Тема ІV. Основні класи неорганічних сполук
31. Розрахунки за рівняннями хімічних реакцій
Завдання для засвоєння матеріалу

Дано:

n(СН₄) + 1,5 моль.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції горіння метану: СН₄ + 2O₂ = СO₂ + 2Н₂O.

За рівнянням визначаємо, що n(СН₄) : n(O₂) = 1 : 2.

За цим співвідношенням можна обчислити кількість речовини кисню, яка необхідна для спалювання 1,5 моль метану:

Отже:

Відповідь: n(O₂) = 3 моль.

n(O₂) — ?

Дано:

n(Р) = 2 моль.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції горіння фосфору: 4Р + 5O₂ = 2Р₂O₅.

За рівнянням визначаємо, що n(Р) : n(Р₂O₅) = 4 : 2.

За цим співвідношенням можна обчислити кількість речовини фосфор(V) оксиду, яка утвориться під час спалювання 2 моль фосфору:

Отже:

За рівнянням визначаємо, що n(Р) : n(O₂) = 4 : 5.

За цим співвідношенням можна обчислити кількість речовини кисню, необхідної для спалювання 2 моль фосфору:

Отже:

Відповідь: n(Р₂O₅) — 1 моль; n(O₂) = 2,5 моль.

n(Р₂O₅) — ?

n(O₂) — ?

Дано:

n(СаО) = 0,5 моль;m(CaO) = 8 г.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції кальцій оксиду з водою: СаО + Н₂O = Са(ОН)₂.

а) За рівнянням визначаємо, що n(СаО) : n(Са(ОН)₂) = 1 : 1.

Отже, під час взаємодії 0,5 моль СаО з водою утвориться 0,5 моль Са(ОН)₂.

б) М(СаО) = 40 + 16 = 56 г/моль.

Визначаємо кількість речовини у 8 г кальцій оксиду:

За рівнянням визначаємо, що n(СаО) : n(Са(ОН)₂) = 1 : 1.

Отже, під час взаємодії 0,125 моль СаО з водою утвориться 0,125 моль Са(ОН)₂.

Відповідь: а) n(Са(ОН)₂) = 0,5 моль; б) n(Са(ОН)₂) = 0,125 моль.

n(Са(ОН)₂— ?

Дано:

n(NH₃) = 24 моль.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції горіння амоніаку в кисні: 4NH₃ + 3O₂ = 2N₂ + 6Н₂O.

За рівнянням визначаємо, що n(NH₃) : n(O₂) = 4 : 3.

За цим співвідношенням можна обчислити кількість речовини кисню, яка необхідна для спалювання 24 моль амоніаку:

Отже:

Обчислюємо об’єм кисню, необхідний для спалювання 24 моль амоніаку:

V(O₂) = n(O₂) • V_мол = 18 моль • 22,4 л/моль = 403,2 л.

За рівнянням визначаємо, що m(NH₃) : n(N₂) = 4 : 2.

За цим співвідношенням можна обчислити кількість речовини азоту, яка утвориться в результаті спалювання 24 моль амоніаку:

Отже:

Обчислюємо об’єм азоту, який утвориться під час спалювання 24 моль амоніаку: V(N₂) = n(N₂) • К_мол. = 12 моль • 22,4 л/моль = 268,8 л.

За рівнянням визначаємо, що n(NH₃) : n(Н₂O) = 4 : 6.

За цим співвідношенням можна обчислити кількість речовини води, яка утвориться в результаті спалювання 24 моль амоніаку:

Отже:

Обчислюємо об’єм води, яка утвориться під час спалювання 24 моль амоніаку: V(N₂) = n(N₂) • V_мол.= 36 моль • 22,4 л/моль = 806,4 л.

Відповідь: K(O₂) = 403,2 л; V(NH₃) = 268,8 л; V(H₂O) = 806,4 л.

Р(O₂) — ?

K(N₂) —?

K(Н₂O) — ?

Дано:

V(CO₂) = 11,2 л.

Розв’язання Записуємо рівняння реакції: СO₂ + СаО = СаСO₃.

