Сосуд объемом 2 л заполнен оксидом углерода и оксидом азота
Web- : Copyright (C) . . Copyright (C) | |||||||||||||||||||||
Источник
Здравствуйте, уважаемые читатели!
Я продолжаю сегодня тему об оптимальных способах выполнения заданий ЕГЭ по химии, позволяющих с минимальными затратами времени и энергии достичь требуемого результата.
Вторая разновидность 28 задачи затрагивает только реакции с участием газов. Чаще всего предлагаются несложные процессы, связанные с использованием водорода, кислорода, азота, галогенов, а также газообразных соединений этих веществ. Популярны реакции гидрирования и сгорания газообразных углеводородов.
В отличие от задач на термохимию, в этой разновидности 28 задачи нужно самостоятельно составить уравнение реакции. В таблице представлены уравнения наиболее часто встречающихся в 28 задаче реакций:
Наряду с разнообразием химизма реакций, этот тип задач отличается и разнообразием усложнений. Крайне редко, но могут встречаться задачи на избыток-недостаток, выход реакции, наличие примесей в исходных веществах.
Ниже представлено видео с типовым решением рассматриваемого типа задач (начиная со 2 минуты):
Действия, которые предлагает сделать педагог:
1. написать уравнение реакции
2. перевести данные задачи в моли
3. по уравнению реакции найти количество неизвестного вещества
4. найти массу (объем) неизвестного вещества.
Ниже я предложу свое решение этой задачи, основанное на том же принципе, что и задача на термохимию (см. предыдущую статью). Составляется пропорция, главное в которой – одинаковые размерности числителя и знаменателя. Считаю использование в данной задаче пересчета на моли и обратно ненужным, и, более того, даже вредным: увеличивается количество промежуточных расчетов, возрастает возможность количественных ошибок. Моли хороши для задач, в которых задействовано несколько реакций. Во всех остальных случаях это – “Стрелять из пушки по воробьям…”
Задача 1 (из видео)
Рассчитайте массу газа, образующегося при взаимодействии с избытком кислорода 30, 24 л (н.у.) оксида азота (2). Запишите число с точностью до десятых.
Решение.
1. 2NO+O2=2NO2
2.Пусть левая часть пропорции посвящена известному вeществу – NO, правая неизвестному веществу -NO2. В числителе левой дроби указываем данные условия задачи – 30,24 л, в знаменателе -данные из уравнения (коэффициент перед формулой NO, умноженный на молярный объем 22,4 л). В числителе правой дроби указываем данные задачи – х г, в знаменателе – данные уравнения( коэффициент перед формулой NO2), умноженный на молярную массу, 46 г) :
Откуда х= 30,24*2*46/44,8=62,1 г
Задача 2 (из видео)
Какой объем кислорода требуется для полного сгорания 10 л ацетилена?
Решение:
1. 2С2Н2+5О2=4СО2+2Н2О
2. Пропорция (левая часть – посвящена С2Н2, правая – О2):
Откуда х=10*5/2=25 л
Задача 3.
При разложении нитрата меди(II) образовалось 12 л оксида азота(IV). Чему равен объём образовавшегося кислорода? Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.
Решение.
1. 2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2+O2
2. Пропорция(левая часть – для NO2, правая часть – для О2):
х= 12/4=3 л.
Задача 4.
Рассчитайте максимально возможный объём (н. у.) аммиака, который может быть получен исходя из 40 л водорода и 30 л азота? Ответ укажите в литрах с точностью до десятых.
Решение.
1.N2+3H2=2NH3
2. Поскольку в условии даны объемы двух исходных веществ, это – задача на избыток-недостаток. Это усложнение можно решить как устно, так и письменно. Сделаем это письменно:
а) V(N2) (по условию)/коэффициент перед азотом по уравнению=30/1=30
V(Н2) (по условию)/коэффициент перед водородом по уравнению=40/3=13
13 меньше 30, следовательно, Н2 – в недостатке. Далее решаем по недостатку.
б) Пропорция(левая часть – для Н2, правая часть – для NH3):
40л/(3*22,4 л)= Хл/(2*22,4 л)
х=40*2/3=26,7л
Как можно видеть из приведенных примеров, старая добрая пропорция при грамотном ее использовании (РАЗМЕРНОСТИ ЧИСЛИТЕЛЯ И ЗНАМЕНАТЕЛЯ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ОДИНАКОВЫ) – прекрасный инструмент для решения задач, в которых задействована только одна реакция. По самым скромным подсчетам использование пропорций вместо молей позволяет в два раза сократить объем расчетов при одновременном снижении вероятных ошибок.
В следующей статье я покажу, как аналогичным образом решать задачу 29. А кроме того, поделюсь, как можно получить в ней ответ вообще без написания уравнения реакций .
Всего доброго!
Источник
Для выполнения заданий 1-3 используйте следующий ряд химических элементов. Ответом в заданиях 1-3 является последовательность цифр, под которыми указаны химические элементы в данном ряду.
1) S 2) V 3) Mg 4) Al 5) H
1. Определите элементы, у атомов которых в основном состоянии все валентные электроны находятся только на s-подуровнях. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
2. Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева находятся в одном периоде. Расположите выбранные элементы в порядке уменьшения их атомного радиуса. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
3. Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые имеют одинаковую разность между значениями их высшей и низшей степеней окисления. Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
4. Из предложенного перечня выберите два вещества, которые имеют молекулярную кристаллическую решётку и содержат ковалентные неполярные связи.
1) оксид меди(II)
2) оксид углерода(II)
3) пропан
4) белый фосфор
5) гидроксид натрия
Запишите номера выбранных ответов.
5. Установите соответствие между формулой вещества и классом/группой, к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА | КЛАСС/ГРУППА |
| А) NaHSO3 | 1) пероксиды |
| Б) Na2O2 | 2) кислые соли |
| В) Na2ZnO2 | 3) средние соли |
| 4) основные оксиды |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
6. Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых взаимодействует графит.
1) соляная кислота
2) серная кислота (конц.)
3) сульфат магния
4) водород
5) гидроксид калия (р-р)
Запишите номера выбранных ответов.
7. В одну пробирку с раствором вещества X добавили избыток раствора гидроксида натрия и в результате реакции наблюдали образование осадка белого цвета. В другую пробирку с раствором вещества Y также добавили раствор гидроксида натрия. В результате реакции наблюдали сначала образование осадка белого цвета, а затем его растворение. Из предложенного перечня выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
1) сульфат алюминия
2) нитрат магния
3) фтороводородная кислота
4) силикат калия
5) гидроксид цинка
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ в нужной последовательности.
8. Установите соответствие между веществом и реагентами, с каждым из которых это вещество может взаимодействовать: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | РЕАГЕНТЫ |
| А) Cu | 1) H2SiO3, CrCl3, K2SO4 |
| Б) CuO | 2) H2SO4 (p-p), HNO3 (конц.), HCl (р-р) |
| В) Fe(OH)3 | 3) H2SO4 (конц.), HNO3 (p-p), O2 |
| Г) NH4Cl | 4) AgNO3, Ba(OH)2, KOH |
| 5) CH4, KMnO4, NaH |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
9. Установите соответствие между реагирующими веществами и продуктом(-ами), который(-е) образуется(-ются) при взаимодействии этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА | ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ |
| А) CO2 и Сa(OH)2 (изб.) | 1) FeI2 и K2SO4 |
| Б) Fe2(SO4)3 и KI (p-p) | 2) Fe(OH)3, K2SO4 и HI |
| В) CO2 (изб.) и Сa(OH)2 | 3) CaCO3 и H2O |
| Г) Ca(HCO3)2 и Сa(OH)2 | 4) CaCO3, CO2 и H2O |
| 5) Ca(HCO3)2 | |
| 6) FeI2, I2 и K2SO4 |
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
10. Задана следующая схема превращений веществ:
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
1) HI
2) KIO3
3) NaBr
4) NaI
5) I2
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ в нужной последовательности.
