12

N₂

48

25

740 мм рт.ст

6

С₂Н₄

40

CH₄

40

CO

20

50

700 мм рт.ст

7

Сl₂

20

H₂

25

HCl

55

27

800 мм рт.ст

8

O₂

20

Ar

78

N₂

2

30

110 кПа

9

O₂

20

H₂

70

Ar

10

40

98 кПа

10

O₂

20

H₂

50

Ne

30

-20

1,1 атм.

11

Cl₂

60

N₂

20

H₂

20

90

10 кПа

12

N₂

10

CH₄

80

C₂H₂

10

0

760 мм рт.ст

13

F₂

5

O₂

95

-

-

-100

0,1 атм.

14

He

20

Ar

40

O₂

40

25

780 мм рт.ст

15

Kr

40

N₂

35

Cl₂

25

1000

500 мм рт.ст

16

H₂

50

O₂

50

-

-

50

90 кПа

17

Br₂

55

N₂

25

Ar

20

300

1 МПа

18

CO

30

CO₂

20

N₂

50

600

140 кПа

19

CO

40

CO₂

55

O₂

5

400

0,8 атм.

20

CH₄

80

CO

15

H₂

5

70

0,9 атм.

21

C₂H₄

60

CH₄

10

C₂H₆

30

20

745 мм рт.ст

22

H₂

50

He

40

O₂

10

15

1,9 атм.

23

CO

50

H₂

40

H₂O

10

800

1,0 атм.

24

Cl₂

50

TiCl₄

10

N₂

40

200

730 мм рт.ст

25

CO

80

Fe(CO)₅

20

-

-

150

100 атм.

Таблица 4

Численные данные к задаче 4

Вариант	Концентрат	Вещество В	Продукт реакции
	Минерал А	Масса, г		Вещество D	Объем, л
1	Bi2S3	200	O2	SO2	22,4
2	PbS	30	O2	SO2	2,24
3	Ag2S	250	O2	SO2	11,2
4	FeS	65	O2	SO2	15,68
5	FeS2	16	O2	SO2	5,6
6	NiS	10	O2	SO2	1,12
7	Cu2S	18	O2	SO2	2,24
8	ZnS	300	O2	SO2	44,8
9	HgS	500	O2	SO2	33,6
10	MnS2	10	O2	SO2	3,36
11	PtS2	100	O2	SO2	1,792
12	Fe2O3	35	C	CO (Fe)	13,44
13	Fe3O4	25	C	CO (Fe)	8,96
14	FeO	40	C	CO (Fe)	11,2
15	Fe2O3	18	H2	H2O (Fe)	6,72
16	C	30	O2	CO2	33,6
17	ZnО	100	C	CO	22,4
18	WS2	50	O2	SO2	7,2
19	MoS2	75	O2	SO2	11,2
20	GeS	40	O2	SO2	1,12
21	VS2	180	O2	SO2	5,6
22	Cu2O	10	C	CO	1,12
23	Ag2O	50	C	CO	2,24
24	FeS2	100	O2	SO2	17,92
25	Cu2S	21	O2	SO2	1,586

Таблица 5

Численные данные к задаче 5

Вариант	Вещество А	Масса, г	Вещество В	Масса или объем	Давление	Температура, °С
1	Fe	10	HCl	50 г 10 %	740 мм	30
2	Na2CO3	5	CaCl2	100 г 40 %	-	-
3	NaOH	50	H2SO4	50 г	-	-
4	CaCO3	18	HCl	100 г 5 %	800 мм	10
5	NaOH	40	CO2	14 л	1,2 атм	40
6	NaCl	56	AgNO3	140	-	-
7	FeCl3	30	NaOH	200 г 20 %	-	-
8	CuSO4	100	H2S	10 л	100 кПа	50
9	Pb(NO3)2	200	H2S	20 л	1 МПа	100
10	MgCO3	80	HNO3	100 г 60 %	10 кПа	10
11	KOH	100	HCl	300 г 20 %	-	-
12	KOH	100	HCl	10 л	730 мм	25
13	BaCl2	100	H2SO4	500 г 25 %	-	-
14	BaCl2	200	AgNO3	600 г	-	-
15	FeCl3	500	AgNO3	1 000 г	-	-
16	Ba(OH)2	10	HCl	5 л	1,0 атм	0
17	LiOH	30	CO2	30 л	0,1 атм	50
18	Cu(NO3)2	100	NaOH	1 кг 10 %	-	-
19	Al2(SO4)3	800	NH4OH	5 кг 10 %	-	-
20	CaCl2	200	Na2CO3	1 кг 20 %	-	-
21	Ba(OH)2	500	Na3PO4	5 кг 2 %	-	-
22	Hg(NO3)2	300	H2S	50 л	1,2 атм	30
23	CdCl2	150	H2S	80 л	700 мм	5
24	K2CO3	1 000	HCl	100 л	101 кПа	0
25	Na2CO3	100	H2SO4	5 кг 30 %	110 кПа	80

