Презентация на тему Стратегия решения олимпиадных задач по химии. Расчеты с использованием данных о составе и состоянии вещества. Газы и газовые смеси

содержание марганца в руде, если в МnО2 оно составляет 63,2%.

содержание марганца в руде, если в МnО2 оно составляет 63,2%.

РЕШЕНИЕ:

Массовая доля марганца в руде равна 0,58-0,632 = 0,366, т. е. 36,6%.

в природном газе, имеющем среднюю относительную атомную массу 20,2

?

в природном газе, имеющем среднюю относительную атомную массу 20,2

?

РЕШЕНИЕ:

Примем за х число атомов 20Ne в каждых 100 атомах природного неона, тогда число атомов 22Ne будет (100 - х). Масса атомов 20Ne равна 20х, а масса атомов 22Ne = 22-(100-х)
20x + 22 (100-x) = 20,2  100.
Из уравнения находим х = 90 (атомов 20Ne) и 100 - 90=10 (атомов 22Ne). Таким образом, массовая доля 20Ne составляет 90%, а массовая доля 22Ne – 10%.

соды Na2CO3 ∙10H2O содержит 38% связанной воды. Рассчитайте, чему

равны массовые доли (%) каждого из веществ смеси.

соды Na2CO3 ∙10H2O содержит 38% связанной воды. Рассчитайте, чему

равны массовые доли (%) каждого из веществ смеси.

РЕШЕНИЕ:
Обозначим через х массовую долю медного купороса в смеси. Тогда в смеси массой m имеется тх г медного купороса и (т-тх) г соды. М(Н2О) = 18; M(CuSO4  ∙  5H2O) = 250;  M(Na2CO3 ∙  10Н2О) = 286. Масса воды в m г смеси составляет (0,38 т) г. Масса воды в тх (г) CuSO4 ∙ 5H2O равна

а масса воды в (m-тх) г Na2CO3 ∙ 10Н2О равна (m-тх)
Исходя из того, что масса воды в смеси равна сумме масс воды, входящей в состав медного купороса и соды, запишем уравнение

0,38m = 0,36mх + 0,63m-0,б3mх:;
0,63mх-0,36mх  = 0,63m-0,38m;
0,27mх = 0,25m;


Состав смеси в процентах: 92,5% CuSO4  ∙  5H2O и 100-92,5 = 7,5% Na2CO3  ∙  10H2O

С : О равно 1:2.  а) Рассчитайте массовые доли газов в процентах. б)

Рассчитайте состав смеси по объему в процентах. в) Укажите соотношения С:О, при которых оба газа одновременно не могут присутствовать.

формулу имеет кристаллогидрат?

формулу имеет кристаллогидрат?

РЕШЕНИЕ:
M(MnSO4) = 151; M(Mn)=55; х - число молей

Н2О в одном моле кристаллогидрата MnSO4∙H2O.
24,66% соответствует 55 г, 100%   соответствует  (151 + 18x) г, x = 4. Формула вещества MnSO4 ∙ 4H2O.

при постоянной температуре:






Давление и объем образца газа обратно пропорциональны,

т. е. их произведения являются постоянной величиной: pV = const. Это соотношение может быть записано в более удобном для решения задач виде:
p1V1 = p2V2 (закон Бойля-Мариотта).
Представим себе, что 50 л газа (V1), находящегося под давлением 2 атм (p1), сжали до объема 25 л (V2), тогда его новое давление будет равно:

законом Гей-Люссака: объем газа прямо пропорционален его абсолютной температуре

(при постоянной массе: V = kT, где k - коэффициент пропорциональности). Это соотношение записывается обычно в более удобной форме для решения задач:


Например, если 100 л газа, находящегося при температуре 300К, нагревают до 400К, не меняя давления, то при более высокой температуре новый объем газа будет равен

преобразована в уравнение Менделеева-Клапейрона:



где R - универсальная газовая постоянная, a ν - число

молей газа.
Уравнение Менделеева-Клапейрона позволяет проводить самые разнообразные вычисления. Например, можно определить число молей газа при давлении 3 атм и температуре 400К, занимающих объем 70 л:

равных объемах различных газов при одинаковой температуре и давлении

содержится одинаковое число молекул. Это закон Авогадро.
Из закона Авогадро в свою очередь вытекает также важное следствие: массы двух одинаковых объемов различных газов (естественно, при одинаковых давлении и температуре) относятся как их молекулярные массы:
m1/m2 = M1/M2 (m1 и m2 - массы двух газов);
M1IM2 представляет собой относительную плотность.
Закон Авогадро применим только к идеальным газам. При нормальных условиях трудно сжимаемые газы (водород, гелий, азот, неон, аргон) можно считать идеальными. У оксида углерода (IV), аммиака, оксида серы (IV) отклонения от идеальности наблюдаются уже при нормальных условиях и возрастают с ростом давления и понижением температуры.

смесь сероводорода с избытком кислорода при температуре 27oС и

давлении 623,2 мм рт. ст. Найдите суммарное количество веществ в сосуде.