11. Установите соответствие между названием вещества и классом/группой органических соединений, к которому(-ой) вещество принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА | КЛАСС/ГРУППА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ |
| А) анилин | 1) аминокислоты |
| Б) аланин | 2) кетоны |
| В) ацетон | 3) амины |
| 4) спирты |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
12. Из предложенного перечня выберите два вещества, которые существуют в виде цис-транс-изомеров.
1) 1,1-дибромэтен
2) бутен-1
3) 2,3-дибромпропен
4) 1,2-дибромэтен
5) бутен-2
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
13. Из предложенного перечня выберите два вещества, при взаимодействии каждого из которых с избытком раствора брома образуется вещество состава C4H8Br2.
1) 2-метилбутен-1
2) метилпропен
3) бутадиен-1,3
4) бутин-1
5) метилциклопропан
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
14. Из предложенного перечня выберите два вещества, которые могут взаимодействовать с водородом.
1) этанол
2) этиленгликоль
3) формальдегид
4) глицерин
5) фенол
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
15. Из предложенного перечня выберите два вещества, с которыми реагирует аминоуксусная кислота.
1) соляная кислота
2) метан
3) гидроксид натрия
4) бензол
5) медь
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
16. Установите соответствие между схемой реакции и органическим продуктом, который преимущественно образуется в результате этой реакции: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| СХЕМА РЕАКЦИИ | ОРГАНИЧЕСКИЙ ПРОДУКТ РЕАКЦИИ |
| А) CH3C≡CH + H2O (Hg2+) → | 1) пропан |
| Б) CH3CHClCH2Cl + Zn → | 2) пропанон |
| В) CH3CCl2CH3 + NaOH(водн.) → | 3) пропанол-1 |
| Г) CH3CH2CH2Cl + NaOH(водн.) → | 4) пропанол-2 |
| 5) пропен | |
| 6) пропаналь |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
17. Установите соответствие между веществом и продуктом реакции этого вещества с бромоводородом: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | ПРОДУКТ РЕАКЦИИ |
| А) этиленгликоль | 1) аминоуксусная кислота |
| Б) ацетат аммония | 2) ацетон |
| В) изопропанол | 3) 2-бромпропан |
| Г) этилат натрия | 4) этанол |
| 5) 1,2-дибромэтан | |
| 6) уксусная кислота |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
18. Задана следующая последовательность превращений веществ:
CH4 → X → Y → C6H12
Определите, какие из указанных веществ являются веществами Х и Y.
1) бензол
2) этан
3) толуол
4) ацетилен
5) хлорметан
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
19. Из предложенного перечня выберите все вещества, взаимодействие которых с гидроксидом натрия является реакцией нейтрализации.
1) серная кислота
2) оксид серы(VI)
3) сероводород
4) сульфат магния
5) сульфат аммония
Запишите номера выбранных ответов.
20. Из предложенного перечня выберите все вещества, на скорость взаимодействия которых с концентрированным раствором азотной кислоты при комнатной температуре оказывает влияние изменение давления.
1) оксид магния
2) оксид серы(IV)
3) медь
4) сероводород
5) фосфин
Запишите в поле ответа номера выбранных воздействий.
