تحليل مهام أوجي في الكيمياء. OGE في الكيمياء

تطوير الدرس (ملاحظات الدرس)

انتباه! موقع إدارة الموقع غير مسؤول عن محتوى التطورات المنهجية ، وكذلك عن الامتثال لتطوير المعيار التعليمي للولاية الفيدرالية.

السؤال رقم 21 من مواد امتحان OGE في الكيمياء هو مهمة تتعلق بمعادلة تفاعل كيميائي. تشير مواصفات مواد قياس التحكم لامتحان الحالة الرئيسي في الكيمياء لعام 2018 إلى المهارات وأساليب العمل المختبرة التالية عند إكمال هذه المهمة: « حساب الكسر الكتلي لمذاب في محلول. حساب كمية مادة أو كتلة أو حجم مادة من كمية مادة أو كتلة أو حجم أحد المواد المتفاعلة أو نواتج التفاعل. أتاح تحليل الأعمال الإيضاحية ومهام البنك المفتوح تحديد ثلاثة أنواع من المهام المستخدمة في أوراق الامتحان. استعدادًا لـ OGE ، أقوم بحل أمثلة على مهام من كل نوع مع الطلاب وتقديم مهام مماثلة تم اختيارها من بنك مفتوح لحل مستقل. عند حل مشكلات معادلات التفاعلات الكيميائية ، أستخدم الخوارزمية المقدمة في كتاب الكيمياء للصف الثامن من تأليف O.S. Gabrielyan.

1 نوع

يتم إعطاء كتلة محلول المنتج أو إحدى المواد الأولية للتفاعل. احسب كتلة (حجم) مادة البداية أو منتج التفاعل.

1 عمل:نحسب كتلة المنتج أو إحدى المواد الأولية للتفاعل.

2 عمل:نحسب كتلة أو حجم المادة الأولية وفقًا للخوارزمية.

مثال على مهمة:إلى المحلولكلوريد الألومنيوم يزن 53.2 جم وكسر كتلة 5٪ ، تمت إضافة فائض من محلول نترات الفضة. احسب كتلة المادة المترسبة المتكونة.

تحليل الحل

1. إلى المحلولكبريتات الألومنيوم تزن 34.2 جم وكسر كتلة 10٪ ، تمت إضافة فائض من محلول نترات الباريوم. احسب كتلة المادة المترسبة المتكونة.
2. تم تمرير ثاني أكسيد الكربون من خلال محلول من هيدروكسيد الكالسيوم. يتكون من 324 جم المحلولبيكربونات الكالسيوم بكسر كتلي 1٪. احسب حجم الغاز المتفاعل.

المنظر الثاني

يتم إعطاء كتلة محلول مادة أو منتج تفاعل. احسب الكسر الكتلي لمادة أو منتج التفاعل.

1 عمل:وفقًا للخوارزمية ، نحسب كتلة المادة الأولية (المنتج) للتفاعل. نحن لا نهتم بكتلة حلها.

2 عمل:نعرف كتلة المادة الأصلية (المنتج) - الموجودة في الخطوة الأولى. نحن نعرف كتلة المحلول - المعطاة في الحالة. نجد الكسر الكتلي.

مثال على مهمة: 73 جرام المحلولتم خلط حمض الهيدروكلوريك مع جزء من كربونات الكالسيوم. في هذه الحالة ، تم إطلاق 0.896 لترًا من الغاز. احسب الكسر الكتلي للأصل المحلولحمض الهيدروكلوريك.

تحليل الحل

2. ω \ u003d م (in-va) / م (r-ra) 100٪

ω = 2.92 / 73100 = 4٪

مهام الحل المستقل.

1. بنسبة 200 جم المحلولتمت إضافة محلول كربونات الصوديوم حتى توقف الترسيب. كانت كتلة الراسب 12.0 جم. احسب الكسر الكتلي لكلوريد الكالسيوم في المحلول الأولي. (خذ الكتلة الذرية النسبية للكلور تساوي 35.5)
2. بعد تمرير 4.4 جم من ثاني أكسيد الكربون عبر 320 جم المحلولتلقى هيدروكسيد البوتاسيوم محلول ملح متوسط. احسب الكسر الكتلي للقلويات في المحلول

3 نوع

تم إعطاء الكسر الكتلي لمحلول المادة الأولي. حدد كتلة مادة البداية.

1 عمل. باستخدام الخوارزمية ، أوجد كتلة المادة الأصلية.

2 العمل. نعرف كتلة المادة الأولية (حسب الفعل الأول). نحن نعرف الكسر الكتلي (من الحالة). أوجد كتلة المحلول.

مثال المهمة: إلى محلول كربونات البوتاسيوم بكسر كتلة 6٪ ، تمت إضافة فائض من محلول كلوريد الباريوم. نتيجة لذلك ، تم تشكيل راسب بكتلة 9.85 جم. حدد كتلة محلول كربونات البوتاسيوم الأولي.

تحليل الحل

2. ω \ u003d م (in-va) / م (r-ra) 100٪

م (محلول) = 6.9 / 6 100٪ = 115 جم.

مهام الحل المستقل

1. بعد تمرير 11.2 لتر (غير معروف) من الأمونيا عبر محلول حمض الكبريتيك بنسبة 10٪ ، يتم الحصول على محلول ملح متوسط. أوجد كتلة محلول حامض الكبريتيك الأولي.
2. عند تمرير 4.48 لتر من ثاني أكسيد الكربون (n.o.) عبر محلول من هيدروكسيد الباريوم بكسر كتلة 12٪ ، تكون كربونات الباريوم. احسب كتلة محلول هيدروكسيد الباريوم الأصلي.

خوارزمية لحل المشكلات حسب معادلات التفاعلات الكيميائية

1. بيان موجز لبيان المشكلة.
2. كتابة معادلة تفاعل كيميائي.
3. كتابة الكميات المعروفة وغير المعروفة على صيغ المواد.
4. سجل تحت معادلات كميات المواد والكتل المولية والكتل (أو الأحجام والأحجام المولية) من المواد.
5. رسم النسب وحلها.
6. اكتب استجابة مهمة.

في هذا القسم ، أقوم بتنظيم تحليل المهام من OGE في الكيمياء. على غرار القسم ، ستجد تحليلات مفصلة مع تعليمات لحل المشكلات النموذجية في الكيمياء في OGE الصف 9. قبل تحليل كل مجموعة من المهام النموذجية ، أقدم خلفية نظرية ، والتي بدونها يكون حل هذه المهمة مستحيلاً. النظرية بالضبط بقدر ما يكفي معرفتها لإكمال المهمة بنجاح من ناحية. من ناحية أخرى ، حاولت أن أصف المادة النظرية بلغة شيقة ومفهومة. أنا متأكد من أنه بعد التدريب على المواد الخاصة بي ، لن تنجح في اجتياز OGE في الكيمياء فحسب ، بل ستقع أيضًا في حب هذا الموضوع.

معلومات عامة عن الامتحان

تتكون OGE في الكيمياء من ثلاثةالقطع.

في الجزء الأول 15 مهمة بإجابة واحدة- هذا هو المستوى الأول والمهام فيه بسيطة ، مع معرفة أساسية بالكيمياء بالطبع. لا تتطلب هذه المهام حسابات ، باستثناء المهمة 15.

الجزء الثاني يتكون من أربعة أسئلة- في الأولين - 16 و 17 من الضروري اختيار إجابتين صحيحتين ، وفي 18 و 19 لربط القيم أو العبارات من العمود الأيمن بالإجابة اليسرى.

الجزء الثالث هو حل المشاكل. عند 20 ، تحتاج إلى معادلة التفاعل وتحديد المعاملات ، وعند 21 ، حل مسألة الحساب.

الجزء الرابع - عملي، بسيط ، لكن عليك أن تكون حذرًا وحذرًا ، كما هو الحال دائمًا عند العمل بالكيمياء.

مجموع العمل المعطى 140 الدقائق.