Таблица 6

Численные данные к задаче 6

Вариант	Масса смеси, г	Вещество А	Вещество В	Объем выд-ся водорода, л
1	8,5	Na	K	3,235
2	4,71	La(La+3)	Al	1,68
3	7,27	Zn	ZnO	1,25
4	8,0	Fe	Mg	4,48
5	12,0	Al	Al2O3	3,73
6	3,32	La(La+3)	Al	1,34
7	4,445	Mg	Al	4,77
8	4,5	Ti(Ti+3)	TiO2	0,46
9	1,31	Mg	Al	1,3
10	1,5	Cu	Mg	0,56
11	1,32	Zn	SiO2	0,44
12	2,5	Zn	Mg	1,4
13	31,045	K	Na	11,2
14	18,659	Fe	Zn	6,72
15	37,46	Ca	Al	24,64
16	10,0	Fe	FeO	2,24
17	14,262	Li	Al	19,040
18	6,755	Ba	Ca	2,688
19	19,99	Ca	CaCl2	10,060
20	11,933	Zn	Al	8,96
21	6,484	Sc	Fe	2,912
22	176,442	Ba	K	33,6
23	38,324	Cr(Cr+3)	Fe	17,92
24	20,24	Cr(Cr+3)	Cr2O3	6,72
25	252,5	Ba	BaO	22,4



Таблица 7

Цифровые данные к задаче 7

Вариант	Сжигается вещество	Массы или объемы	Относительная плотность
		Н2О	СО2
1	углеводород	7,2 г	6,72 л	= 1,52
2	13,8 г орг. соед.	16,2 мл	26,4 г	= 23
3	углеводород	0,9 г	1,12 л	= 0,96
4	2,15 г углеводорода	-	6,6 г	= 43
5	8,8 г орг. соед.	7,2 г	8,96 л	= 3,14
6	2,9 г углеводорода	-	4,48 л	= 1,81
7	углеводород	7,2 г	8,96 л	= 1,93
8	4,3 г углеводорода	-	6,72 л	= 43
9	3,7 г орг. соед.	4,5 мл	4,48 л	= 2,56
10	27,6 г орг. соед.	32,4 г	26,9л	= 23
11	3,6 г углеводорода	5,4 г	-	= 2,25
12	углеводород	5,4 мл	11,0 г	= 36
13	3,7 г орг. соед.	2,7 г	6,6 г	= 2,64
14	5,6 г углеводорода	7,2 мл	-	= 1,75
15	0,9 г орг. соед.	0,54 мл	0,672 л	= 90
16	4,3 г углеводорода	-	13,2 г	= 29,7
17	1,38 г орг. соед.	1,62 г	2,64 г	= 23
18	углеводород	0,18 г	448 мл	= 13
19	0,25 г углеводорода	-	0,448 л	= 0,811
20	0,9 г орг. соед.	0,54 г	1,32 г	= 6,44
21	1,4 г углеводорода	1,8 г	-	= 1,45
22	0,22 г орг. соед.	0,18 г	0,44 г	= 3,04
23	2,6 г орг. соед.	1,8 г	4,48 л	= 2,79
24	0,7 г углеводорода	-	2,2 г	= 21
25	2,2 г орг. соед.	1,8 мл	2,24 л	= 2,75

7. Задачи повышенной сложности [3,4]

Задачи на смеси

1. На смесь, состоящую из карбида кальция и карбоната кальция, подействовали избытком соляной кислоты, в результате чего были получены смесь газов с плотностью по воздуху 1,27 и раствор, при выпаривании которого образовался твердый остаток массой 55,5 г. Определить массу исходной смеси и массовые доли веществ в ней.

2. На смесь, состоящую из карбида кальция и карбида алюминия, подействовали избытком воды, в результате чего была получена смесь газов с плотностью по аммиаку 1,0. После выпаривания полученного раствора был получен осадок, при прокаливании которого образовался твердый остаток массой 66,8 г. Определите массу исходной смеси и массовые доли веществ ней.

