Общее время выполнения работы – 4 часа
Задание 1.
При растворении в одном объеме воды 450 объемов газообразного HCl (н.у.) получили раствор с плотностью 1,21 г/мл.
1. Вычислите массовую долю HCl в полученном растворе.
2. Какое количество HCl содержится в 100 мл этого раствора?
Решение:
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
Баллы
Примем, что объем раствора равен 1 литру, тогда объем растворенного хлороводорода равен 450 литров.
2
Найдем массу воды: m(H2O) = V·? = 1000мл·1г/мл = 1000г (плотность воды равна 1 г/мл)
Найдем массу газа: m(HCl) = [V(HCl)·M(HCl)]:Vm= [450·36,5]:22,4 = 733,26(г)
3
Найдем массу полученного раствора соляной кислоты:
m(р –ра НСl) = m(HCl) + m(H2O) = 1000 +733,26 = 1733,26(г)
Найдем массовую долю соляной кислоты в растворе:
?(HCl) = m(HCl):m(p–pа) = 733,26:1733,26 = 0,423 (42,3 %)
Найдем массу 100 мл полученного раствора: V·? = 100мл ·1,21 г/мл = 121 г
Найдем массу HCl в 100 мл раствора: m(HCl) = ?·m(p–pа) = 0,423·121 =51,2 (г)
Найдем количество вещества HCl: ?(HCl) = m:M = 51,2 :36,5 = 1,4 (моль).
Все элементы ответа записаны неверно
0
Максимальный балл
20
Задание 2.
При гидрировании смеси бутана и бутена-2 плотность ее (смеси) по водороду возросла на 0,5.
1. Вычислить состав исходной смеси в объемных процентах.
Обозначим плотность по водороду исходной смеси за Z. Тогда молярная масса смеси газов будет: М(смеси) = D(H2)·2 = 2Z.
1
Рассмотрим газовую смесь количеством вещества в 1 моль. Пусть ?(С4Н8) в этой смеси было Х моль, тогда ?(С4Н10) = (1–Х) моль
m(С4Н8) = M(С4Н8) · ?(С4Н8) = 56X
m(С4Н10) = M(С4Н10) · ?(С4Н10) = 58(1–X)
При гидрировании газовой смеси бутен-2 превращается в бутан:
СН3–СН=СН–СН3 + Н2 ? СН3–СН2–СН2–СН3
Из уравнения реакции видно, что ?(С4Н8) = ?(С4Н10), то есть количество моль смеси не изменяется.
Так как D(H2) после гидрирования возросла на 0,5, то молярная масса газа составит: М(газа) = 2·(Z + 0,5)
Получили систему уравнений с двумя неизвестными:
56Х + 58(1–Х) = 2Z
58 = 2(Z + 0,5)
X = 0,5
Z = 28,5
4
Так как Х = ?(С4Н8) = 0,5 моль, то ?(С4Н10)=(1–Х)= 0,5 моль и, следовательно, в исходной смеси количество моль (соответственно и объемы) были равны. Таким образом, в исходной смеси содержалось 50 % С4Н8 и 50 % С4Н10 в объемных процентах.
Задание 3.
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
KFeO2 + 2H2O = Fe(OH)3? + KOH
2Fe(OH)3 +6HI = 2FeI2 + I2? + 6H2O
2FeI2 + 4KOH + H2O2 = 2Fe(OH)3 + 4KI
2Fe(OH)3 + 3Br2 + 10NaOH = 2Na2FeO4 + 6NaBr +8H2O
2Na2FeO4 + 16HCl = 2FeCl3 +3Cl2? +4NaCl + 8H2O
Задание 4.
Различные виды топлива характеризуются теплотворной способностью (ТС). ТС – это тепловой эффект, который соответствует сгоранию 1 кг твердых и жидких видов топлива или 1 м3 для газообразного топлива.
1. Вычислите теплотворную способность угля в (кДж/кг), содержащего 87% углерода и 13% негорючих примесей, если ?Н0(С) графит = 0 кДж/моль, ?Н0(О2) газ = 0 кДж/моль, ?Н0(СО2)газ = –393,8 кДж/моль.