أدناه ، يتم تحليل خيارات المهام النموذجية ، مصحوبة بالنظرية اللازمة للحل. جميع المهام موضوعية - أمام كل مهمة يوجد موضوع لفهم عام.

منهجية حل المشكلات في الكيمياء

عند حل المشكلات ، يجب أن تسترشد ببعض القواعد البسيطة:

1. اقرأ بعناية حالة المشكلة ؛
2. اكتب ما يعطى ؛
3. تحويل ، إذا لزم الأمر ، وحدات الكميات المادية إلى وحدات SI (يُسمح ببعض الوحدات غير النظامية ، مثل اللترات) ؛
4. اكتب ، إذا لزم الأمر ، معادلة التفاعل ورتب المعاملات ؛
5. حل المشكلة باستخدام مفهوم مقدار المادة وليس طريقة حساب النسب ؛
6. اكتب الجواب.

من أجل التحضير بنجاح في الكيمياء ، يجب على المرء أن يفكر بعناية في حلول المشكلات الواردة في النص ، وكذلك حل عدد كافٍ منها بشكل مستقل. سيتم إصلاح الأحكام النظرية الرئيسية لدورة الكيمياء في عملية حل المشكلات. من الضروري حل المشكلات طوال فترة دراسة الكيمياء والاستعداد للامتحان.

يمكنك استخدام المهام في هذه الصفحة ، أو يمكنك تنزيل مجموعة جيدة من المهام والتمارين مع حل المهام النموذجية والمعقدة (M. I. Lebedeva، I. A. Ankudimova): تنزيل.

الكتلة المولية

الكتلة المولية هي نسبة كتلة المادة إلى كمية المادة ، أي

М (х) = م (س) / ν (س) ، (1)

حيث M (x) هي الكتلة المولية للمادة X ، m (x) هي كتلة المادة X ، ν (x) هي كمية المادة X. وحدة SI للكتلة المولية هي kg / mol ، لكن g / mol شائع الاستخدام. وحدة الكتلة هي g ، kg. وحدة SI لكمية المادة هي الخلد.

أي حل مشكلة الكيمياءمن خلال مقدار المادة. تذكر الصيغة الأساسية:

ν (س) = م (س) / М (х) = V (س) / ف م = N / N A ، (2)

حيث V (x) هو حجم المادة Х (l) ، Vm هو الحجم المولي للغاز (l / mol) ، N هو عدد الجسيمات ، N A هو ثابت Avogadro.

1. حدد الكتلةيوديد الصوديوم NaI كمية المادة 0.6 مول.

معطى: ν (NaI) = 0.6 مول.

تجد: م (ناي) =؟

المحلول. الكتلة المولية ليوديد الصوديوم هي:

M (NaI) = M (Na) + M (I) = 23 + 127 = 150 جم / مول

حدد كتلة NaI:

م (NaI) = ν (NaI) M (NaI) = 0.6 150 = 90 جم.

2. حدد كمية المادةالبورون الذري الموجود في رباعي بورات الصوديوم Na 2 B 4 O 7 يزن 40.4 جم.

معطى: م (Na 2 B 4 O 7) \ u003d 40.4 جم.

تجد: ν (ب) =؟

المحلول. الكتلة المولية لرباعي الصوديوم هي 202 جم / مول. حدد كمية المادة Na 2 B 4 O 7:

ν (Na 2 B 4 O 7) \ u003d م (Na 2 B 4 O 7) / M (Na 2 B 4 O 7) \ u003d 40.4 / 202 \ u003d 0.2 مول.

تذكر أن 1 مول من جزيء رباعي الصوديوم يحتوي على 2 مول من ذرات الصوديوم و 4 مول من ذرات البورون و 7 مول من ذرات الأكسجين (انظر صيغة رباعي الصوديوم). ثم تكون كمية مادة البورون الذرية: ν (B) \ u003d 4 ν (Na 2 B 4 O 7) \ u003d 4 0.2 \ u003d 0.8 مول.

الحسابات بالصيغ الكيميائية. حصة جماعية.

جزء الكتلة من مادة هو نسبة كتلة مادة معينة في النظام إلى كتلة النظام بأكمله ، أي ω (X) = m (X) / m ، حيث ω (X) هي جزء الكتلة من المادة X ، m (X) هي كتلة المادة X ، م هي كتلة النظام بأكمله. الكسر الكتلي هو كمية بلا أبعاد. يتم التعبير عنها ككسر من وحدة أو كنسبة مئوية. على سبيل المثال ، الكسر الكتلي للأكسجين الذري هو 0.42 ، أو 42٪ ، أي ω (O) = 0.42. نسبة كتلة الكلور الذري في كلوريد الصوديوم هي 0.607 ، أو 60.7٪ ، أي ω (Cl) = 0.607.

3. حدد الكسر الكتليماء التبلور في ثنائي هيدرات كلوريد الباريوم BaCl 2 2H 2 O.

المحلول: الكتلة المولية لـ BaCl 2 2H 2 O هي:

M (BaCl 2 2H 2 O) = 137+ 2 35.5 + 2 18 = 244 جم / مول

من الصيغة BaCl 2 2H 2 O يتبع ذلك أن 1 مول من ثنائي هيدرات كلوريد الباريوم يحتوي على 2 مول من H 2 O. ومن هذا يمكننا تحديد كتلة الماء الموجودة في BaCl 2 2H 2 O:

م (H 2 O) = 2 18 = 36 جم.

نجد الجزء الكتلي من ماء التبلور في ثنائي هيدرات كلوريد الباريوم BaCl 2 2H 2 O.

ω (H 2 O) \ u003d م (H 2 O) / م (BaCl 2 2H 2 O) \ u003d 36/244 \ u003d 0.1475 \ u003d 14.75٪.

4. من عينة صخرية تزن 25 جم تحتوي على مادة الأرجنتيت المعدني Ag 2 S ، تم عزل الفضة التي تزن 5.4 جم. حدد الكسر الكتليأرجنتيت في العينة.

معطى: م (حج) = 5.4 جم ؛ م = 25 جم.

تجد: ω (حج 2 ثانية) =؟

المحلول: نحدد كمية مادة الفضة في الأرجنتيت: ν (Ag) \ u003d m (Ag) / M (Ag) \ u003d 5.4 / 108 \ u003d 0.05 مول.

من الصيغة Ag 2 S يترتب على ذلك أن كمية مادة الأرجنتيت هي نصف كمية مادة الفضة. تحديد كمية مادة الأرجنتيت:

ν (Ag 2 S) = 0.5 ν (Ag) = 0.5 0.05 = 0.025 مول

نحسب كتلة الأرجنتيت:

م (Ag 2 S) \ u003d ν (Ag 2 S) M (Ag 2 S) \ u003d 0.025 248 \ u003d 6.2 جم.

نحدد الآن الكسر الكتلي للأرجنتيت في عينة صخرية وزنها 25 جم.

ω (Ag 2 S) = م (Ag 2 S) / م = 6.2 / 25 = 0.248 = 24.8٪.

اشتقاق الصيغ المركبة

5. حدد أبسط صيغة مركبةالبوتاسيوم مع المنغنيز والأكسجين ، إذا كانت الكسور الكتلية للعناصر في هذه المادة هي 24.7 و 34.8 و 40.5٪ على التوالي.

معطى: ω (K) = 24.7٪ ؛ ω (Mn) = 34.8٪ ؛ ω (O) = 40.5٪.

تجد: صيغة مركبة.

المحلول: للحسابات ، نختار كتلة المركب ، التي تساوي 100 جم ، أي م = 100 جم.سوف تكون كتل البوتاسيوم والمنغنيز والأكسجين:

م (ك) = م ω (ك) ؛ م (ك) = 100 0.247 = 24.7 جم ؛

م (Mn) = م ω (Mn) ؛ م (مليون) = 100 0.348 = 34.8 جم ؛

م (س) = م ω (س) ؛ م (O) = 100 0.405 = 40.5 جم.