3. При прокаливании смеси массой 41 г, состоящей из ацетата натрия и избытка гидроксида натрия, выделился газ, прореагировавший при освещении с хлором. В результате последней реакции образовалось 11,95 г трихлорметана (хлороформа). Выход хлороформа составил 40 % от теоретического. Найдите массовые доли веществ в исходной смеси.

4. При прокаливании смеси нитратов железа (II) и ртути образовалась газовая смесь, которая на 10 % тяжелее аргона. Во сколько раз уменьшилась масса твердой смеси после прокаливания?

5. При прокаливании смеси нитратов железа (II) и железа (III) образовалась газовая смесь, которая на 9 % тяжелее аргона. Во сколько раз уменьшилась масса твердой смеси после прокаливания?

6. Для растворения 1,26 г сплава магния с алюминием использовано 35 мл раствора серной кислоты (массовая доля 19,6 %, плотность 1,14). Избыток кислоты вступил в реакцию с 28,6 мл раствора гидрокарбоната калия с концентрацией 1,4 моль/л. Вычислите массовые доли металлов в сплаве и объем газа (при н.у.), выделившегося при растворения сплава.

7. Образец расплава серебра с медью, массой 3,54 г, плотностью растворен в 23,9 мл раствора азотной кислоты (массовая доля кислоты 31,5 %, плотность раствора 1,17). Для нейтрализации избытка азотной кислоты потребовалось 14,3 мл раствора гидроксида бария с концентрацией 1,4 моль/л. Вычислите массовые доли металлов в сплаве и объем газа (при н.у.), выделившегося при растворении сплава.

8. Смесь железных и цинковых опилок, массой 2,51 г, обработали 30,7 мл раствора серной кислоты (массовая доля кислоты 19,6 %, плотность раствора 1,14). Для нейтрализации избытка кислоты потребовалось 25 мл раствора гидрокарбоната калия с концентрацией 2,4 моль/л. Вычислите массовые доли металлов в исходной смеси и объем газа (при н.у.), выделившегося при растворении металлов.

9. Смесь сульфата бария и углерода, массой 30 г, прокалили без доступа кислорода при температуре 1200 °С. Полученный после прокаливания продукт обработали избытком соляной кислоты. Масса нерастворившегося осадка составила 1,9 г. Запишите уравнения соответствующих реакций и определите массовые доли веществ в исходной смеси.

10. Рассчитайте массовые доли компонентов смеси, состоящей из гидрокарбоаната аммония, карбоната кальция и гирфосфата аммония, если известно, что из 62,2 г этой смеси получили 17,6 г оксида углерода (IV) и 10,2 г газообразного аммиака.

Задачи с участием газовых смесей

11. Смесь двух газов, один из которых легче воздуха, пропущена последовательно через трубки, заполненные оксидом меди (II) (при 400 °С), оксидом фосфора (V) и твердым гидроксидом калия, нанесенными на инертный носитель и взятыми в избытке. Масса первой трубки уменьшилась на 0,192 г, а массы второй и третьей трубок возросли, соответственно, на 0,144 г и 0,088 г. После пропускания газов через трубки было получено 23,4 мл газообразного вещества, измеренного при температуре 17 °С и давлении 103 кПа. Установите объем исходной газовой смеси (при н.у.) и массовые доли газов в ней, если известно, что масса смеси составляла 0,068 г.

12. Имеется смесь азота и кислорода, которая легче воздуха. После пропускания через смесь электрического разряда при нагревании образовался оксид азота (IV) с выходом 60%, в результате чего смесь стала тяжелее воздуха. Определите области возможных объемных концентраций азота в исходной и конечной смесях.

13. Имеется смесь оксида углерода (II) и хлора, которая на 20% легче оксида серы (IV). После пропускания смеси над нагретым катализатором образовался фосген, в результате чего смесь стала тяжелее оксида серы (IV) при тех же условиях. Рассчитайте область допустимых значений для выхода реакции.

14. Уксусную кислоту массой 4,20 г поместили в сосуд объемом 5,70 л и нагрели до температуры 210°С. Давление паров при этом составило 28,2 кПа. Определите число молекул димера уксусной кислоты в газовой фазе.

15. К 40 л смеси, состоящей из азота и аммиака, добавили 20 л хлороводорода, после чего плотность газовой смеси по воздуху стала равной 0,871. Вычислите объемные доли газов в исходной смеси.

16. Имеется смесь паров бензола и водорода, которая на 10 % легче неона. После пропускания смеси над нагретым до300 °С катализатором образовался циклогексан, в результате чего плотность смеси стала больше плотности неона при тех же условиях. Рассчитайте область допустимых значений для выхода реакции.

