- Преподавателю
- Химия
- Сборник задач по неорганической химии для подготовки к олимпиаде
Сборник задач по неорганической химии для подготовки к олимпиаде
Раздел | Химия |
Класс | - |
Тип | Другие методич. материалы |
Автор | Лагно И.А. |
Дата | 18.09.2015 |
Формат | doc |
Изображения | Есть |
Областное государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования
КОЛЛЕДЖ ИНДУСТРИИ ПИТАНИЯ, ТОРГОВЛИ
И СФЕРЫ УСЛУГ
634062, г. Томск, ул.И.Черных, 97, тел. 8(3822) 67-58-63, ИНН 7020015463, ОГРН 1027000888749,
e-mail: [email protected], college.tomsk.ru
Сборник задач по неорганической химии
(учебно-методическое пособие для подготовки к олимпиадам)
Томск 2015г.
Организация - разработчик ОГБПОУ «КИПТСУ»
Преподаватель химии Лагно И.А.
Введение.
Данное методическое пособие можно рекомендовать для проведения спецкурса или консультативных часов для решения нестандартных задач по темам неорганической химии, для подготовки к олимпиадам, для самостоятельной работы студентов или как дополнительные задания при проведении контрольных работ.
Содержание:
-
Строение атома. Изотопы. Ядерные реакции.
-
Моль. Молярная масса. Молярный объем. Закон Авогадро.
-
Массовая доля. Объемная доля.
-
Вывод формулы соединения.
-
Растворы.
-
Газовые законы. Уравнение Менделеева-Клапейрона.
-
Металлы. Сплавы и интерметаллические соединения. Получение, электролиз. Физические и химические свойства.
-
Закономерности протекания химических реакций. Тепловой эффект реакций, скорость реакций, химическое равновесие.
-
Неметаллы.
-
Комбинированные задачи.
11. Литература
1. Строение атома. Изотопы. Ядерные реакции.
Задача 1. Сколько протонов и электронов содержат следующие молекулы и ионы: а) АlH4 +б) NCl3.
Задача 2. Сколько различных видов молекул оксида углерода (IY) можно получить из изотопа углерода 12С и трех изотопов кислорода: 16О,17О,18О? Напишите все формулы оксидов и рассчитайте их молекулярные массы (в формулах укажите массы изотопов).
Задача 3. В стакане воды, зачерпнутой в любом природном водоеме, содержится не менее 18 разновидностей молекул, образованных элементами водородом и кислородом. Напишите формулы этих разновидностей молекул и вычислите их относительные молекулярные массы.
Задача 4. Элемент Li состоит из двух природных изотопов: 6Li (массовая доля 7,52%) и 7Li (92,48%). Чему равна относительная атомная масса элемента лития?
Задача 5. Природный бром содержит два изотопа. Молярная доля изотопа 79Br равна 55%. Какой еще изотоп входит в состав элемента брома, если его относительная атомная масса равна 79,9?
Задача 6.Относительная атомная масса элемента бора составляет 10,811. Известно, что бром имеет два природных изотопа: 10В и 11В. Определите массовую долю каждого из изотопов в природном боре.
Задача 7. При бомбардировке алюминия нейтронами образовались a-частицы (ядра атомов гелия - 4Не) и изотоп некоторого элемента. Определите этот изотоп.
Задача 8. Допишите уравнения ядерных реакций:
а) 52Cr + n - 52 Y + ....
б) 55 Mn + n - 52 Y + ....
в) 239 U - 239 Np + ...
г) 239 Pu + 4 He - 242Cm + ....
д) 209 Bi + 4 He - 211 At + ....
Задача 9. Элемент астат ( изотоп At) был получен облучением изотопа висмута Bi a - чаcтицами (ядрами атомов гелия). Напишите уравнения ядерной реакции в полной и сокращенной формах.
2. Моль. Молярная масса. Молярный объем. Закон Авогадро.
Задача 1. Какое количество вещества атомной серы содержится в сульфиде железа (II) массой 22 г? Ответ: 0,25 моль.
Задача 2.Определите количество вещества атомного бора, содержащегося в тетраборате натрия Na4B4O7 массой 40,4г. Ответ: 0,8 моль.