نحدد كمية مواد البوتاسيوم والمنغنيز والأكسجين الذري:

ν (K) \ u003d م (K) / M (K) \ u003d 24.7 / 39 \ u003d 0.63 مول

ν (Mn) \ u003d m (Mn) / M (Mn) \ u003d 34.8 / 55 \ u003d 0.63 مول

ν (O) \ u003d م (O) / M (O) \ u003d 40.5 / 16 \ u003d 2.5 مول

نجد نسبة كميات المواد:

ν (K): ν (Mn): ν (O) = 0.63: 0.63: 2.5.

بقسمة الجانب الأيمن من المعادلة على رقم أصغر (0.63) نحصل على:

ν (K): ν (Mn): ν (O) = 1: 1: 4.

لذلك ، أبسط صيغة لمركب KMnO 4.

6. أثناء احتراق 1.3 جم من المادة ، تم تكوين 4.4 جم من أول أكسيد الكربون (IV) و 0.9 جم من الماء. أوجد الصيغة الجزيئيةمادة إذا كانت كثافة الهيدروجين 39.

معطى: م (in-va) = 1.3 جم ؛ م (ثاني أكسيد الكربون) = 4.4 جم ؛ م (H 2 O) = 0.9 جم ؛ د H2 = 39.

تجد: صيغة المادة.

المحلول: افترض أن المادة التي تبحث عنها تحتوي على الكربون والهيدروجين والأكسجين ، لأن أثناء احتراقه ، تشكل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ثم من الضروري إيجاد كميات المواد CO 2 و H 2 O من أجل تحديد كميات مواد الكربون الذري والهيدروجين والأكسجين.

ν (CO 2) \ u003d م (CO 2) / M (CO 2) \ u003d 4.4 / 44 \ u003d 0.1 مول ؛

ν (H 2 O) \ u003d m (H 2 O) / M (H 2 O) \ u003d 0.9 / 18 \ u003d 0.05 مول.

نحدد كمية مواد ذرية الكربون والهيدروجين:

ν (C) = ν (CO 2) ؛ v (C) = 0.1 مول ؛

ν (H) = 2 ν (H 2 O) ؛ ν (H) = 2 0.05 = 0.1 مول.

لذلك ، ستكون كتل الكربون والهيدروجين متساوية:

م (ج) = ν (ج) م (ج) = 0.1 12 = 1.2 جم ؛

م (ح) \ u003d ν (ح) م (ح) \ u003d 0.1 1 \ u003d 0.1 جم.

نحدد التركيب النوعي للمادة:

م (in-va) \ u003d m (C) + m (H) \ u003d 1.2 + 0.1 \ u003d 1.3 جم.

وبالتالي ، تتكون المادة فقط من الكربون والهيدروجين (انظر حالة المشكلة). دعونا الآن نحدد وزنه الجزيئي ، بناءً على المعطى في الحالة مهامكثافة مادة فيما يتعلق بالهيدروجين.

M (in-va) = 2 D H2 = 2 39 = 78 جم / مول.

ν (ج): ν (ح) = 0.1: 0.1

بقسمة الجانب الأيمن من المعادلة على الرقم 0.1 ، نحصل على:

ν (ج): ν (ح) = 1: 1

لنأخذ عدد ذرات الكربون (أو الهيدروجين) كـ "x" ، ثم نضرب "x" في الكتل الذرية للكربون والهيدروجين ونعادل هذه الكمية بالوزن الجزيئي للمادة ، نحل المعادلة:

12x + x \ u003d 78. ومن ثم x \ u003d 6. لذلك ، فإن صيغة المادة C 6 H 6 هي البنزين.

الحجم المولي للغازات. قوانين الغازات المثالية. حجم الكسر.

الحجم المولي للغاز يساوي نسبة حجم الغاز إلى كمية مادة هذا الغاز ، أي

Vm = V (X) / ν (x) ،

حيث V m هو الحجم المولي للغاز - قيمة ثابتة لأي غاز في ظل ظروف معينة ؛ V (X) هو حجم الغاز X ؛ ν (x) - كمية مادة الغاز X. الحجم المولي للغازات في ظل الظروف العادية (الضغط العادي p n \ u003d 101325 Pa ≈ 101.3 kPa ودرجة الحرارة Tn \ u003d 273.15 K ≈ 273 K) هو V م \ u003d 22.4 لتر / مول.

في الحسابات التي تتضمن الغازات ، غالبًا ما يكون من الضروري التحول من هذه الظروف إلى الظروف العادية أو العكس. في هذه الحالة ، من الملائم استخدام الصيغة التالية من قانون الغاز المشترك لـ Boyle-Mariotte و Gay-Lussac:

──── = ─── (3)

حيث p هو الضغط ؛ V هو الحجم ؛ T هي درجة الحرارة في مقياس كلفن ؛ يشير الفهرس "n" إلى الظروف العادية.

غالبًا ما يتم التعبير عن تكوين مخاليط الغاز باستخدام جزء الحجم - نسبة حجم مكون معين إلى الحجم الكلي للنظام ، أي

حيث φ (X) هي جزء الحجم لمكون X ؛ V (X) هو حجم المكون X ؛ V هو حجم النظام. جزء الحجم عبارة عن كمية غير أبعاد ، يتم التعبير عنها في كسور من وحدة أو كنسبة مئوية.

7. ماذا الصوتيأخذ عند درجة حرارة 20 درجة مئوية وضغط 250 كيلو باسكال أمونيا تزن 51 جم؟

معطى: م (NH 3) = 51 جم ؛ ع = 250 كيلو باسكال ؛ ر = 20 درجة مئوية.

تجد: V (NH 3) \ u003d؟

المحلول: تحديد كمية مادة الأمونيا:

ν (NH 3) \ u003d م (NH 3) / M (NH 3) \ u003d 51/17 \ u003d 3 مول.

حجم الأمونيا في الظروف العادية هو:

V (NH 3) \ u003d V · m ν (NH 3) \ u003d 22.4 3 \ u003d 67.2 لتر.

باستخدام الصيغة (3) ، نحضر حجم الأمونيا لهذه الظروف [درجة الحرارة T \ u003d (273 + 20) K \ u003d 293 K]:

p n TV n (NH 3) 101.3 293 67.2

V (NH 3) \ u003d ──────── \ u003d ────────── \ u003d 29.2 لتر.

8. تحديد الصوت، والتي سوف تأخذ في ظل الظروف العادية خليط غاز يحتوي على الهيدروجين ، يزن 1.4 جرام والنيتروجين ، ويزن 5.6 جرام.

معطى: م (ن 2) = 5.6 جم ؛ م (H2) = 1.4 ؛ نحن سوف.

تجد: V (خليط) =؟

المحلول: أوجد كمية مادتي الهيدروجين والنيتروجين:

ν (N 2) \ u003d م (N 2) / M (N 2) \ u003d 5.6 / 28 \ u003d 0.2 مول

ν (H 2) \ u003d م (H 2) / M (H 2) \ u003d 1.4 / 2 \ u003d 0.7 مول

نظرًا لأن هذه الغازات في الظروف العادية لا تتفاعل مع بعضها البعض ، فإن حجم خليط الغازات سيكون مساويًا لمجموع أحجام الغازات ، أي

V (مخاليط) \ u003d V (N 2) + V (H 2) \ u003d V · m ν (N 2) + V · m ν (H 2) \ u003d 22.4 0.2 + 22.4 0.7 \ u003d 20.16 لتر.

الحسابات بالمعادلات الكيميائية

تستند الحسابات وفقًا للمعادلات الكيميائية (الحسابات المتكافئة) على قانون حفظ كتلة المواد. ومع ذلك ، في العمليات الكيميائية الحقيقية ، بسبب تفاعل غير مكتمل وفقدان مختلف للمواد ، غالبًا ما تكون كتلة المنتجات الناتجة أقل من تلك التي يجب تشكيلها وفقًا لقانون حفظ كتلة المواد. عائد ناتج التفاعل (أو جزء الكتلة من المحصول) هو نسبة كتلة المنتج الذي تم الحصول عليه بالفعل ، معبرًا عنها كنسبة مئوية ، إلى كتلته ، والتي يجب تشكيلها وفقًا للحساب النظري ، أي

η = / م (س) (4)

حيث η هي عائد المنتج ، ٪ ؛ m p (X) - كتلة المنتج X الذي تم الحصول عليه في العملية الحقيقية ؛ m (X) هي الكتلة المحسوبة للمادة X.