сероводорода с избытком кислорода при температуре 27oС и давлении

623,2 мм рт. ст. Найдите суммарное количество веществ в сосуде.
РЕШЕНИЕ:

в середине XIX в., воспользовался следующим методом: он получал

четыре соединения, содержащие элемент X (А, Б, В и Г), и определял массовую долю элемента (%) в каждом из них. В сосуд, из которого предварительно был откачан воздух, он помещал каждое соединение, переведенное в газообразное состояние при 250oС, и устанавливал при этом давление паров вещества 1,013·105 Па. По разности масс пустого и полного сосудов определялась масса газообразного вещества. Аналогичная процедура проводилась с азотом. В результате можно было составить такую таблицу:








Определите вероятную атомную массу элемента X.

В, Г являются идеальными газами. Тогда по закону Авогадро
Масса

элемента X в 1 моль вещества А, Б, В и Г (г/моль):
М(А) .0,973 = 35,45; 
М(Б) .0,689 = 70,91;
М (В).0,851 = 177,17; 
М(Г).0,922= 141,78
Поскольку в молекуле вещества должно быть целое число атомов элемента X, нужно найти наибольший общий делитель полученных величин. Он составляет 35,44 г/моль, и это число можно считать вероятной атомной массой элемента X.

прибавили 60 мл кислорода. После реакции объем смеси оказался

равным 56 мл. Определить процентный состав (по объему) исходной газовой смеси.

60 мл кислорода. После реакции объем смеси оказался равным

56 мл. Определить процентный состав (по объему) исходной газовой смеси.
РЕШЕНИЕ:

подают смесь воздуха с 10% сернистого газа. Определить процентный

состав газов, выходящих из контактного аппарата, если сернистый газ окисляется полностью.

смесь воздуха с 10% сернистого газа. Определить процентный состав

газов, выходящих из контактного аппарата, если сернистый газ окисляется полностью.
РЕШЕНИЕ:

с 20 мл смеси этана и бутана, плотность по

водороду которой равна 17,8. Определить состав образовавшейся смеси. Как изменится давление в эвдиометре, если до реакции условия были нормальными?

(с исходной плотностью по воздуху 1,048) ее плотность по

воздуху увеличилась до 1,310. При пропускании продуктов реакции через раствор гидроксида натрия их объем уменьшается вдвое, а плотность остатка по гелию составляет 8,000. Определите качественный и количественный состав (в объемных %) исходной газовой смеси и состав смеси после реакции.

исходной плотностью по воздуху 1,048) ее плотность по воздуху

увеличилась до 1,310. При пропускании продуктов реакции через раствор гидроксида натрия их объем уменьшается вдвое, а плотность остатка по гелию составляет 8,000. Определите качественный и количественный состав (в объемных %) исходной газовой смеси и состав смеси после реакции.
РЕШЕНИЕ:
Молярная масса остатка составляет 8 · 4 = 32 (г/моль), что может соответствовать кислороду – O2.
Поскольку этот газ составлял ровно половину от продуктов реакции, то для х – мол. масса второго газа имеем (х+32)/2=1,31· 29, откуда х = 1,31 · 29 · 2 – 32 = 43,98 (г/моль), что может соответствовать газам CO2, N2O, C3H8. Раствором щелочи может поглощаться CO2. Тогда в смеси после реакции могут быть CO2 и O2 – (избыток) (1:1). Такая смесь может образоваться после взаимодействия CO и O2 (в избытке O2): 2CO + O2 = 2 CO2. Тогда исходная газовая смесь – CO и O2 в соотношении 2:(1+2=3), или 40% CO и 60 % O2. Состав смеси после реакции : CO2 (50%), O2 (50%).  Реакция поглощения CO2: 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O.

состоящих из пентена и углекислого газа, если в этой

смеси на три атома углерода приходится один атом кислорода.

из пентена и углекислого газа, если в этой смеси

на три атома углерода приходится один атом кислорода.
РЕШЕНИЕ:
Пусть х моль пентена и у моль углекислого газа.
Тогда (5х + у) – 3
2у - 1; 5х + у = 6у; 5х = 5у; х = у
Допустим, 1 моль пентена и 1 моль углекислого газа.
М(C5H10) = 70 г/моль; М(СО2) = 44 г/моль;
2 моль смеси – 114 г
1 моль смеси – М;
М(смеси) = 57 г/моль Относительная плотность смеси по азоту
57 : 28 = 2, 04

н.у.) и взвешивали. Масса сосуда, заполненного углекислым газом, азотом

и неизвестным газом А, составляла: 48,8 г; 45,6 г; 48 г. Определите молярную массу неизвестного газа А.

и взвешивали. Масса сосуда, заполненного углекислым газом, азотом и

неизвестным газом А, составляла: 48,8 г; 45,6 г; 48 г. Определите молярную массу неизвестного газа А.
РЕШЕНИЕ:
Обозначим через х массу сосуда, через у количество газа в сосуде. Так как газы занимали один и тот же объем, их количества одинаковы. Выразим через у массы углекислого газа и азота:
m(CO2) = 44 y
m(N2) = 28 y
Составим систему уравнений, учитывая, что масса сосуда, заполненного газом, равна сумме масс сосуда и газа:
x + 44·y = 48,8
x + 28·y = 45,6
x =40; у = 0,2
Вычислим массу неизвестного газа:
m(A) = 48 г – 40 г = 8 г Вычислим молярную массу неизвестного газа:
М(А) = 8 г / 0,2 моль = 40 г/моль