Обчислюємо кількість речовини СO₂, яка прореагувала з кальцій оксидом: n(СO₂) = V_мол. : V(CO₂) = 22,4 л/моль : 11,2 л = 0,5 моль;

За рівнянням визначаємо, що n(СO₂) : n(СаСO₃) =1 : 1.

Отже, в результаті реакції утвориться 0,5 моль СаСO₃.

М(СаСO₃) = 40 + 12 + 16 • 3 = 100 г/моль.

Обчислюємо масу СаСO₃, яка міститься в 0,5 моль кальцій карбонату: m(СаСO₃) = М(СаСO₃) • n(СаСO₃) = 100 г/моль • 0,5 моль = 50 г.

Відповідь: m(СаСO₃) = 50 г.

m(СаСO₃) — ?

Дано:

m(H₂SO₄) = 4,9 г.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції отримання сульфатної кислоти: SO₃ + Н₂O = H₂SO₄.

Записуємо співвідношення кількостей речовин сульфур(УІ) оксиду та сульфатної кислоти, виходячи з коефіцієнтів у рівнянні реакції:

У цьому співвідношеннізамінюємо кількості речовин на маси: Звідси:

Відповідь: m(SO₃) = 4 г.

m(SO₃) — ?

Дано:

V(O₂) = 5,6 л.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції отримання кисню з Н₂O₂: 2Н₂O₂ = O₂↑ + 2Н₂O.

Записуємо співвідношення кількостей речовин гідроген пероксиду й кисню, виходячи з коефіцієнтів у рівнянні реакції:

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини гідроген пероксиду на співвідношення мас, а кількість речовини кисню — на співвідношення об’ємів:

Звідси:

Відповідь: m(Н₂O₂) = 17 г.

m(Н₂O₂) — ?

Дано:

K(СO₂) = 28 л.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції горіння вуглецю: С + O₂ = СO₂.

Записуємо співвідношення кількостей речовин вуглецю й вуглекислого газу, виходячи з коефіцієнтів у рівнянні реакції:

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини вуглецю на співвідношення мас, а кількість речовини вуглекислого газу — на співвідношення об’ємів:

Звідси:

Тепер записуємо рівняння реакції горіння метану: СН₄ + 2O₂ = СO₂ + 2Н₂O.

Записуємо співвідношення кількостей речовин метану й карбон(ІV) оксиду, виходячи зкоефіцієнтів у рівнянні реакції:

У цьомуспіввідношенні замінюємо кількість речовини метану на співвідношення мас, а кількість речовини вуглекислого газу — на співвідношення об’ємів:

Звідси:

Визначимо, у скільки разів більше (за масою) потрібно спалити метану, ніж вуглецю, щоб отримати 28 л карбон(ІV) оксиду:

20 г : 15 г = 1,33 разу.

Відповідь: потрібно спалити в 1,33 разу більше метану, ніж вуглецю.

m(С) — ?

m(СН₄) — ?

m(С) : m(СН₄)— ?

Дано:

m(P₂О₅) = 1 кг= 1000 г.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції фосфор(V) оксиду з водою: Р₂O₅ + 3Н₂O = 2Н₃РO₄.

Записуємо співвідношення кількостей речовин фосфор(V) оксиду й ортофосфатної кислоти, виходячи з коефіцієнтів у рівнянні реакції:

У цьому співвідношенні замінюємо кількості речовин на маси:

Звідси:

Відповідь: m(Н₃РO₄) = 1366 г.

m(Н₃РO₄) — ?

Дано:

m(BaSO₃) = 43,4 г.

Розв’язання

Записуємо рівняння реакції сульфур(ІV) оксиду з розчином барій гідроксиду: SO₂ + Ва(ОН)₂ = BaSO₃ + Н₂O.

Записуємо співвідношення кількостей речовин сульфур(ІУ) оксиду та барій сульфіту, виходячи з коефіцієнтів у рівнянні реакції:

У цьому співвідношенні замінюємо кількість речовини сульфур(ІУ) оксиду на співвідношення об’ємів, а кількість речовини барій сульфіту— на співвідношення мас:

Звідси

Відповідь: витратили 4,48 л сульфур(ІV) оксиду.

K(SO₂) — ?