Задачи на расчёт массы и массовой доли вещества

Важно знать! Как научиться решать задачи по химии.

Задача 1-10. Сколько граммов кислорода можно получить при нагревании 25 г перманганата калия, если реакция разложения протекает с выходом 86% ?

Решение. Выход реакции η определяется как отношение практически полученной массы продукта к теоретической массе, рассчитанной по уравнению реакции:
η = (mпракт / mтеор) • 100%
Выход дан в условии задачи, а теоретическую массу кислорода рассчитаем по уравнению реакции:
2KMnO4 = К2MnO4 + MnO2 + O2.
v(KMnO4) = m(KMnO4) /M (KMnO4) = 25 / 158 = 0,16 моль.
В уравнении реакции разложения коэффициент перед O2 в 2 раза меньше, чем коэффициент перед KMnO4, поэтому количество вещества кислорода также в 2 раза меньше:
v(O2) = v(KMnO4) / 2 = 0,08 моль.
Теоретически возможная масса кислорода
mтеор(O2) = v(O2) • М(O2) = 0,08 • 32 = 2,56 (г).
Согласно уравнению реакции
из 2 моль (2 • 158 = 316 г) KMnO4 образуется 1 моль (32 г) O2;
из 25 г KMnO4 ->>- x г O2.
x = 25 • (32 / 316) = 2,56 (г)
Практическую массу кислорода находим, умножая теоретическую на выход:
mпракт(O2) = mтеор(O2) • η = 2,56 • 0,86 = 2,2 (г)
Ответ: 2,2 г O2.

Задача 1-11. Рассчитайте массовые доли веществ в смеси этилового спирта и воды, в которой число атомов кислорода в 2,5 раза больше числа атомов углерода.

Решение. Стандартный способ решения расчетных задач на установление состава смеси состоит в том, чтобы обозначить количества
веществ через неизвестные переменные и составить для них систему уравнений.
Пусть v(C_2H_6O) = x моль, v(H_2O) = y моль. По условию общее число атомов кислорода (из этилового спирта и воды) в 2,5 раза больше числа атомов углерода (из этилового спирта):
{v(O)}/{v(C)} = 2,5.
Теперь надо выразить количества атомов через количества молекул, т. е. через x и y. В молекуле C_2H_6O содержится один атом O, поэтому в х моль C_2H_6O содержится столько же, т. е. x моль O; в y моль H_2O содержится y моль O: v(O) = x + y. Углерод содержится только в этиловом спирте: в молекуле C_2H_6O содержится два атома C, поэтому в x моль C_2H_6O содержится в два раза больше, т. е. 2x моль C: v(C) = 2x. Подставим эти количества атомов в условие задачи:
{v(O)}/{v(C)} = {(x + y)}/{(2x)} = 2,5,
откуда y = 4x.
Число молекул воды в смеси в 4 раза больше числа молекул спирта.
Массы веществ можно выразить черед количества вещества и учесть соотношение между x и y:
m(C_2H_6O) = v(C_2H_6O)*M(C_2H_6O) = 46x;
m(H_2O) = v(H_2O)*M(H_2O) = 18y = 72x;
m(smesi) = 46x + 72x = 118x.
При расчете массовых долей переменная x сокращается, и мы еще раз убеждаемся, что массовая доля вещества не зависит от общего количества смеси:
w(C_2H_6O) = {m(C_2H_6O)}/{m(smesi)} = {46x}/{118x} = 0,39 = 39%;
w(H_2O) = 1 - w(C_2H_6O) = 1 - 0,39 = 0,61 = 61%.
Ответ: 39% C_2H_6O, 61% H_2O.
[Сборник задач и упражнений по химии: Школьный курс / В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко]

Массовая доля. Расчеты по химическим формулам. Задачи по химии. Решение задач на растворы (массовая доля).

Видео ютуб канала "День знаний"

Поделитесь с друзьями: