Хімія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

Приклади розв’язування типових задач

І. Швидкість хімічної реакції

Формули і поняття, які використовуються:

де v₁ — швидкість прямої реакції,

v₂ — швидкість зворотної реакції,

A, Б — реагенти реакції,

B, Г — продукти реакції,

С(А), С(Б) — концентрації реагентів,

С(В), С(Г) — концентрації продуктів реакції,

[А], [Б], [В], [Г] — рівноважні концентрації речовин А, Б, В, Г,

а, б, в, г — стехіометричні коефіцієнти,

k₁, k₂ — константи швидкостей прямої та зворотної реакцій,

К — константа рівноваги.

де vt₂ — швидкість реакції за температури t₂,

vt₁ — швидкість реакції за температури t₁,

γ — температурний коефіцієнт (γ = 2...4).

Іще одна величина, яку використовують — τ («тау») — тривалість реакції, с¹.

¹ Таке найменування вводиться у випадках, коли формула містить літеру t, якою позначено температуру.

Задача 1. Як зміниться швидкість реакції, температурний коефіцієнт якої 2, за підвищення температури від 10 до 40 °С?

Розв’язання

З формули

можна обчислити, у скільки разів зміниться швидкість реакції:

Підставляємо значення у формулу і проводимо обчислення:

Відповідь: реакція прискориться у 8 разів.

Задача 2. Визначте температурний коефіцієнт реакції, якщо за підвищення температури від 20 до 60 °С її швидкість збільшилась у 256 разів.

Розв’язання

У формулу

підставляємо відомі значення:

Відповідь: температурний коефіцієнт реакції становить 4.

Задача 3. За температури 30 °С реакція відбувається за 3 хвилини. Скільки часу буде відбуватися ця реакція за 60 °С? Температурний коефіцієнт становить 3.

Задача 4. Як зміниться швидкість прямої реакції, якщо об’єм газової суміші зменшити у 3 рази?

N₂ + 3Н₂ ⇄ 2NH₃

Задача 5. Як зміниться швидкість прямої реакції

2SO₂(г) + O₂(г) ⇄ 2SO₃(г),

якщо тиск у системі підвищити в 3 рази?

Задача 6. У скільки разів потрібно підвищити тиск, щоб швидкість реакції утворення нітроген(ІV) оксиду відповідно до реакції

2NO (г) + О₂ (г) ⇄ 2NO₂ (г)

збільшилась у 1000 разів?

II. Розрахунки за рівняннями хімічних реакцій

Задача 7. Який об’єм водню (н. у.) витратиться на відновлення 0,4 моль хром(ІІІ) оксиду?

Задача 8. Яка маса алюмінію вступила в реакцію з хлоридною кислотою, якщо виділився водень об’ємом 2688 мл (н. у.)?

Задача 9. Який об’єм кисню необхідно використати, щоб спалити 120 м³ суміші азоту і карбон(ІІ) оксиду, якщо об’ємна частка азоту в суміші становить 40 %?

Задача 10. Обчисліть об’єм газової суміші, що утвориться внаслідок термічного розкладу купрум(ІІ) нітрату масою 75,2 г.

Задача 11. Який об’єм сульфур(ІV) оксиду можна одержати унаслідок випалювання 2,425 т цинкової обманки, масова частка цинк сульфіду в якій становить 80 %?

Задача 12. Обчисліть об’єм кисню, який можна одержати унаслідок повного термічного розкладу гідроген пероксиду, що міститься в 34 г водного розчину з масовою часткою Н₂О₂ 30 %.

Задача 13. Яку масу технічного алюмінію з масовою часткою домішок 3 % необхідно використати для отримання 2,5 моль заліза із залізної окалини?

Задача 14. Унаслідок нагрівання 107,2 г суміші калій сульфату і калій нітрату виділилось 0,1 моль газу. Обчисліть масу калій сульфату у суміші реагентів.

Задача 15. За повного термічного розкладу 0,8 моль алюміній нітрату одержали 35,7 г твердого залишку. Обчисліть вихід речовини (%), що міститься у твердому залишку.

Задача 16. До повного розкладу нагріли 0,4 моль ферум(III) гідроксиду. Одержаний оксид відновили воднем і одержали 19,04 г заліза. Обчисліть вихід заліза (%).

Задача 17. У воду помістили 23,4 г калію, одержали 5,6 л газу (н. у.). Обчисліть вихід цього газу (%).

Задача 18. Унаслідок спалювання 0,0168 м³ етину одержали 55 г карбон(ІV) оксиду. Обчисліть вихід вуглекислого газу (%).

Задача 19. Унаслідок каталітичного окиснення 5,8 моль амоніаку одержали 0,112 м³ нітроген(II) оксиду. Обчисліть вихід одержаного оксиду (%).

Задача 20. Крізь розчин лугу з надлишком калій гідроксиду пропустили 1,2 моль нітроген(ІV) оксиду. Одержали 0,55 моль калій нітрату. Обчисліть вихід одержаної солі (%).

Задача 21. Яку масу амоній сульфату можна отримати з 56 л амоніаку, якщо вихід солі становить 90 %?

Задача 22. Залізо кількістю речовини 1,4 моль повністю окиснили хлором. Яку масу солі одержали, якщо її вихід становить 95 %?

Задача 23. До розчину, який містить 0,15 моль калій ортофосфату, долили розчин, у якому містилося 0,6 моль аргентум(І) нітрату. Визначте масу одержаного осаду.

Задача 24. У розчин, у якому містилось 58,4 г гідроген хлориду, помістили 16,2 г алюмінію. Який об’єм газу (н. у.) виділився?

Задача 25. Суміш, яка містила 0,4 л етину і 1200 мл кисню, привели до умов реакції. Який об’єм карбон(ІV) оксиду одержали?

Задача 26. Суміш, яка містить 80 мл гідроген сульфіду і 120 мл О₂, привели до умов реакції та одержали 70 мл сульфур(ІV) оксиду. Обчисліть вихід сульфур(ІV) оксиду (%). Виміри об’ємів газів проводили за однакових умов.

Задача 27. Лужний метал кількістю речовини 0,28 г помістили у надлишок води. Унаслідок взаємодії виділилось 0,448 л водню (н. у.). Назвіть металічний елемент та вкажіть число його протонів.

Задача 28. Унаслідок повного термічного розкладу 42,8 г гідроксиду металічного елемента зі ступенем окиснення +3 одержали 32 г твердого залишку. Укажіть молярну масу металічного елемента.

Задача 29. Насичений одноатомний спирт масою 13,8 г окиснили купрум(II) оксидом. Одержали 9,9 г альдегіду, відносний вихід якого становив 75 %. Назвіть спирт і вкажіть його молярну масу.

Задача 30. Унаслідок повного зневоднення 87,5 г кристалогідрату ферум(ІІІ) нітрату одержали 1,5 моль водяної пари. Установіть формулу кристалогідрату.

Задача 31. Обчисліть об’єм кисню, необхідний для спалювання 160 м³ суміші карбон(ІІ) оксиду, азоту й етану, якщо об’ємні частки компонентів суміші становлять 50,0, 12,5 і 37,5 %, відповідно.