في تلك المهام التي لم يتم فيها تحديد عائد المنتج ، يُفترض أنه كمي (نظري) ، أي η = 100٪.

9. ما هي كتلة الفوسفور التي يجب حرقها للحصول علىأكسيد الفوسفور (V) وزنه 7.1 جم؟

معطى: م (P 2 O 5) = 7.1 جم.

تجد: م (ف) =؟

المحلول: نكتب معادلة تفاعل احتراق الفوسفور ونرتب معاملات القياس المتكافئ.

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5

نحدد كمية المادة P 2 O 5 التي تم الحصول عليها في التفاعل.

ν (P 2 O 5) \ u003d م (P 2 O 5) / M (P 2 O 5) \ u003d 7.1 / 142 \ u003d 0.05 مول.

يتبع من معادلة التفاعل أن ν (P 2 O 5) \ u003d 2 ν (P) ، وبالتالي ، فإن كمية مادة الفوسفور المطلوبة في التفاعل هي:

ν (P 2 O 5) = 2 ν (P) = 2 0.05 = 0.1 مول.

من هنا نجد كتلة الفوسفور:

م (Р) = ν (Р) М (Р) = 0.1 31 = 3.1 جم.

10. تم إذابة مغنيسيوم يزن 6 جم وزنك بوزن 6.5 جم في فائض من حمض الهيدروكلوريك. ما الحجمالهيدروجين ، يقاس في ظل الظروف العادية ، دافع عن كرامتهحيث؟

معطى: م (ملغ) = 6 جم ؛ م (زنك) = 6.5 جم ؛ نحن سوف.

تجد: V (H 2) =؟

المحلول: نكتب معادلات التفاعل لتفاعل المغنيسيوم والزنك مع حمض الهيدروكلوريك ونرتب معاملات القياس المتكافئ.

Zn + 2 HCl \ u003d ZnCl 2 + H 2

ملغ + 2 حمض الهيدروكلوريك \ u003d MgCl 2 + H 2

نحدد كمية مواد المغنيسيوم والزنك التي تفاعلت مع حمض الهيدروكلوريك.

ν (Mg) \ u003d m (Mg) / M (Mg) \ u003d 6/24 \ u003d 0.25 مول

ν (Zn) \ u003d م (Zn) / M (Zn) \ u003d 6.5 / 65 \ u003d 0.1 مول.

ويترتب على معادلات التفاعل أن كمية مادة المعدن والهيدروجين متساوية ، أي ν (Mg) \ u003d ν (H 2) ؛ ν (Zn) \ u003d ν (H 2) ، نحدد كمية الهيدروجين الناتجة عن تفاعلين:

ν (Н 2) \ u003d ν (Mg) + ν (Zn) \ u003d 0.25 + 0.1 \ u003d 0.35 مول.

نحسب حجم الهيدروجين الناتج عن التفاعل:

V (H 2) \ u003d V · m ν (H 2) \ u003d 22.4 0.35 \ u003d 7.84 لتر.

11. عند تمرير كبريتيد الهيدروجين بحجم 2.8 لتر (ظروف عادية) من خلال فائض من محلول كبريتات النحاس (II) ، تم تكوين راسب يزن 11.4 جم. تحديد الخروجمنتج التفاعل.

معطى: V (H 2 S) = 2.8 لتر ؛ م (راسب) = 11.4 جم ؛ نحن سوف.

تجد: η =?

المحلول: نكتب معادلة التفاعل لتفاعل كبريتيد الهيدروجين وكبريتات النحاس (II).

H 2 S + CuSO 4 \ u003d CuS ↓ + H 2 SO 4

حدد كمية مادة كبريتيد الهيدروجين المتضمنة في التفاعل.

ν (H 2 S) \ u003d V (H 2 S) / V · m \ u003d 2.8 / 22.4 \ u003d 0.125 مول.

يتبع من معادلة التفاعل أن ν (H 2 S) \ u003d ν (СuS) \ u003d 0.125 مول. لذلك يمكنك إيجاد الكتلة النظرية لـ CuS.

م (نحاس) \ u003d ν (نحاس) م (نحاس) = 0.125 96 \ u003d 12 جم.

الآن نحدد عائد المنتج باستخدام الصيغة (4):

η = / م (س) = 11.4 100/12 = 95٪.

12. ماذا وزنيتكون كلوريد الأمونيوم من تفاعل كلوريد الهيدروجين الذي يزن 7.3 جم مع الأمونيا التي تزن 5.1 جم؟ ما هو الغاز الذي سيبقى في الفائض؟ حدد كتلة الفائض.

معطى: م (حمض الهيدروكلوريك) = 7.3 غرام ؛ م (NH 3) = 5.1 جم.

تجد: م (NH 4 Cl) =؟ م (فائض) =؟

المحلول: اكتب معادلة التفاعل.

HCl + NH 3 \ u003d NH 4 Cl

هذه المهمة هي "الإفراط" و "النقص". نحسب كمية كلوريد الهيدروجين والأمونيا ونحدد الغاز الزائد.

ν (HCl) \ u003d م (HCl) / M (HCl) \ u003d 7.3 / 36.5 \ u003d 0.2 مول ؛

ν (NH 3) \ u003d م (NH 3) / M (NH 3) \ u003d 5.1 / 17 \ u003d 0.3 مول.

الأمونيا فائضة ، لذا فإن الحساب يعتمد على النقص ، أي بواسطة كلوريد الهيدروجين. يتبع من معادلة التفاعل أن ν (HCl) \ u003d ν (NH 4 Cl) \ u003d 0.2 مول. أوجد كتلة كلوريد الأمونيوم.

م (NH 4 Cl) \ u003d ν (NH 4 Cl) M (NH 4 Cl) \ u003d 0.2 53.5 \ u003d 10.7 جم.

لقد قررنا أن الأمونيا زائدة (وفقًا لكمية المادة ، يكون الفائض 0.1 مول). احسب كتلة الأمونيا الزائدة.

م (NH 3) \ u003d ν (NH 3) M (NH 3) \ u003d 0.1 17 \ u003d 1.7 جم.

13. تم معالجة كربيد الكالسيوم التقني بوزن 20 جم مع الماء الزائد ، والحصول على الأسيتيلين ، والذي يمر عبره فائض من ماء البروم يكون 1،1،2،2-رباعي البروم الإيثان يزن 86.5 جم. حدد جزء الشامل SaS 2 في كربيد التقنية.

معطى: م = 20 جم ؛ م (C 2 H 2 Br 4) = 86.5 جم.

تجد: ω (CaC 2) =؟

المحلول: نكتب معادلات تفاعل كربيد الكالسيوم مع الماء والأسيتيلين مع ماء البروم ونرتب معاملات القياس المتكافئ.

CaC 2 +2 H 2 O \ u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2

ج 2 H 2 +2 Br 2 \ u003d C 2 H 2 Br 4

أوجد كمية مادة رباعي البروم إيثان.

ν (C 2 H 2 Br 4) \ u003d م (C 2 H 2 Br 4) / M (C 2 H 2 Br 4) \ u003d 86.5 / 346 \ u003d 0.25 مول.

يتبع من معادلات التفاعل أن ν (C 2 H 2 Br 4) \ u003d ν (C 2 H 2) \ u003d ν (CaC 2) \ u003d 0.25 مول. من هنا يمكننا إيجاد كتلة كربيد الكالسيوم النقي (بدون شوائب).

م (CaC 2) \ u003d ν (CaC 2) M (CaC 2) \ u003d 0.25 64 \ u003d 16 جم.

نحدد الكسر الكتلي لـ CaC 2 في الكربيد التقني.

ω (CaC 2) \ u003d م (CaC 2) / م \ u003d 16/20 \ u003d 0.8 \ u003d 80٪.

حلول. الكسر الكتلي لمكون الحل

14. يذاب كبريت وزنه 1.8 جم في بنزين بحجم 170 مل وبكثافة بنزين 0.88 جم / مل. تحديد جزء الشاملكبريت في محلول.

معطى: V (C 6 H 6) = 170 مل ؛ م (ق) = 1.8 جم ؛ ρ (C 6 C 6) = 0.88 جم / مل.

تجد: ω (S) =؟

المحلول: لإيجاد الكسر الكتلي للكبريت في المحلول ، من الضروري حساب كتلة المحلول. أوجد كتلة البنزين.

م (C 6 C 6) \ u003d ρ (C 6 C 6) V (C 6 H 6) = 0.88 170 = 149.6 جم.

أوجد الكتلة الكلية للمحلول.

م (محلول) \ u003d م (C 6 C 6) + م (S) \ u003d 149.6 + 1.8 \ u003d 151.4 جم.

احسب كتلة الكبريت.

ω (S) = م (ق) / م = 1.8 / 151.4 = 0.0119 = 1.19٪.

15. كبريتات الحديد FeSO 4 7H 2 O بوزن 3.5 جم مذاب في ماء بوزن 40 جم. حدد جزء من كتلة كبريتات الحديد (II)في الحل الناتج.

معطى: م (H 2 O) = 40 جم ؛ م (FeSO 4 7H 2 O) = 3.5 جم.

تجد: ω (FeSO 4) =؟

المحلول: أوجد كتلة FeSO 4 الموجودة في FeSO 4 7H 2 O. للقيام بذلك ، احسب كمية المادة FeSO 4 7H 2 O.

ν (FeSO 4 7H 2 O) \ u003d م (FeSO 4 7H 2 O) / M (FeSO 4 7H 2 O) \ u003d 3.5 / 278 \ u003d 0.0125 مول

من صيغة كبريتات الحديدوز يتبع ذلك ν (FeSO 4) \ u003d ν (FeSO 4 7H 2 O) \ u003d 0.0125 مول. احسب كتلة FeSO 4:

م (FeSO 4) \ u003d ν (FeSO 4) M (FeSO 4) \ u003d 0.0125 152 = 1.91 جم.

بالنظر إلى أن كتلة المحلول تتكون من كتلة كبريتات الحديدوز (3.5 جم) وكتلة الماء (40 جم) ، نحسب الكسر الكتلي لكبريتات الحديدوز في المحلول.

ω (FeSO 4) \ u003d م (FeSO 4) / م = 1.91 / 43.5 = 0.044 = 4.4٪.

مهام الحل المستقل

1. تمت معالجة 50 جم من يوديد الميثيل في الهكسان بمعدن الصوديوم ، وتم إطلاق 1.12 لترًا من الغاز ، تم قياسها في ظل الظروف العادية. حدد الجزء الكتلي من يوديد الميثيل في المحلول. إجابه: 28,4%.
2. تم أكسدة بعض الكحول لتشكيل حمض الكربوكسيل أحادي القاعدة. عند حرق 13.2 جم من هذا الحمض ، تم الحصول على ثاني أكسيد الكربون ، والذي استغرق معادلته الكاملة 192 مل من محلول KOH بكسر كتلة 28٪. كثافة محلول KOH 1.25 جم / مل. حدد صيغة الكحول. إجابه: بيوتانول.
3. الغاز الناتج عن تفاعل 9.52 جم من النحاس مع 50 مل من محلول 81٪ من حمض النيتريك ، بكثافة 1.45 جم / مل ، يمر عبر 150 مل من محلول هيدروكسيد الصوديوم بنسبة 20٪ بكثافة 1.22 جم / مل. حدد الكسور الكتلية للمواد الذائبة. إجابه: 12.5٪ هيدروكسيد الصوديوم ؛ 6.48٪ نانو 3 ؛ 5.26٪ نانو 2.
4. تحديد حجم الغازات المنبعثة أثناء انفجار 10 جم من النتروجليسرين. إجابه: 7.15 لتر.
5. تم حرق عينة من مادة عضوية تزن 4.3 جرام في الأكسجين. نواتج التفاعل هي أول أكسيد الكربون (IV) بحجم 6.72 لتر (الظروف العادية) وماء بكتلة 6.3 جم. كثافة بخار المادة الأولية للهيدروجين هي 43. حدد صيغة المادة. إجابه: ج 6 ح 14.

يمكن أن يمثل حل المشكلات المدرسية في الكيمياء بعض الصعوبات لأطفال المدارس ، لذلك نضع عددًا من الأمثلة لحل الأنواع الرئيسية من المشكلات في الكيمياء المدرسية مع تحليل مفصل.

لحل مسائل الكيمياء ، تحتاج إلى معرفة عدد من الصيغ الموضحة في الجدول أدناه. باستخدام هذه المجموعة البسيطة بشكل صحيح ، يمكنك حل أي مشكلة تقريبًا من مسار الكيمياء.

حساب كتلة كمية معينة من مادة ما

ممارسه الرياضه:

أوجد كتلة 5 مولات من الماء (H 2 O).

المحلول:

1. احسب الكتلة المولية لمادة باستخدام الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev. يتم تقريب كتل جميع الذرات إلى وحدات ، الكلور - حتى 35.5.
   M (H 2 O) = 2 × 1 + 16 = 18 جم / مول
2. أوجد كتلة الماء باستخدام الصيغة:
   م \ u003d ν × M (H 2 O) \ u003d 5 مول × 18 جم / مول = 90 جم
3. سجل الرد:
   الجواب: كتلة 5 مولات من الماء 90 جم.

حساب الكسر الكتلي المذاب

ممارسه الرياضه:

احسب الكسر الكتلي للملح (NaCl) في المحلول الناتج عن إذابة 25 جم من الملح في 475 جم من الماء.

المحلول:

1. اكتب صيغة إيجاد الكسر الكتلي:
   ω (٪) \ u003d (محلول م في-فا / م) × 100٪
2. أوجد كتلة المحلول.
   م الحل \ u003d م (H 2 O) + م (كلوريد الصوديوم) \ u003d 475 + 25 \ u003d 500 جم
3. احسب الكسر الكتلي بالتعويض عن القيم في الصيغة.
   ω (NaCl) \ u003d (محلول m in-va / m) × 100٪ = (25/500) × 100٪ = 5٪
4. اكتب الجواب.
   الجواب: الكسر الكتلي لـ NaCl هو 5٪

حساب كتلة المادة في المحلول بكسرها الكتلي

ممارسه الرياضه:

كم غرام من السكر والماء يجب أن يؤخذ للحصول على 200 غرام من محلول 5٪؟

المحلول:

1. اكتب صيغة تحديد الكسر الكتلي للمذاب.
   ω = m in-va / m r-ra → m in-va = m r-ra × ω
2. احسب كتلة الملح.
   م in-va (ملح) = 200 × 0.05 = 10 جم
3. حدد كتلة الماء.
   م (H 2 O) \ u003d م (محلول) - م (ملح) \ u003d 200-10 \ u003d 190 جم
4. اكتب الجواب.
   الإجابة: يجب أن تتناول 10 جرام من السكر و 190 جرام من الماء

تحديد مردود ناتج التفاعل٪ من الممكن نظريًا

ممارسه الرياضه:

احسب محصول نترات الأمونيوم (NH4 NO 3) في٪ من الممكن نظريًا إذا تم الحصول على 380 جم من السماد بتمرير 85 جم من الأمونيا (NH 3) إلى محلول حمض النيتريك (HNO 3).

المحلول:

1. اكتب معادلة تفاعل كيميائي ورتب المعاملات
   NH 3 + HNO 3 \ u003d NH 4 NO 3
2. اكتب البيانات من حالة المشكلة فوق معادلة التفاعل.
   