21. Установите соответствие между уравнением реакции и изменением степени окисления восстановителя в ней: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ | ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЯ |
| А) 2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2 + O2 | 1) +4 → +5 |
| Б) 2NH3 + 3CuO = N2 + 3Cu + 3H2O | 2) -3 → 0 |
| В) 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO | 3) -2 → 0 |
| 4) -3 → +2 |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
22. Установите соответствие между формулой соли и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделились на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ФОРМУЛА СОЛИ | ПРОДУКТЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА |
| А) Ca(NO3)2 | 1) металл, водород, кислород |
| Б) Li2SO4 | 2) водород, кислород |
| В) BaCl2 | 3) металл, водород, галоген |
| Г) AgNO3 | 4) металл, галоген |
| 5) водород, галоген | |
| 6) металл, кислород |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
23. Установите соответствие между формулой соли и средой водного раствора этой соли: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ФОРМУЛА СОЛИ | СРЕДА РАСТВОРА |
| А) Hg(NO3)2 | 1) кислая |
| Б) NaNO3 | 2) нейтральная |
| В) Na3PO4 | 3) щелочная |
| Г) AuCl3 |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
24. Установите соответствие между способом воздействия на равновесную систему
CH3CH2COOCH(CH3)2(ж) + H2O(ж) ←→ CH3CH2COOH(ж) + (CH3)2CHOH(ж) − Q
и смещением химического равновесия в результате этого воздействия: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СИСТЕМУ | СМЕЩЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ |
| А) повышение температуры | 1) смещается в сторону прямой реакции |
| Б) добавление твёрдой щёлочи | 2) смещается в сторону обратной реакции |
| В) добавление воды | 3) практически не смещается |
| Г) понижение давления |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
25. Установите соответствие между двумя веществами и реактивом, с помощью которого можно различить эти вещества: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВА | РЕАКТИВ |
| А) уксусная кислота и этанол | 1) Br2 (водн.) |
| Б) бутин-1 и бутин-2 | 2) лакмус |
| В) метан и пропилен | 3) фенолфталеин |
| Г) этилен и ацетилен | 4) Ag2O (NH3 р-р) |
| 5) KCl |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
26. Установите соответствие между веществом и основной областью его применения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
| ВЕЩЕСТВО | ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ |
| А) анилин | 1) в качестве моторного топлива |
| Б) ацетилен | 2) газовая сварка металлов |
| В) толуол | 3) в качестве растворителя |
| 4) производство красителей и лекарств |
Запишите в поле ответа выбранные цифры в нужной последовательности.
Ответом к заданиям 27-29 является число. Запишите это число в поле ответа в тексте работы, соблюдая при этом указанную степень точности. Единицы измерения физических величин в бланке ответа указывать не нужно. При проведении расчётов для всех элементов, кроме хлора, используйте значения относительных атомных масс, выраженные целыми числами (Ar(Cl) = 35,5).
27. Сколько граммов 12%-ного раствора сульфата меди(II) надо взять, чтобы при добавлении 10 г этой же соли получить раствор с массовой долей соли 18%? (Запишите число с точностью до десятых.)
28. Вычислите количество теплоты, выделяющееся при разложении 51,2 г нитрита аммония в соответствии с термохимическим уравнением реакции
NH4NO2(кр.) = N2(г) + 2H2O(г) + 316 кДж.
(Запишите число с точностью до десятых.)
29. Вычислите объём (в литрах при н.у.) ацетилена, который выделится при взаимодействии 48 г карбида кальция с избытком воды. (Выход продукта считать 100%.) (Запишите число с точностью до десятых.)
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ: уксусная кислота, сульфат лития, перманганат натрия, карбонат натрия, серная кислота, иодид магния. Допустимо использование водных растворов веществ.
30. Из предложенного перечня выберите вещества, окислительно-восстановительная реакция между которыми протекает с образованием простого вещества и солей. Запишите уравнение только одной из возможных окислительно-восстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.
5MgI2 + 2NaMnO4 + 8H2SO4 = 5MgSO4 + Na2SO4 + 2MnSO4 + 5I2 + 8H2O
2I-1 − 2????̅ = I2 |5
Mn+7 + 5????̅ = Mn+2 |2
MgI2 (I-1) – восстановитель, NaMnO4 (Mn+7) – окислитель.
31. Из предложенного перечня выберите сильный и слабый электролиты, между которыми возможна реакция ионного обмена, протекающая с образованием газа. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионные уравнения только одной возможной реакции.