2. Основной компонент природного газа – метан. Вычислите теплотворную способность природного газа в (кДж/м3), считая, что в нем содержится 95 % метана, если ?Н0(СН4)газ = – 74,86 кДж/моль, ?Н0(Н2О)газ = – 241,98 кДж/моль, ?Н0(О2) газ = 0 кДж/моль, ?Н0(СО2)газ = –393,8 кДж/моль.
1. С(гр.) + О2(г) = СО2(г)
По закону Гесса ?Н0реакции = ?Н0(СО2)газ – [?Н0(О2) газ + ?Н0(С)графит)], подставив данные, получим ?Н0реакции = – 393,8 кДж/моль.
Теплота сгорания этой реакции Q = – ?Н0реакции; Q = 393,8 кДж/моль.
Для вычисления теплотворной способности возьмем образец угля массой 1 кг, тогда в нем будет содержаться углерода:
m(С) = ?(С)·m(угля) = 0,87·1000г = 870г
Рассчитаем ТС угля:
ТС(угля) = 393,8 кДж/моль · (870г : 12г/моль) / 1кг = 28550,5 кДж/кг.
Или:
?(С) = m(С):M(C) = 870г : 12г/моль = 72,5 моль
Q = 393,8 кДж/моль ·72,5 моль = 28550,5 кДж
ТС(угля) = 28550,5 кДж : 1кг = 28550,5 кДж/кг.
или
2. Уравнение сгорания метана: СН4(г) + 2О2(г) = СО2(г) + 2Н2О (г)
По закону Гесса ?Н0реакции = [?Н0(СО2)газ + 2 ?Н0(Н2О)газ] – [2?Н0(О2) газ + ?Н0(СН4) газ]
?Н0реакции = [(– 393,8) + (–2·241,98)] – [0 + (–74,86)] = – 802,9 (кДж/моль)
Теплота сгорания этой реакции Q = – ?Н0реакции; Q = 802,9 кДж/моль
Для вычисления теплотворной способности газообразного топлива возьмем образец метана объемом 1 м3, тогда в нем будет содержаться метана:
V(С) = ?(СH4)·V(природного газа) = 0,95·1м3 = 0,95 м3= 950 л
Рассчитаем ТС природного газа:
ТС(СН4) = 802,9 кДж/моль · (950 л : 22,4 л/моль) / 1м3 = 34051,6 кДж/м3.
?(СH4) = V(СH4):Vm = 950 л : 22,4 л/моль = 42,41 (моль)
Q = 802,9 кДж/моль · 42,41 моль = 34051,6 кДж
ТС(угля) = 34051,6 кДж : 1м3 = 34051,6 кДж/м3
Задание 5.
В шести пробирках без надписей находятся безводные соединения: оксид фосфора (V), хлорид натрия, сульфат меди, хлорид алюминия, сульфид алюминия, хлорид аммония.
1. Как можно определить содержимое каждой пробирки, если имеется только набор пустых пробирок, вода и горелка? Предложите план анализа.
2. Напишите уравнения реакций.
3. Укажите признаки реакций.
Небольшое количество каждого из веществ помещаем в воду:
CuSO4+5H2O = CuSO4·5H2O
(образуется голубой раствор кристаллогидрата);
Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3? + 3H2S?
(выпадает осадок и выделяется газ с неприятным запахом);
AlCl3 + 6H2O = A1C13· 6H2O + Q
AlCl3+ H2O = AlOHCl2 + HCl AlOHC12 + H2О = Al (OH)2Cl + HCl
А1(ОН)2С1 + Н2О = А1(ОН)3? + НСl
(выпадает осадок)
P2O5 + H2O = 2HPO3
HPO3+H2O = H3PO4
(бурная реакция с выделением большого количества тепла, образуется прозрачный раствор).
Два вещества — хлорид натрия и хлорид аммония — растворяются, не реагируя с водой;
Их можно различить:
1) нагревая сухие соли (хлорид аммония возгоняется без остатка):
NH4Cl ? NH3? + HCl?;
2) По окраске пламени: соединения натрия окрашивают пламя в желтый цвет.
Представьтесь*
Ваш комментарий*