Задача 3. Сколько структурных единиц содержится в молекулярном иоде массой 50,8г? Ответ: 1,2 * 1023
Задача 4. В каком количестве вещества оксида серы (IY) содержится такое же число атомов серы, что и в пирите FeS2 массой 24г? Ответ: 0,4 моль.
Задача 5.Использую значение молярного объема газа при нормальных условиях, рассчитайте плотность молекулярного кислорода ( в г/мл). Ответ: 0.00143г/мл.
Задача 6. Вычислите относительную плотность по водороду газовой смеси, состоящей из оксида углерода (II) объемом 56 л и оксида углерода (IY) объемом 28 л. Ответ: 16,67.
Задача 7. Смешаны равные объемы водорода и кислорода. Рассчитайте массовую долю кислорода в полученной смеси. Ответ: 94,1%.
Задача 8. Водород объемом 10 л сожгли в избытке кислорода. Смесь охладили и привели к исходным условиям. На сколько литров изменился при этом объем смеси. Ответ: на 15 л.
Задача 9. Вы купили пачку поваренной соли массой 1 кг. Сколько стоит 1 моль соли, 1 молекула соли, если 1 кг соли стоит 10 рублей?
Задача 10.О числе Авогадро в учебнике « Неорганическая химия » написано: « Это число неизмеримо больше, например, числа стаканов воды, заключенных во всех океанах, морях, реках.». Вычислите, чему равно это « неизмеримо больше», если общий объем поверхностных вод Земли составляет округленно 1,4 миллиардов км 3 , а стакан емкостью 0,2 л. Ответ: в 86 раз.
Задача 11. Во сколько раз в земной коре атомов кислорода больше, чем атомов кремния. Массовые доли кислорода и кремния в земной коре соответственно равны 0,47 и 0,295. Ответ: в 2,8 раза.
Задача 12. Определите массу 22,4 л газовой смеси гелия, аргона и неона (н.у.) , если на один атом гелия в смеси приходится 2 атома неона и 3 атома аргона.
Ответ: 27,34 г.
Задача 13. Какой объем занимает моль водорода в межзвездных облаках, если известно, что в 1 см3 таких облаков содержится 10 молекул? Ответ: 6,02 * 10 7 км3 или кубик с ребром 400 км.
3. Массовая доля. Объемная доля.
Задача 1. Рассчитайте среднюю относительную «молекулярную» массу воздуха, приняв его состав следующим: азот - массовая доля 75,5%, кислород - 23. 1 %, аргон - 1,3 %. Ответ: 29,1 г/моль.
Задача 2. Рассчитайте массу воздуха, который потребуется для сжигания 20 г серы. Примите, что массовая доля кислорода в воздухе равна 23,1%. Ответ: 86,6г.
Задача 3. Приняв массовую долю кислорода в воздухе равной 23,1%, определите количество вещества кислорода, который можно получить из 100 кг воздуха. Ответ: 722моль.
Задача 4. В некотором сплаве на 7 атомов меди приходится 1 атом олова. Рассчитайте массовую долю меди в этом сплаве. Ответ: 79%.
Задача 5. Из образца горной породы массой 25 г, содержащего минерал аргентит Ag2S,выделено серебро массой 5,4г. Определите массовую долю аргентита в образце. Ответ: 24,8%.
Задача 6. Состав оксида некоторого металла может быть выражен простейшей формулой Ме2О3. Известно. Что оксид массой 76,5г содержит металл массой 40,5г. Какой металл образует оксид? Ответ: алюминий.
Задача 7. Определите массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl2 * 2 Н2О. Ответ: 14,75%.
Задача 8. Некоторый элемент проявляет в оксиде степень окисления +4. Массовая доля этого элемента в оксиде составляет 71,17%. Какой это элемент?
Ответ: селен.
Задача 9. Определите массовую долю (в %) оксида железа (III) в красном железняке, если по данным анализа этот образец руды содержит 60% железа.
Ответ: 85,7%.
Задача10. В 400 мл воды растворили 100г медного купороса CuSO4 * 5Н2О. Вычислите массовую долю ( в %) сульфата меди (II) в полученном растворе.
Ответ: 12,8%.