2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + CO2 + H2O
2Na+ + CO32- + 2CH3COOH = 2Na+ + 2CH3COO- + CO2 + H2O
CO32- + 2CH3COOH = 2CH3COO- + CO2 + H2O
32. Серу растворили в концентрированной азотной кислоте при нагревании. Выделившийся при этом бурый газ пропустили над нагретым порошком меди. Полученное твёрдое вещество растворили в соляной кислоте. Затем к образовавшемуся раствору добавили иодоводородную кислоту, при этом наблюдали образование осадка и изменение цвета раствора. Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
1. S + 6HNO3 = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
2. 2NO2 + 4Cu = 4CuO + N2
3. CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O
4. 2CuCl2 + 4НI = 2CuI + I2 + 4НCl
33. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы органических веществ.
34. Нитрат кальция медленно нагрели, при этом образовался твёрдый осадок, состоящий из смеси оксида кальция и нитрита кальция, и выделилась смесь газов. Смесь газов пропустили через 133,6 г 40%-ного раствора гидроксида калия. При этом массовая доля гидроксида калия в растворе уменьшилась в 2 раза, а объём непрореагировавшего газа оказался в 2 раза меньше объёма исходной смеси газов. Вычислите массу исходного нитрата кальция. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).
1. Запишем уравнения реакций:
(1) Сa(NO3)2 = Ca(NO2)2 + O2
(2) 2Ca(NO3)2 = 2CaO + 4NO2 + O2
(3) 4KOH + 4NO2 + O2 = 4KNO3 + 2H2O
2. Масса исходного гидроксида калия
m(KOH) = mр-ра · ω (KOH) = 133,6 · 0,4 = 53,44 г
3. Вычислим количества вещества газов в реакции (2)
Пусть n2(O2) = x моль, тогда n2(NO2) = 4x моль
В реакцию (3) кислород и оксид азота (IV) вступают в таком же соотношении, следовательно:
n3(O2) = x моль, тогда n3(NO2) = 4x моль
m3(O2) = 32x г, тогда m3(NO2) = 4x · 46 = 184х г
При этом в реакцию вступило:
nпрореаг.(KOH) = 4х моль
mпрореаг.(KOH) = 4х·56 = 224х г
mост.(KOH) = 53,44 – 224х г
Масса конечного раствора:
mр-ра = 133,6 + 32х + 184х = 133,6 + 216х
Получаем выражение:
ω2(KOH) = mост.(KOH) / mр-ра ·
0,2 = (53,44 – 224x) / (133,6 + 216х)
x = 0,1 моль
n2(O2) = 0,1 моль, n2(NO2) = 0,4 моль
Следовательно, в реакцию (2) вступило:
n2(Сa(NO3)2) = 0,2 моль
По условию:
V1(O2) : V2(исх. смеси газов) = n1(O2) : (n1(O2) + n2(O2) + n2(NO2)) = 1 : 2
Отсюда n1(O2) = 0,5 моль
n1(Сa(NO3)2) = 0,5 моль
nобщ.(Сa(NO3)2) = 0,5 + 0,2 = 0,7 моль
mобщ.(Сa(NO3)2) = n · M = 0,7 · 164 = 114,8 г
35. При сгорании органического вещества А массой 43,65 г получили 20,16 л (н.у.) углекислого газа и 20,16 л (н.у.) хлороводорода. Вещество А образуется при взаимодействии вещества Б с хлором под действием ультрафиолетового освещения. Известно, что в молекуле вещества Б все атомы углерода находятся в sp2-гибридизации, а в молекуле вещества А – в sp3-гибридизации. На основании данных условия задачи:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу вещества А;
2) составьте структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А при хлорировании вещества Б (используйте структурные формулы органических веществ).
1. Общая формула вещества СxHyСlzOt
n(CO2) = V : VM = 20,16 : 22,4 = 0,9 моль= n(C)
n(HCl) = V : VM = 20,16 : 22,4 = 0,9 моль= n(Cl) = n(H)
m(O) = 43,65 – 12 · 0,9 – 1 · 0,9 – 35,5 · 0,9 = 0
???? ∶ ???? ∶ ???? = 0,9 ∶ 0,9 ∶ 0,9 = 1 ∶ 1 ∶ 1 = 6 ∶ 6 ∶ 6
Молекулярная формула С6H6Cl6
2. Структурная формула
3. Уравнение реакции
Источник