   م = 85 جم				م العلاقات العامة = 380 جم
   NH3	+	HNO3	=	NH4NO3

3. تحت معادلات المواد ، احسب كمية المادة وفقًا للمعاملات كمنتج لكمية المادة بالكتلة المولية للمادة:
   
4. تُعرف الكتلة التي تم الحصول عليها عمليًا من نترات الأمونيوم (380 جم). من أجل تحديد الكتلة النظرية لنترات الأمونيوم ، ارسم نسبة
   85/17 = س / 380
   
5. حل المعادلة ، أوجد x.
   x = 400 جم الكتلة النظرية من نترات الأمونيوم
6. حدد ناتج ناتج التفاعل (٪) ، مع الإشارة إلى الكتلة العملية للكتلة النظرية واضربها في 100٪
   η = م العلاقات العامة / م نظرية. = (380/400) × 100٪ = 95٪
7. اكتب الجواب.
   الجواب: كان مردود نترات الأمونيوم 95٪.

حساب كتلة المنتج من الكتلة المعروفة للكاشف المحتوي على نسبة معينة من الشوائب

ممارسه الرياضه:

احسب كتلة أكسيد الكالسيوم (CaO) الذي تم الحصول عليه بإطلاق 300 جم من الحجر الجيري (CaCO 3) المحتوي على 10٪ شوائب.

المحلول:

1. اكتب معادلة التفاعل الكيميائي ، ضع المعاملات.
   كربونات الكالسيوم 3 \ u003d CaO + CO 2
2. احسب كتلة CaCO 3 النقي الموجودة في الحجر الجيري.
   ω (نقي) = 100٪ - 10٪ = 90٪ أو 0.9 ؛
   م (كربونات الكالسيوم 3) = 300 × 0.9 = 270 جم
3. يتم كتابة الكتلة الناتجة من كربونات الكالسيوم 3 على الصيغة CaCO 3 في معادلة التفاعل. يتم الإشارة إلى الكتلة المرغوبة لـ CaO بواسطة x.
   

   270 جرام		س ص
   كربونات الكالسيوم 3	=	CaO	+	ثاني أكسيد الكربون 2

4. تحت معادلات المواد في المعادلة ، اكتب كمية المادة (وفقًا للمعاملات) ؛ ناتج كميات المواد حسب كتلتها المولية (الكتلة الجزيئية لـ CaCO 3 \ u003d 100 ، CaO = 56 ).
   
5. قم بإعداد نسبة.
   270/100 = س / 56
6. حل المعادلة.
   س = 151.2 جم
7. اكتب الجواب.
   الجواب: كتلة أكسيد الكالسيوم 151.2 جم

حساب كتلة ناتج التفاعل إذا كان ناتج التفاعل معروفًا

ممارسه الرياضه:

كم عدد جرامات نترات الأمونيوم (NH4 NO 3) التي يمكن الحصول عليها عن طريق تفاعل 44.8 لترًا من الأمونيا (n.a.) مع حمض النيتريك ، إذا كان من المعروف أن الناتج العملي هو 80٪ من الممكن نظريًا؟

المحلول:

1. اكتب معادلة التفاعل الكيميائي ، ورتب المعاملات.
   NH 3 + HNO 3 \ u003d NH 4 NO 3
2. اكتب شروط المسألة هذه فوق معادلة التفاعل. يُشار إلى كتلة نترات الأمونيوم بالرمز x.
   
3. تحت معادلة التفاعل اكتب:
   أ) كمية المواد حسب المعاملات ؛
   ب) ناتج الحجم المولي للأمونيا حسب كمية المادة ؛ ناتج الكتلة المولية لـ NH 4 NO 3 بمقدار المادة.
4. قم بإعداد نسبة.
   44.4 / 22.4 = x / 80
5. حل المعادلة بإيجاد x (الكتلة النظرية لنترات الأمونيوم):
   س \ u003d 160 جم.
6. أوجد الكتلة العملية لـ NH 4 NO 3 بضرب الكتلة النظرية في الناتج العملي (في كسور واحد)
   م (NH 4 NO 3) = 160 × 0.8 = 128 جم
7. اكتب الجواب.
   الجواب: كتلة نترات الأمونيوم 128 جم.

تحديد كتلة المنتج إذا تم تناول أحد الكواشف بكمية زائدة

ممارسه الرياضه:

تمت معالجة 14 جم من أكسيد الكالسيوم (CaO) بمحلول يحتوي على 37.8 جم من حمض النيتريك (HNO 3). احسب كتلة ناتج التفاعل.

المحلول:

1. اكتب معادلة التفاعل ، رتب المعاملات
   CaO + 2HNO 3 \ u003d Ca (NO 3) 2 + H 2 O
2. حدد مول الكواشف باستخدام الصيغة: ν = م / م
   ν (CaO) = 14/56 = 0.25 مول ؛
   ν (HNO 3) = 37.8 / 63 = 0.6 مول.
   
3. اكتب الكميات المحسوبة للمادة فوق معادلة التفاعل. تحت المعادلة - كمية المادة وفقًا لمعاملات القياس المتكافئ.
   
4. تحديد المادة التي يتم تناولها في حالة نقص من خلال مقارنة نسب الكميات المأخوذة من المواد مع المعاملات المتكافئة.
   0,25/1 < 0,6/2
   وبالتالي ، يؤخذ حمض النيتريك في حالة نقص. منه نحدد كتلة المنتج.
5. تحت صيغة نترات الكالسيوم (Ca (NO 3) 2) في المعادلة ، ضع:
   أ) كمية المادة حسب المعامل المتكافئ ؛
   ب) ناتج الكتلة المولية بمقدار المادة. فوق الصيغة (Ca (NO 3) 2) - x g.

   0.25 مول		0.6 مول		س ص
   CaO	+	2HNO 3	=	كاليفورنيا (رقم 3) 2	+	H2O
   1 مول		2 مول		1 مول
   				م = 1 × 164 جم

6. اصنع نسبة
   0.25 / 1 = س / 164
7. أوجد x
   س = 41 جم
8. اكتب الجواب.
   الإجابة: كتلة الملح (Ca (NO 3) 2) ستكون 41 جم.

الحسابات بواسطة معادلات التفاعل الكيميائي الحراري

ممارسه الرياضه:

مقدار الحرارة التي سيتم إطلاقها عند إذابة 200 جم من أكسيد النحاس (II) (CuO) في حمض الهيدروكلوريك (محلول HCl مائي) ، إذا كانت معادلة التفاعل الكيميائي الحراري:

CuO + 2HCl \ u003d CuCl 2 + H 2 O + 63.6 كيلو جول

المحلول:

1. اكتب البيانات من حالة المشكلة فوق معادلة التفاعل
   
2. تحت صيغة أكسيد النحاس ، اكتب مقدارها (حسب المعامل) ؛ ناتج الكتلة المولية وكمية المادة. ضع x فوق مقدار الحرارة في معادلة التفاعل.
   

   200 جرام
   CuO	+	2HCl	=	CuCl 2	+	H2O	+	63.6 كيلوجول
   1 مول
   م = 1 × 80 جم

3. قم بإعداد نسبة.
   200/80 = x / 63.6
4. احسب x.
   س = 159 كيلو جول
5. اكتب الجواب.
   الإجابة: عندما يذوب 200 جم من CuO في حمض الهيدروكلوريك ، سيتم إطلاق 159 كيلو جول من الحرارة.

رسم معادلة حرارية كيميائية

ممارسه الرياضه:

عند حرق 6 جم من المغنيسيوم ، يتم إطلاق 152 كيلو جول من الحرارة. اكتب معادلة حرارية كيميائية لتكوين أكسيد المغنيسيوم.

المحلول:

1. اكتب معادلة لتفاعل كيميائي توضح إطلاق الحرارة. رتب المعاملات.
   2Mg + O 2 \ u003d 2MgO + Q
2. 
   

   6 جرام						152
   2 ملجم	+	O2	=	2MgO	+	س

3. تحت صيغ المواد اكتب:
   أ) كمية المادة (حسب المعاملات) ؛
   ب) ناتج الكتلة المولية بمقدار المادة. ضع x تحت حرارة التفاعل.
   
