита получили 53,0 л СО2 измеренного при нормальных условиях. Сколько процентов углерода (по массе) содержит антрацит?

Решение: Химическая реакция протекает по уравнению С+О₂= СО2

Определим количество молей углекислого газа полученное при сжигании антрацита v=PV/RT= (101325*53*10^-3)/(8.314*273)=2.36 (моль), согласно закону постоянства масс и стехиометрическим коэффициентам в уравнении химической реакции делаем вывод, что количество углерода сгоревшего равно 2.36 моль. Определим сколько это по массе m=v*M=2.36 *12=28.39(г)для определения процентного содержания  составим пропорцию 34,0/100=28,38/х, отсюда  х=34,0*28.39/100=95,2%.

Ответ: антрацит содержит 95,2% углерода.

 

20. Сформулируйте основные законы химии. Почему эти законы отнесены к разряду основных ?

Ответ:

Законы перечисленные ниже относятся к основным законам химии потому что с их помощью можно объяснить многие фундаментальные понятия и теории в современной науке, решить многие практические задачи на основе этих выявленных закономерностей основываются современное представление о строении вещества, взаимодействии веществ.

 Закон сохранения массы - «Масса всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции»

Закон постоянства состава - «Всякое чистое вещество независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав.» или «В каждом определенном хим. соединении., независимо от способа его получения, соотношения масс составляющих элементов постоянны.»

Закон эквивалентов - «Вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам» или «Массы реагирующих веществ пропорциональны мольным массам эквивалентов этих веществ», для количественных расчётом можно использовать не только отношение взаимодействующий масс, но и долей единицы, процентное отношение и отношение объёмов.

Закон кратных отношений - «Если два элемента образуют несколько соединений, то массы одного элемента, приходящиеся на единицу массы другого, относятся как целые числа». Установление закона кратных отношений явилось одним из наиболее убедительных свидетельств правильности атомно-молекулярной теории строения вещества.

Закон Авагадро - «В равных объемах идеальных газов при одинаковых давлении и температуре содержится одинаковое число молекул»

Закон объёмных отношений - "Объемы газов, вступающих в химические реакции, и  объемы газов, образующихся в результате реакции, относятся между собой как небольшие целые числа".

 

Объединенный газовый закон - объединение трех независимых частных газовых законов: Гей-Люссака, Шарля, Бойля-Мариотта, уравнение, которое можно записать так:

P₁V₁/ T₁= P₂V₂/ T₂

И наоборот, из объединенного газового закона

При P=const(P₁ =P₂) можно получить

V₁/ T₁= V₂/ T₂

(закон Гей-Люссака);  

 

при Т= const (T₁ = T₂):

P₁V₁ =P₂V₂

(закон Бойля-Мариотта);  

 

при V = const

P₁/ T₁= P₂/ T₂

(закон Шарля).

Уравнение Клайперона-Менделеева

Если записать объединенный газовый закон для  любой массы любого газа, то получается уравнение Клайперона-Менделеева:

 

pV= (m / M) RT

 

где m- масса  газа; M - молекулярная масса; p - давление; V - объем; T - абсолютная температура (К); R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль • К) или 0,082 л атм/(моль • К)).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список источников:

 

 

1. Ахметов Н.С. Общая  и неорганическая химия: Учебник  для вузов. - М.: Высшая школа, 1981.

2. Глинка Н.Л. Общая химия, 2008.

3. Зубович И.А. Неорганическая  химия: Учебник для технол. спец. вузов. - М.: Высшая школа, 1999.

4. Степин Б.Д. и др. Неорганическая  химия. - М.: Высшая школа, 1999.

5. Суворов А.В. и др. Общая химия. - СПб: Химия, 1999.