Задачи на выход и степень превращения

17. Имеется смесь азота и водорода, которая легче гелия. После пропускания смеси над нагретым катализатором образовался аммиак с выходом 60%, в результате чего смесь стала тяжелее гелия. Определите области возможных объемных концентраций азота в исходной и конечной смесях.

18. Плотность по пропану газовой смеси, состоящей из этилена и паров воды, до пропускания через контактный аппарат для синтеза этанола была равна 0,5, а после пропускания стала равна 0,6. Определите объемную долю паров в реакционной смеси и процент превращения этилена в этанол.

Задачи на избыток и недостаток

19. К 200 г 5,0%-ного раствора хлорида кальция добавили12,7 г карбоната натрия. Через образовавшуюся смесь пропустили при перемешивании 1,12 л углекислого газа (н.у.). Определите массу полученного осадка и массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

20. К 200 г 10,6%-ного раствора нитрата стронция добавили 16,5 г сульфида калия. Через образовавшуюся смесь пропустили при перемешивании 2,24 л сероводорода (н.у.). Определите массу полученного осадка и массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

Задачи на вывод формулы

21. (хим. ф-т МГУ, 1990). Образец вещества массой 1,8 г в реакции с избытком калия при комнатной температуре дает 489 мл водорода (измерено при 298 К и 101,3 кПа). При сожжении 67,5 мг того же вещества получили 99 мг оксида углерода (IV) и 40,5 мг воды. При полном испарении образца этого вещества массой2,25 г его пары занимают объем 0,97 л при 473 К и давлении101,3 кПа. Определите формулу вещества и приведите возможные структурные формулы всех его изомеров, отвечающих условиям задачи.

22. (олимпиада «Ломоносов-2007»). При термическом разложении 14,4 г неорганического вещества образовалось 10,08 л смеси газов (в пересчете на н.у.), имеющей плотность по гелию 6,5. После пропускания смеси над твердым оксидом кальция объем газа уменьшился в 1,5 раза. Оставшееся газообразное вещество легче воздуха. В определенных условиях оно реагирует с калием, образуя ионное соединение, содержащее 70,9 % калия по массе. Установите формулы всех перечисленных веществ и напишите уравнения всех реакций.

23. (олимпиада «Ломоносов-2007»). Массовая доля углерода в неизвестном углеводороде Х равна 94,12 %. Этот углеводород, обладающий слабыми кислотными свойствами, способен образовывать соль Y, в которой массовая доля металла составляет 76,60 %. Определите структурные формулы веществ Х и Y. Напишите уравнение превращения Х в Y и уравнение полной каталитической гидратации Х.

24. (олимпиада «Ломоносов-2007). При термическом разложении 18,0 г органического вещества образовалось 8,96 л смеси газов (в пересчете на н. у.), имеющей плотность по водороду 18,0. После пропускания смеси через известковую воду объем газа уменьшился вдвое. Оставшееся газообразное вещество легче воздуха. При нагревании оно реагирует с железом, образуя летучее соединение, содержащее 28,6 % железа по массе. Установите формулы всех перечисленных веществ и напишите уравнения всех реакций.

25. (41 Международная Менделеевская олимпиада). При обжиге на воздухе 100 мг вещества Х образуется 25,7 мл (н.у.) газа В1 и твердое вещество А1 массой 100 мг. Х кристаллизуется в трех модификациях, изоструктурных вюртциту (гексагональный ZnS), сфалериту (кубический ZnS) и каменной соли (NaСl) соответственно. Некоторые превращения с участием Х (любой из его модификаций) представлены на схеме:

Взаимодействие А1 и В1 протекает с образованием только Y и Z, соотношение которых в конечной смеси зависит от условий проведения реакции. Анион Y имеет более сложное строение, чем анион Z. Чтобы избавиться от последнего, смесь Y и Z можно обработать солью бария, при этом выпадает белый осадок, нерастворимый в кислотах, что служит для аналитического определения аниона Z.

Любое из соединений на схеме содержит не более трех элементов в своем составе. Элементы А и В, содержащиеся в Х - Z, образуют соединения А1 и В1 - В5 соответственно. Состав анионов Y, В2, В4 и В5 отличается только числом атомов кислорода.

1. Определите состав неизвестных соединений, представленных на схеме.

2. Напишите уравнение реакций, приведенных на схеме.

3. Изобразите строение анионов Y, В2, В4, В5 и ионов, содержащих такое же число атомов В, но большое число атомов кислорода.



Библиографический список

1. Батаева Е.В., Каркешкин М.А. пособие по курсу «Решение задач». Газовые законы. Выход реакции. - М.: отделение «Химия» ОЛ ВЗМШ, 2006 - 19 с.