4. قم بإعداد نسبة.
   6 / (2 × 24) = 152 / س
5. احسب x (مقدار الحرارة حسب المعادلة)
   س = 1216 كيلو جول
6. اكتب المعادلة الحرارية في الإجابة.
   الجواب: 2Mg + O 2 = 2MgO + 1216 kJ

حساب أحجام الغاز حسب المعادلات الكيميائية

ممارسه الرياضه:

عندما تتأكسد الأمونيا (NH 3) بالأكسجين في وجود عامل حفاز ، يتشكل أكسيد النيتريك (II) والماء. ما حجم الأكسجين الذي سيتفاعل مع 20 لترًا من الأمونيا؟

المحلول:

1. اكتب معادلة التفاعل ورتب المعاملات.
   4NH 3 + 5O 2 \ u003d 4NO + 6H 2 O
2. اكتب البيانات من حالة المشكلة فوق معادلة التفاعل.
   

   20 لتر		x
   4NH3	+	5O2	=	4	+	6H2O

3. تحت معادلة التفاعل ، اكتب كميات المواد وفقًا للمعاملات.
   
4. قم بإعداد نسبة.
   20/4 = س / 5
5. ابحث عن x.
   س = 25 لتر
6. اكتب الجواب.
   الجواب: 25 لتراً من الأكسجين.

تحديد حجم منتج غازي من كتلة معروفة من كاشف يحتوي على شوائب

ممارسه الرياضه:

ما هو حجم (n.c.) من ثاني أكسيد الكربون (CO 2) الذي سينطلق عند إذابة 50 جم من الرخام (CaCO 3) تحتوي على 10٪ شوائب في حمض الهيدروكلوريك؟

المحلول:

1. اكتب معادلة تفاعل كيميائي ، رتب المعاملات.
   CaCO 3 + 2HCl \ u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2
2. احسب كمية كربونات الكالسيوم 3 النقية الموجودة في 50 جم من الرخام.
   ω (CaCO 3) \ u003d 100٪ - 10٪ \ u003d 90٪
   للتحويل إلى كسور من واحد ، اقسم على 100٪.
   ث (CaCO 3) = 90٪ / 100٪ = 0.9
   م (CaCO 3) \ u003d م (رخام) × ث (CaCO 3) \ u003d 50 × 0.9 \ u003d 45 جم
3. اكتب القيمة الناتجة على كربونات الكالسيوم في معادلة التفاعل. فوق CO 2 ضع xl.
   

   45 جرام								x
   كربونات الكالسيوم 3	+	2HCl	=	CaCl2	+	H2O	+	ثاني أكسيد الكربون

4. تحت صيغ المواد اكتب:
   أ) كمية المادة حسب المعاملات ؛
   ب) حاصل ضرب الكتلة المولية بمقدار المادة ، إذا كنا نتحدث عن كتلة المادة ، وحاصل ضرب الحجم المولي بكمية المادة ، إذا كنا نتحدث عن حجم المادة.

   حساب تركيبة الخليط حسب معادلة التفاعل الكيميائي

   ممارسه الرياضه:

   يتطلب الاحتراق الكامل لمزيج من الميثان وأول أكسيد الكربون (II) نفس حجم الأكسجين. تحديد تكوين خليط الغازات في الكسور الحجمية.

   المحلول:

   1. اكتب معادلات التفاعل ، رتب المعاملات.
      ثاني أكسيد الكربون + 1/2 س 2 = ثاني أكسيد الكربون
      CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O
   2. حدد كمية أول أكسيد الكربون (CO) على شكل x وكمية الميثان على أنها y
      

   45 جرام								x
   كربونات الكالسيوم 3	+	2HCl	=

   X
   لذا	+	1 / 2O 2	=	ثاني أكسيد الكربون 2
   في
   CH 4	+	2O 2	=	ثاني أكسيد الكربون 2	+	2H 2 O

5. حدد كمية الأكسجين التي سيتم استهلاكها للاحتراق x مولات ثاني أكسيد الكربون و y مولات الميثان.
   

   X		0.5 ×
   لذا	+	1 / 2O 2	=	ثاني أكسيد الكربون 2
   في		2 س
   CH 4	+	2O 2	=	ثاني أكسيد الكربون 2	+	2H 2 O

6. توصل إلى استنتاج حول نسبة كمية مادة الأكسجين وخليط الغاز.
   تشير المساواة في أحجام الغازات إلى تساوي كميات المادة.
7. اكتب معادلة.
   س + ص = 0.5 س + 2 ص
8. بسّط المعادلة.
   0.5 س = ص
9. خذ كمية ثاني أكسيد الكربون لـ 1 مول وحدد الكمية المطلوبة من CH 4.
   إذا كانت x = 1 ، فإن y = 0.5
10. أوجد الكمية الإجمالية للمادة.
    س + ص = 1 + 0.5 = 1.5
11. حدد حجم الكسر من أول أكسيد الكربون والميثان في الخليط.
    φ (أول أكسيد الكربون) = 1 / 1.5 = 2/3
    φ (CH 4) = 0.5 / 1.5 = 1/3
12. اكتب الجواب.
    الإجابة: حجم الكسر من ثاني أكسيد الكربون هو 2/3 ، و CH 4 هو 1/3.

المواد المرجعية:

الجدول الدوري

جدول الذوبان

ناقشنا الخوارزمية العامة لحل المشكلة رقم 35 (C5). حان الوقت لتحليل أمثلة محددة وتقديم مجموعة مختارة من المهام لحل مستقل.

مثال 2. الهدرجة الكاملة 5.4 جم من بعض الألكين تستهلك 4.48 لترًا من الهيدروجين (غير متوفر). حدد الصيغة الجزيئية لهذا الألكين.

المحلول. سوف نتصرف وفقًا للخطة العامة. دع جزيء alkyne غير معروف يحتوي على ذرات كربون n. الصيغة العامة للسلسلة المتماثلة C n H 2n-2. تستمر هدرجة الألكينات وفقًا للمعادلة:

C n H 2n-2 + 2Н 2 = C n H 2n + 2.

يمكن إيجاد كمية الهيدروجين المتفاعل بالصيغة n = V / Vm. في هذه الحالة ، n = 4.48 / 22.4 = 0.2 مول.

توضح المعادلة أن 1 مول من الألكين يضيف 2 مول من الهيدروجين (تذكر أنه في حالة المشكلة التي نتحدث عنها مكتملالهدرجة) ، لذلك ، n (C n H 2n-2) = 0.1 مول.

من خلال كتلة ومقدار alkyne ، نجد كتلتها المولية: M (C n H 2n-2) \ u003d m (الكتلة) / n (الكمية) \ u003d 5.4 / 0.1 \ u003d 54 (جم / مول).

يتكون الوزن الجزيئي النسبي للألكين من n من الكتل الذرية من الكربون و 2n-2 من الكتل الذرية للهيدروجين. نحصل على المعادلة:

12 ن + 2 ن - 2 = 54.

نحل معادلة خطية ، نحصل على: n \ u003d 4. صيغة Alkyne: C 4 H 6.

إجابه: ج 4 ح 6.

أود أن ألفت الانتباه إلى نقطة مهمة واحدة: الصيغة الجزيئية C 4 H 6 تتوافق مع عدة أيزومرات ، بما في ذلك اثنين من الألكينات (butyn-1 و butyn-2). بناءً على هذه المشكلات ، لن نتمكن من تحديد الصيغة الهيكلية للمادة قيد الدراسة بشكل لا لبس فيه. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، هذا غير مطلوب!

مثال 3. أثناء احتراق 112 لترًا من سيكلو ألكان غير معروف في الأكسجين الزائد ، يتم تكوين 336 لترًا من ثاني أكسيد الكربون. اضبط الصيغة الهيكلية للألكان الحلقي.

المحلول. الصيغة العامة للسلسلة المتجانسة من الألكانات الحلقية هي: C n H 2n. مع الاحتراق الكامل للألكانات الحلقية ، كما هو الحال مع احتراق أي هيدروكربونات ، يتشكل ثاني أكسيد الكربون والماء:

C n H 2n + 1.5n O 2 \ u003d n CO 2 + n H 2 O.