Задача 11. Определите массу железного купороса FeSO4 * 7Н2О, который необходимо растворить в 1 л воды, чтобы получить раствор, содержащий 10% массовой доли FeSO4. Ответ: 224 г.
Задача 12. Массовая доля кристаллизованной воды в железном купоросе составляет 45,3%. Определите число молекул воды в формуле железного купороса (FeSO4 * n H2O). Ответ: 7 .
Задача 13. Масса 10 л озонированного кислорода равна 15г. Определите объемный состав смеси. Ответ: 9л кислорода ,1л озона.
4. Вывод формулы соединений.
Задача 1. В состав химического соединения входят натрий, фосфор и кислород. Массовые доли элементов составляют (в %): натрия - 34,6, фосфора - 23,3, кислорода - 42,1. Определите простейшую формулу соединения. Ответ: Na4P2O7
Задача 2. В оксиде молибдена отношение массы молибдена к массе атомного кислорода равно 2. Определите простейшую формулу оксида. Ответ: МоО3.
Задача 3. Образец соединения фосфора и брома массой 81.3 г содержит фосфор массой 9,3 г. Определите простейшую формулу этого соединения. Ответ: РВr3.
Задача 4. Относительная молекулярная масса оксида некоторого металла в 1,5 раза меньше относительной молекулярной массы его сульфида. Какой это металл, каковы формулы его оксида и сульфида? Ответ: Al, Al2O3, Al2S3.
Задача 5. Хлорид некоторого металла имеет относительную молекулярную массу, равную 133,5. Определите неизвестный металл. Ответ: алюминий.
Задача 6. Хлорид некоторого металла содержит 74,7% хлора, определите неизвестный металл. Ответ: титан, магний.
Задача 7. Химические элементы А и В относятся к одному периоду, но к разным группам и образуют друг с другом соединения типа АВ. Назовите эти элементы, если единственный оксид элемента А содержит 28,57% кислорода. Напишите формулы оксидов В и формулы соответствующих гидроксидов. Ответ: А - Са, В - Se, SeO2 - H2SeO3, SeO3 - H2SeO4 .
Задача 8. Определите формулу вещества Х, состоящего из кислорода, азота, фосфора и водорода, если известно, что оно содержит 48,5% кислорода, количество атомов азота в два раза больше количества атомов фосфора, а количество атомов водорода в 2,25 раза больше количества атомов кислорода. Относительная молекулярная масса вещества Х меньше 200. Ответ: (NH4)2HPO4 - гидрофосфат аммония.
5. Растворы.
Задача 1. При добавлении воды к алебастру CaSO4 * 0,5Н2О образуется гипс CaSO4 * 2H2O. Рассчитайте массу воды, необходимую для превращения в гипс алебастра массой 43,5 кг. Ответ: 8,1 кг.
Задача 2. При упаривании раствора сульфата натрия соль выделяется в виде кристаллогидрата NaSO4 *10 H2O. Какую массу кристаллогидрата можно получить из раствора объемом 200 мл с массовой долей сульфата натрия 15%, плотность которого 1,14 г/мл. Ответ: 77,6г.
Задача 3. Какую массу медного купороса иCuSO4 * 5 H2O и воды надо взять для приготовления раствора сульфата меди (II) массой 40 кг с массовой долей CuSO4 2%. Ответ: 1,25 кг медного купороса и 38,75 кг воды.
Задача 4. В воде массой 600 г растворили аммиак объемом 560 мл (н.у.). Определите массовую долю аммиака в полученном растворе. Ответ: 0.071% .
Задача 5. Какую массу раствора с массовой долей карбоната калия 40% надо прибавить к воде массой 500 г для получения раствора с массовой долей К2СО3 15%? Ответ:300 г.
Задача 6. В лаборатории имеются растворы с массовой долей хлорида натрия 10 и 20%. Какую массу каждого раствора надо взять для получения раствора с массовой долей соли 12% массой300 г? Ответ: 240 г и 60 г.
Задача 7. Определите массу раствора с массовой долей CuSO4 10% и массу воды, которые потребуются для приготовления раствора массой 55 г с массовой долей CuSO4 2%.Ответ: масса раствора 100 г , масса воды 400 г .
