Какая масса углерода содержится в 110

Задача 106. 
При сгорании 4,3г углеводорода образовалось 13,2г СО2. Плотность пара углеводорода по водороду равна 43. Вывести молекулярную формулу вещества.
Решение:
Находим массу углерода, содержащуюся в образце углеводорода из пропорции:

Теперь определим массу водорода, содержащуюся в образце углеводорода:

4,3 – 3,6 = 0,7г.                              

Обозначим числа атомов углерода и водорода в простейшей формуле углеводорода соответственно через   атомные массы углерода и водорода равны соответственно 12 и 1. Поэтому массы углерода и водорода в составе углеводорода будут относиться как 12x : 1у.  По условию задачи отношение масс углерода и водорода в образце углеводорода составляет:  Следовательно, значения х и у можно найти из пропорции:

Чтобы выразить полученное отношение целыми числами, разделим оба его члена на наименьший из них:

а затем умножим оба члена последнего отношения на 3, получим:

x : y = (1 . 3) : (2,33 . 3) = 3 : 7                                          

Простейшая формула соединения будет иметь вид:  С3Н7, которой отвечает молекулярная масса, равная 43. истинную молекулярную массу углеводорода находим исходя из его плотности по водороду: 

M(СxНy) = D .M(H2) = 43 . 2 =86г/моль.                                         

Находим коэффициент (n), показывающий во сколько раз истинная молекулярная масса вещества больше вычисленной:

Теперь найденные значения x и y умножаем на 2, получаем:  n(СxНy) = C6H14.

Истинная формула вещества будет иметь вид:  C6H14.

Ответ:   C6H14.

Задача 107. 
При полном сгорании навески органического бромсодержащего вещества массой 1,88г получено 0,88г СО2 и 0,3г Н2O. После превращения всего брома, содержавшегося в навеске, в бромид серебра, получено 3,76г AgВr. Плотность паров вещества по водороду равна 94. Определить молекулярную формулу исследуемого вещества.
Решение:
Молекулярные массы углекислого газа, воды и бромида серебра соответственно равны 44, 18 и 187,8. Массы углерода, водорода брома, входящих в состав бромосодержащего органического вещества находим по массам образовавшихся углекислого газа, воды и бромида серебра. При этом учтём, что в одном моле СО2 содержится 12 г углерода, в одном моле Н2О – 2 г водорода, а в одном моле AgBr – 79,9 г брома. Находим массы углерода, водорода и брома, содержащихся СО2, Н2О и AgBr из пропорций:

Таким образом, в сгоревшем образце бромосодержащего углеводорода содержится 0,24г углерода, 0,033г водорода и 1,6г брома. Так как сумма масс этих элементов равна массе навески сгоревшего вещества (1,88г), то кислорода в нём не содержится.

Обозначим числа атомов углерода, водорода и брома в простейшей формуле бромосодержащего углеводорода соответственно через   Атомные массы углерода, водорода и брома равны соответственно 12, 1 и 79,9. Следовательно, значения   можно найти из пропорции:

Чтобы выразить полученное отношение целыми числами, разделим все три его члена на наименьший из них:

Простейшая формула соединения будет иметь вид:  СН2Br, которой отвечает молекулярная масса, равная 93. Истинную молекулярную массу вещества находим исходя из его плотности по водороду:

M(СxНyBrz) = D . M(H2) = 94 . 2 =188г/моль.                                        

Находим коэффициент (n), показывающий во сколько раз истинная молекулярная масса вещества больше вычисленной:

Теперь найденные значения x, y и z умножаем на 2, получаем:  n(СxНyBrz) = С2Н4Br2).

Истинная формула вещества будет иметь вид:  С2Н4Br2.

Ответ:  С2Н4Br2.

Задача 108. 
При взрыве смеси, полученной из одного объема некоторого газа и двух объемов кислорода, образуются два объема СО2 и один объем N2. Найти молекулярную формулу газа.
Решение:
Обозначим один объём газа через   и запишем схему уравнения реакции с учётом данных задачи, получим:

Из схемы вытекает, что газ, подвергшийся взрыву, состоит из двух атомов углерода (две молекулы СО2) и двух атомов азота (одна молекула N2). Формула будет иметь вид: С2N2. Уравнение реакции будет иметь вид:

С2N2 + 2O2 = 2CO2 + N2                                     .