يرجى ملاحظة: المعاملات في معادلة التفاعل في هذه الحالة تعتمد على n!

أثناء التفاعل ، تم تكوين 336 / 22.4 \ u003d 15 مول من ثاني أكسيد الكربون. 112 / 22.4 = 5 مول من الهيدروكربون دخلت في التفاعل.

مزيد من التفكير واضح: إذا تم تكوين 15 مولًا من ثاني أكسيد الكربون لكل 5 مولات من الألكان الحلقي ، فسيتم تكوين 15 جزيء من ثاني أكسيد الكربون لكل 5 جزيئات من الهيدروكربون ، أي أن جزيء واحد من الألكان الحلقي يعطي 3 جزيئات من ثاني أكسيد الكربون. نظرًا لأن كل جزيء من أول أكسيد الكربون (IV) يحتوي على ذرة كربون واحدة ، يمكننا أن نستنتج أن جزيء ألكان حلقي واحد يحتوي على 3 ذرات كربون.

الخلاصة: n \ u003d 3 ، صيغة الألكان الحلقي هي C 3 H 6.

كما ترى ، فإن حل هذه المشكلة لا "يتناسب" مع الخوارزمية العامة. لم نبحث هنا عن الكتلة المولية للمركب ، ولم نصنع أي معادلة. وفقًا للمعايير الرسمية ، لا يشبه هذا المثال مشكلة C5 القياسية. لكن أعلاه ، لقد أكدت بالفعل أنه من المهم عدم حفظ الخوارزمية ، ولكن فهم معنى الإجراءات التي تم تنفيذها. إذا فهمت المعنى ، فستتمكن أنت بنفسك من إجراء تغييرات على المخطط العام في الامتحان ، واختيار الطريقة الأكثر عقلانية لحلها.

في هذا المثال ، هناك "غرابة" أخرى: من الضروري إيجاد ليس فقط الصيغة الجزيئية ، ولكن أيضًا الصيغة البنائية للمركب. في المهمة السابقة ، فشلنا في القيام بذلك ، لكن في هذا المثال - من فضلك! الحقيقة هي أن الصيغة C 3 H 6 تتوافق مع أيزومر واحد فقط - البروبان الحلقي.

إجابه: البروبان الحلقي.

مثال 4. تم تسخين 116 جم من بعض الألدهيد لفترة طويلة بمحلول أمونيا من أكسيد الفضة. أثناء التفاعل ، تم تكوين 432 جم من الفضة المعدنية. اضبط الصيغة الجزيئية للألدهيد.

المحلول. الصيغة العامة للسلسلة المتماثلة من الألدهيدات المحددة هي: C n H 2n + 1 COH. تتأكسد الألدهيدات بسهولة إلى أحماض كربوكسيلية ، على وجه الخصوص ، تحت تأثير محلول أمونيا من أكسيد الفضة:

C n H 2n + 1 COH + Ag 2 O \ u003d C n H 2n + 1 COOH + 2Ag.

ملحوظة. في الواقع ، يتم وصف التفاعل بمعادلة أكثر تعقيدًا. عندما يضاف Ag 2 O إلى محلول مائي من الأمونيا ، يتم تكوين مركب معقد OH - ثنائي أكسيد الفضة هيدروكسيد. هذا المركب هو الذي يعمل كعامل مؤكسد. أثناء التفاعل ، يتكون ملح الأمونيوم لحمض الكربوكسيل:

C n H 2n + 1 COH + 2OH \ u003d C n H 2n + 1 COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O.

نقطة أخرى مهمة! لم يتم وصف أكسدة الفورمالديهايد (HCOH) بالمعادلة أعلاه. عندما يتفاعل HCOH مع محلول أمونيا من أكسيد الفضة ، يتم إطلاق 4 مول من Ag لكل 1 مول من الألدهيد:

Н COH + 2Ag 2 O \ u003d CO 2 + H 2 O + 4Ag.

كن حذرًا عند حل المشكلات المتعلقة بأكسدة مركبات الكربونيل!

دعنا نعود إلى مثالنا. من خلال كتلة الفضة المحررة ، يمكنك إيجاد كمية هذا المعدن: n (Ag) = m / M = 432/108 = 4 (mol). وفقًا للمعادلة ، يتم تكوين 2 مول من الفضة لكل 1 مول من الألدهيد ، وبالتالي ، n (الألدهيد) \ u003d 0.5n (Ag) \ u003d 0.5 * 4 \ u003d 2 مول.

الكتلة المولية للألدهيد = 116/2 = 58 جم / مول. حاول أن تفعل الخطوات التالية بنفسك: تحتاج إلى عمل معادلة وحلها واستخلاص النتائج.

إجابه: C 2 H 5 COH.

مثال 5. عندما يتفاعل 3.1 جم من بعض الأمين الأولي مع كمية كافية من HBr ، يتم تكوين 11.2 جم من الملح. اضبط الصيغة الأمينية.

المحلول. الأمينات الأولية (C n H 2n + 1 NH 2) عند التفاعل مع الأحماض تشكل أملاح alkylammonium:

C n H 2n + 1 NH 2 + HBr = [C n H 2n + 1 NH 3] + Br -.

لسوء الحظ ، من خلال كتلة الأمين والملح الناتج ، لن نتمكن من إيجاد كمياتها (لأن الكتل المولية غير معروفة). دعنا نذهب في الاتجاه الآخر. تذكر قانون حفظ الكتلة: m (amine) + m (HBr) = m (ملح) ، لذلك ، m (HBr) = m (ملح) - m (أمين) = 11.2 - 3.1 = 8.1.

انتبه لهذه الحيلة ، والتي غالبًا ما تستخدم في حل C 5. حتى لو لم يتم ذكر كتلة الكاشف صراحةً في بيان المشكلة ، يمكنك محاولة العثور عليها من كتل المركبات الأخرى.

لذلك ، عدنا إلى الاتجاه السائد للخوارزمية القياسية. بواسطة كتلة بروميد الهيدروجين نجد الكمية ، n (HBr) = n (أمين) ، M (أمين) = 31 جم / مول.

إجابه: CH 3 NH 2.

مثال 6. كمية معينة من الألكين X ، عند التفاعل مع فائض من الكلور ، تشكل 11.3 جم من ثنائي كلوريد ، وعند التفاعل مع فائض من البروم ، 20.2 جم من ثنائي بروميد. حدد الصيغة الجزيئية لـ X.

المحلول. تضيف الألكينات الكلور والبروم لتكوين مشتقات ثنائي الهالوجين:

C n H 2n + Cl 2 \ u003d C n H 2n Cl 2 ،

C n H 2n + Br 2 \ u003d C n H 2n Br 2.

من غير المجدي في هذه المشكلة محاولة العثور على كمية ثنائي كلوريد أو ثنائي بروميد (كتلتهما المولية غير معروفة) أو كميات الكلور أو البروم (كتلتهما غير معروفة).

نحن نستخدم تقنية واحدة غير قياسية. الكتلة المولية لـ C n H 2n Cl 2 هي 12n + 2n + 71 = 14n + 71. M (C n H 2n Br 2) = 14n + 160.

كتل من ثنائي الهاليدات معروفة أيضًا. يمكنك العثور على كمية المواد التي تم الحصول عليها: n (C n H 2n Cl 2) \ u003d m / M \ u003d 11.3 / (14n + 71). ن (C n H 2n Br 2) \ u003d 20.2 / (14n + 160).

وفقًا للاتفاقية ، فإن كمية ثنائي كلوريد تساوي كمية ثنائي بروميد. تمنحنا هذه الحقيقة الفرصة لعمل معادلة: 11.3 / (14n + 71) = 20.2 / (14n + 160).

هذه المعادلة لها حل فريد: ن = 3.

إجابه: ج 3 ح 6

في الجزء الأخير ، أقدم لك مجموعة مختارة من المشكلات من النوع C5 ذات التعقيد المتفاوت. حاول حلها بنفسك - سيكون تمرينًا رائعًا قبل اجتياز امتحان الكيمياء!