Задача 8. К метиловому спирту массой 32 г и плотностью 0,8 г/ мл добавили воду до объема 80 мл. Определите объемную долю спирта в растворе. Ответ: 50% .
Задача 9. При смешивании воды объемом 50 мл и плотностью 1г/мл и метилового спирта объемом 70 мл и плотностью 0,8 г/мл получим раствор с плотностью 0,9 г/мл. Определите объемную долю метилового спирта в растворе. Ответ: 59,4%.
Задача 10. Смешаны два раствора с равными массами и массовыми долями 5% сульфида натрия и хлорида меди. Определить массовую долю веществ, находящихся в растворе после сливания. Ответ: 1,08% Na2S и 2,20 % NaCl.
Задача 11. Какой станет массовая доля раствора, если к 100 г раствора гидроксида лития с массовой долей 10% добавить 10 г металлического лития?
Ответ:40,8%.
Задача 12. Сколько граммов хлорида натрия выпадает в осадок из 600 г раствора, насыщенного при 80о С, при охлаждении его до 0оС? Растворимость NaCl составляет 38 г при 80о Си 35,8 г при 0о С. Ответ : 9,5 г NaCl.
6. Газовые законы. Уравнение Менделеева - Клапейрона.
Задача 1. Какой воздух легче: сухой или влажный?
Задача 2. Смешали равные объемы метана, оксида углерода (II) и оксида углерода (IY). Полученную смесь объемом 3л пропустили через склянку с водным раствором щелочи. Чему будет равен объем газа, измеренный при тех же условиях, на выходе из склянки? Ответ: 2 л.
Задача 3. При каком молярном соотношении аргона и оксида серы (IY) получается смесь, которая в 2 раза тяжелее воздуха? Ответ: n (Ar)/ n (SO2) =1 : 3.
Задача 4. Вычислите среднюю молярную массу смеси, состоящей из 30% ( по объему) сероводорода и 70% азота. Ответ: 29,7 г/моль.
Задача 5. Найдите плотность по водороду генераторного газа, имеющего следующий объемный состав: 25% СО, 70% N2, 5% СО2. Ответ: D (H2) =14,4.
Задача 6. Вычислите объем фтороводорода, который надо добавить к 3,36л криптона, для того чтобы средняя молярная масса полученной газовой смеси стала равной 60 г/моль. Ответ: 2,016л HF.
Задача 7. Плотность смеси озона и кислорода по водороду равна 18. Найдите объемные доли газов в этой смеси. Ответ: 75% О2, 25% О3.
Задача 8. Плотность смеси оксидов углерода (II) и (IY) равна плотности кислорода Определите массовую, объемную и мольную доли оксида углерода (II) в смеси. Ответ: Массовая доля СО равна 65,6%, объемная доля СО равна мольной доле и равна 70%.
Задача 9. В сосуде 40 л находится 77 г углекислого газа под давлением 106,6 кПа. Найдите температуру газа. Ответ: 20о С.
Задача 10. Какой объем займут 20 г азота при 0о С и давлении 202 кПа ? Ответ: 8,02 л азота.
Задача 11. Оксид углерода (IY) находится в сосуде объем которого равен 20 л , при температуре 22оС и давлении 500 кПа. Определите массу оксида углерода (IY). Ответ: 179,4 г.
Задача 12. Газ массой 30,3 г заполнил сосуд объемом 15 л при температуре 18оС Давление газа внутри сосуда составляет 122 кПа. Определите молярную массу газа. Ответ: 40г/моль.
-
Металлы. Сплавы и интерметаллические соединения.
Получение, электролиз. Физические и химические свойства.
Задача 1. В некотором сплаве на семь атомов меди приходится 1 атом олова. Рассчитайте массовую долю меди в этом сплаве. Ответ: 79%.
Задача 2. Массовая доля натрия в его интерметаллическом соединении с оловом равна 20,5%. Определите формулу интерметаллического соединения. Ответ: Na4Sn3.
Задача 3. Определите формулу интерметаллического соединения серебра с алюминием, если массовая доля серебра в нем составляет 87%. Ответ: Ag5Al3.
Задача 4. Состав интерметаллического соединения железа с неизвестным металлом выражается формулой Fe5Me21. Массовая доля железа в соединении составляет 17%. Какой металл входит в состав соединения с железом? Ответ: цинк.