Ответ:  С2N2.

Задача 109. 
Найти молекулярную формулу соединения бора с водородом, если масса 1ч чл этого газа равна массе 1 л азота, а содержание бора в веществе составляет 78,2% (масс.).
Решение:
Известно, что один моль любого газа при нормальных условиях занимает объём 22,4 л. Молекулярная масса азота равна 28. 
Так как массы соединения бора с водородом и азота равны, то можно вычислить массу 1 л этого соединения из пропорции:

Здесь x  – соединение водорода с бором.
Содержание водорода в веществе равно 21,8% (100 – 78,2 = 21,8).
Обозначим числа атомов бора и водорода в простейшей формуле исследуемого вещества соответственно через x и y.  Атомные массы бора и водорода соответственно равны 10,8 и 1. Поэтому массы бора и водорода в веществе относятся как 10,8x : 1.  По условию задачи отношение масс бора и водорода в исследуемом веществе равно 78,2 : 21,8.  Следовательно, значения x и у  можно найти из пропорции:

Чтобы выразить полученное отношение целыми числами, разделим оба его члена на наименьший из них:

Простейшая формула соединения будет иметь вид:  BH3. В обычных условиях существует гидрид бора состава B2H6. 

Ответ:  B2H6.

Задача 110. 
Вычислить массу азота, содержащегося в 1 кг: а) калийной селитры KNO3;  б) аммиачной селитры NH4NO3;  в) аммофоса (NH4)2HPO4. 
Решение:
а) M(KNO3) = 101,09 г/моль.  Массу азота, входящую в состав 1 кг калийной селитры находим из пропорции:

б) М(NH4NO3) = 80 г/моль. В молекуле аммиачной селитры содержится два атома азота. Массу азота, входящую в состав 1 кг аммиачной селитры находим из пропорции:

в) М[(NH4)2HPO4] = 132 г/моль. В молекуле аммофоса содержится два атома азота. Массу азота, входящую в состав 1 кг аммофоса находим из пропорции:

Ответ: а) 138,49 г; б) 350 г; в) 212,12 г.

Ar(O) -? Ответ: Ar(O)=16

2. Вычислить относительную молекулярную массу Н2О

Дано: Решение:

Н2О Mr(H2O)= 2*Ar(H)+Ar(O)

Найти: Mr(H2O)

Ar(H)=1 Ar(O)=16

Mr(H2O)=2*1+16=18

Ответ: Mr(H2O)= 18

3. Вычислить относительную молекулярную массу воды, если mm(H2O)=2,99*10-23г, ma(C)= 1,99*10-23г.

Дано: Решение:

mm(H2O)=2,99*10-23г Mr(H2O)=mm(H2O): 1/12ma(С)

ma(C)= 1,99*10-23г. Mr(H2O)= 2,99*10-23г: 1/12*1,99*10-23г=18

Mr(H2O)

Ответ: Mr(H2O)=18

4. На весах отвесили 500г сульфата цинка 500 г. сульфата цинка. Какому количеству вещества это соответствует?

Дано: Решение:

m(ZnSO4)=500г n=m/M M(ZnSO4)=[ Mr(ZnSO4)]

n(ZnSO4)-? Mr(ZnSO4)=Ar(Zn)+Ar(S)+4*Ar(O)=61+32+4*16=161

M(ZnSO4)=161 г/моль

n(ZnSO4)=500г:161 г/моль=3,1 моль

Ответ: n(ZnSO4)=3,1моль

5. Сколько молекул содержится в Н2О массой 45г. Какова масса 1 молекулы Н2О?

Дано: Решение:

m(H2O)=54г N=n*NA

1)Находим n(вещества) массой 54г. воды

N(H2O) – ? N=m/M=54г:18г/моль=3моль

mm(H2O) – ?

2)Находим число молекул

N=3моль*6,02*1023моль-1=18,06*1023молекул

3)Находим массу 1 молекулы Н2О. Зная что 1 моль Н2О

содержит 6,02*1023молекул, их масса 18г, тогда масса

1 молекулы будет равна: mm(H2O)=18г/6,02*1023моль-1= 2,99*10-23г

2 способ: N=n*NA= m/M; m=M*N/NA

mm(X)=M(X)*N/NA; N=1, т. к. для 1 молекулы, тогда

mm(Н2О)=18г/моль*1/ 6,02*1023моль-1=2,99*10-23г.