2. Батаева Е.В. Пособие по решению задач. Курс общая химия. Части 5 и 6 - М.: отделение «Химия» ОЛ ВЗМШ, 2001 -15 с.

3. Сборник конкурсных задач по химии Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремин, С.С. Чуранов - М.: «Экзамен», 2006 - 576 с.

4. Вступительные зкзамены и олимпиады по химии в Московском университете: 2007/Под общей редакцией проф. Н.Е. Кузьменко и проф. В.И. Теренина.- М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008.-106 с.



ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Давление насыщенного водяного пара в равновесии с водой

t, °C	р, кПа
0	0,6107
2	0,7053
4	0,8128
6	0,9345
8	1,0720
10	1,2270
12	1,4014
14	1,5970
16	1,8170
18	2,0620
20	2,3370
22	2,6420
24	2,9820
25	3,1660
26	3,3600
28	3,7780
30	4,2410
32	4,7530
34	5,3180
36	5,9400
38	6,6230
40	7,3740
50	12,3340
60	19,9200
70	31,1600
80	43,3600
90	70,1000
100	101,3200

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Ответы

1. 42,8 г; 29,9 % СаС₂; 70,1 % СаСО₃.

2. 49,6 г; 12,9 % СаС₂; 87,1 % Al₄C₃.

3. CH₃COONa - 33,4 %; NaOH - 66,6 %.

4. В 2,100 раз.

5. В 2,68 раз.

6. 42,9 % Al; 57,1 % Mg; 1,344 л Н₂.

7. 45,8 % Ag; 54,2 % Cu; 0,56 л NO.

8. 22,3 % Fe; 77,7 % Zn; 0,896 л Н₂.

9. щ(BaSO₄) = 77,7 %; щ(С) = 22,3 %; нерастворившийся осадок - углерод.

10. 25,4 % NH₄HCO₃; 32,2 % CaCO₃; 42,4 % (NH₄)₂HPO₄.

11. 0,112 л; 91,2 % СН₃NH₂; 8,8 % Н₂.

12. Исходная смесь: 0,750 < ц(N₂) < 0,921;

конечная смесь: 0,750< ц(N₂) < 0,919.

13. Исходная смесь: 0,0643 < ц(Cl₂) < 0,0930;

конечная смесь: 0,0286< ц(Cl₂) < 0,0394.

14. 1,8·10²² молекул димера.

15. 37,5 % N₂; 62,5 % NH₃.

16. Выход С₆Н₁₂ больше 15,8 %.

17. 0,0649 < ц(N₂) < 0,0769 - начальная;

0,0282 < ц(N₂) < 0,0339 - конечная.

18.

19. m(CaCO₃) = 7 г; щ(NaCl) = 0,054; щ(NaНСО₃) = 0,026; щ(Са(НСО₃)₂) = 0,017.

20. m(SrS) = 6 г; щ(KNO₃) = 0,102; щ(KHS) = 0,036;щ(Sr(HB)₂) = 0,040.

21. Брутто-формула (СН₂О)₃ или С₃Н₆О₃. В веществе содержатся 2 гидроксильные или карбоксильные группы.

Молочная кислота

СН₃ - СН(ОН) - СООН - имеющая два оптических изомера;

ОН - СН₂ - СН₂ - СООН

ОН - СН₂ - СО - СН₂ - ОН

ОН - СН₂ - СН(ОН) - СН = О (два оптических изомера).

22. СО₂; NH₃; амид калия KNH₂; карбонат аммония (NH₄)₂CO₃.

23. Простейшая формула С₄Н₃, истинная - С₈Н₆ (3 изомера).

Металл Cu.

СН₃С(С?СН)₃ + 3[Cu(NH₃)₂]Cl > CH₃C(C?CCu)₃ + 3NH₃ + 3NH₄Cl

СН₃С(С?СН)₃ + 3H₂O CH₃C(C(O)CH₃)₃

Углеводород Х - метилтриэтинилметан СН₃С(С?СН)₃, Y - СН₃С(С?ССu)₃.

24. Смесь газов состоит из СО₂ и СО. Разложению подверглась щавелевая кислота Н₂С₂О₄. При реакции Fe с СО образуется [Fe(CO)₅].

Соединение	Формула	Соединение	Формула
Х	MnS	B2	ZnS2O4
Y	MnS2O6	B3	Na2SO3
Z	MnSO4	B4	Na2S2O3
A1	MnO2	B5	Na2S2O5
B1	SO2

Размещено на Allbest.ru