Ответ: N=18,06*1023молекул

mm(H2O)= 2,99*10-23г

6.Определите массовые доли химических элементов в Н3РО4

Дано:

Н3РО4 ω(x)=X*Ar(x) / Mr(в-ва)

Mr(Н3РО4)=98

ω(н)=3*Ar(H)/Mr(Н3РО4)=3*1/98=0,0306 или 3,06%

ω(н)-? ω(P)=Ar(P)/ Mr(Н3РО4)=31/98=0,3163 или 31,63%

ω(P)-? ω(O)=4*Ar(O)/Mr(Н3РО4)=64/98=0,6531 или 65,31%

ω(O)-? Ответ: ω(н)= 3,06% ω(P)= 31,63% ω(O)= 65,31%

7.Массовая доля кислорода в оксиде трехвалентного металла равна 47,06%. Определите этот элемент и составьте формулу оксида.

Дано: Решение:

Ме2О3

ω(о)=47,06% Мr(Ме2О3)=2*Ar(Me)+48

ω(Me)=100-47,06=52,94%

Ме-? 48мас. част. – 47,06%

2*Ar(Me) – 52,94% 2* Ar(Me) = 48*52,94/47,06=54

Ar(Me)=54/2=27 – это алюминий

Ответ: Al

8. Массовая доля кристаллизационной воды в железном купоросе составляет 45,3%.

Определите число молекул воды в формуле железного купороса (FeSO4*nH2O)

дано: Решение:

FeSO4*nH2O 1) ωбез в(FeSO4)=100-45,3=54,7%

ω(Н2О)=45,3% 2)Mr(FeSO4)=152

152 мас ч соответствует 54,7%

Хмас. ч. —————– 45,3%

N-?

Х=152*45,3/ 54,7=126

Мr(nH2O)=126

3) n(H2O)=Mr(nH2O)/Mr(H2O)=126/18=7

Ответ: FeSO4*7H2O

9. Вычислите, какая масса углерода содержится в 90г этана С2Н6.

Дано: Решение:

m(C2H6) = 90г.

M(C2H6)=2*12+1*6=30г/моль

m(C)-? N(C2H6)=m/M=90г/30г/моль=3моль

1моль С2Н6 содержит 2 моль С, т. е. n(C)=2*n(С2Н6)=2*3=6 моль m(C)=n*M=6моль*12г/моль=72г.

Ответ: m(С)=72 г.

10. Вычислите, в какой массе оксида фосфора (III)Р2О3 содержится 6,2 г фосфора.

Дано: Решение:

Р2О3

M(Р2О3) = 110г/моль

m(P)=6,2г. n(P)/n(Р2О3)=2/1 n(Р2О3)=n(P)/2

n(P)=m/M=6,2/31=0,2моль

m(Р2О3) – ? n(Р2О3)=0,2/2=0,1моль

m(Р2О3)=n*M=0,1*110=11г.

Ответ: m(Р2О3)=11г.

11. Вычислите сколько молекул содержится в 36г. Н2О. В каком объеме метана (н. у.)столько же молекул.

Дано: Решение:

m(H2O)=36г. N=n*NA

N(H2O)-? n(H2O)=m/M=36/18=2моль

V(CH4)-? N(H2O)=6,02*1023моль-1*2моль=12,04*1023молекл

N(CH4)=12,04*1023молекул

n(CH4)=N/NA=12,04*1023/6,02*1023=2моль

V=n*Vm=2*22,4л/моль=44,8 л.

Ответ: N(H2O)= 12,04*1023молекл,

V(CH4)=44,8л.

12. Сколько молей атомов углерода в 15г. СН3СООН?

Дано: Решение:

m(СН3СООН) = 15г. n=m/M

n(C)=?

n(СН3СООН)=m(СН3СООН)/M(СН3СООН)=15г/60г/моль=0,25моль

1моль СН3СООН содержит 2 атома С, поэтому:

n(C)=2*n(СН3СООН)=2*0,25 моль=0,5 моль

Ответ: n(C)=0,5моль

13. Чему равно общее число атомов в 3г. этана?

Дано: Решение:

m(C2H6)=3г. n=m/M N=n*NA

N(атомов)-? Найдем n(C2H6)= m/M=3/30=0,1моль

N(C2H6)=0,1*6,02*1023моль-1=6,02*1022

молекула С2Н6 содержит всего 8 атомов (2С и 4Н) поэтому:

N(атомов)=8*6,02*1022=48,16*1022

Ответ: N(атомов)=48,16 *1022

Задачи для самостоятельного решения:

1. Найти относительную атомную массу кислорода, если один атом кислорода имеет массу 2,7*10-23г.

2. Вычислите относительную молекулярную массу веществ состава:

а)СО2 б)НNO3 в)СuSO4 г)Cu(OH)2

3.Рассчитайте массу 2 моль оксида меди (II); 0,5 моль серной кислоты; 0,1 моль хлорида натрия; 0,1 моль кислорода.

4.На одну чашку весов поместили 0,5 моль оксида меди (II). Какое количество оксида железа (III)необходимо поместить на другую чашку весов, чтобы они были в равновесии?

5.Какое вещество содержит больше составных частиц: бор массой 1г. или медь массой 1г? ответ подтвердите расчетами.

6. Какой должна быть масса магния, чтобы она содержала столько же атомов, сколько их содержится в веществе железа массой 28 г.?

7. Сколько молекул воды содержится в воде объемом 1 мл?

8. Какое вещество содержит больше молекул: вода массой 1г. или сероводород массой 1г? Ответ подтвердите расчетами.

9. Одинаковое ли число молекул в 1 л воды и в 1 л серной кислоты, плотность которой 1831 кг/м3? Ответ подтвердите расчетами.

10. Определите объем (н. у.) который займет при нормальных условиях газовая смесь, содержащая водород массой 1,4г. и азот массой 5,6 г.

11. Рассчитайте массу фосфина, содержащего столько же электронов, что и 8,96л бромоводорода.

Расчеты по химическим уравнениям

В основе расчетов по химическим уравнениям лежит закон сохранения массы (Ломоносов, Лавуазье), согласно которому общая масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, равна общей массе всех продуктов реакции.

Равенство этих масс обусловлено тем, что все атомы, из которых состоял реагенты, переходят в продукты реакции; «лишних» атомов в результате разрушения исходных веществ и образования новых не оказывается.

Равенства чисел атомов каждого элемента добиваются, находя коэффициенты, превращающие схему реакции в уравнение реакции:

Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2 + 2PH3

число атомов каждого элемента в правой и левой части одинаковы.

Коэффициенты в уравнении реакции показывает наименьшее число молекул (структурных единиц) вещества, вступающих в химическую реакцию и образующихся в результате неё. Поскольку число молекул пропорционально числу молей, то мольные соотношения участвующих в реакции веществ равны отношениям соответствующих коэффициентов.

n(Ca3P2):n(H2O):n(Ca(OH)2):n(PH3)=1:6:3:2

Очевидно, что, зная число молей одного из участвующих в реакции веществ (реагента или продукта)и составив уравнение данной реакции, легко рассчитать количество (число молей)любого вещества. поэтому именно в молях удобнее всего производить расчет по уравнениям реакций. Особенно целесообразен такой подход при решении задач, связанных с многостадийным превращением веществ.

1. Алюминий массой 13,5г. растворили в избытке НСl. Какой объем Н2 (при н. у) выделится при этом? Какую массу хлорида алюминия можно извлечь из полученного раствора?

Дано: Решение:

m(Al)=13,5г н. у. 2Al+6HCl → 2AlCl3 + 3H2

V(H2)-? 2моль 2моль 3моль

m(AlCl3)-? 1) n(Al)/n(AlCl3)=2/2, т. е. n(Al)=n(AlCl3)

n(Al)=m/M=13,5/27=0,5моль

N(AlCl3)=0,5моль, m(AlCl3)=n*M=0,5*133,5=66,75г.

2)n(Al)/n(H2)=2/3 n(H2)=n(Al)*3/2=0,5*3/2=0,75

V(H2)=n*Vm=0,75*22,4=16,8л.

Ответ: V(H2)=16,8л. m(AlCl3)=66,75г.

2. Н2S сожгли в избытке О2. Весь полученный сернистый газ окислили О2 до оксида S(VI), который растворили в Н2О. Минимальная масса NaOH, необходимая для полной нейтрализации полученного раствора, равна 10г. Какой V(H2S) н. у. был взят для сжигания?