Задача 5. Какую массу олова и соединения Na2Sn надо взять для получения Na4Sn3 массой 134,7г? Ответ: 35,7 г Sn, 99 г Na2Sn.
Задача 6. Сплавили свинец массой 62,1 г и магний массой 36 г. В сплаве образовалось интерметаллическое соединение, массовая доля магния в котором равна 18,*%. Чему равна масса полученного соединения? Ответ: 76,5 г.
Задача 7. Из медной руды массой 16 т, содержащей халькозин Сu2S и вещества, не содержащие медь, получили черновой металл массой 650 кг. Определите массовые доли меди и халькозина в руде, если массовая доля меди в черновом металле составляет 98,46%. Ответ: медь 4%, халькозин 5%.
Задача 8. Железная руда содержит магнетит Fe3O4, массовая доля которого равна 65%. Рассчитайте массовую долю железа в этой руде. Ответ: 47,1%.
Задача 9. Для получения никеля используют реакцию восстановления оксида никеля (II) углеродом. Определите массу угля, который необходимо взять для получения никеля массой 295 г, если массовая доля углерода в угле составляет 92%. Учтите, что для реакции нужен двукратный избыток углерода. Ответ : 130,4 г.
Задача 10. После электролиза на инертных электродах 200 мл 20% раствора ( плотность 1,22 г/мл ) гидроксида калия на аноде собрали 11,2 л (н.у.) газа. Рассчитайте конечную массовую долю (в %) оставшегося в растворе вещества. Ответ: 21,6%.
Задача 11. Плотность алюминия равна 2,70 г/см3, никеля - 8,91 г/см3.Рассчитайте, какой объем будут занимать эти металлы, взятые в количестве 1 моль.
Задача 12. Сплав меди с оловом массой 20 г ( массовая доля олова в сплаве равна 11,9%) поместили в соляную кислоту. Рассчитайте объем водорода, измеренный при нормальных условиях, который выделится при этом. Ответ: 448 мл.
Задача 13. Железные опилки массой 20,5 г поместили в раствор сульфата меди (II). Через некоторое время металлический осадок отделили от раствора и взвесили. Его масса составила 20,7 г. Вычислите массу железа, которое перешло в раствор, и массу меди, оказавшейся в осадке. Ответ: 1,6 г Cu, 1,4 г Fe.
Задача 14. В раствор нитрата серебра поместили образец меди массой 50,6 г. Через некоторое время масса образца увеличилась до 54,4 г. Вычислите массу осажденного на меди серебра. Ответ: 5,4 г.
Задача 15. Имеется смесь кальцинированной и питьевой соды, При прокаливании образца смеси массой 180 г выделилась вода массой 8,1 г. Вычислите массовую долю питьевой соды в исходной смеси. Ответ: 42%.
Задача 16. Рассчитайте массу кристаллической соды Na2CO3* 10 H2O, которая потребуется для приготовления раствора соды объемом 500 мл ( массовая доля Na2CO3 2%, плотность 1,02 г/мл). Ответ: 27,5 г.
Задача 17. При добавлении воды к алебастру СaSO4 * 0,5 H2O, образуется гипс CaSO4 *2Н2О. Рассчитайте массу воды, необходимую для превращения в гипс алебастра массой 43,5 кг. Ответ: 8,1 кг.
Задача18. Жесткость воды обусловлена содержанием в ней гидрокарбоната кальция. Рассчитайте массовую долю этого вещества в воде, если для устранения жесткости в воду массой 5 кг потребовалось внести гашеную известь массой 1,48г. Ответ: 0,0648%.
Задача 19. Щелочноземельный металл 5 г окислили кислородом воздуха, Полученный оксид прореагировал с водой, в результате образовался гидроксид металла массой 9,25 г. Какой щелочноземельный металл был взят? Ответ: кальций.
Задача 20. Алюминий получают электролизом оксида алюминия в расплаве. Выделяющийся на аноде кислород окисляет графитовый анод, образуя оксид углерода (IY). Какая масса алюминия была получена, если в результате реакций на аноде собран газ, объем которого при нормальных условиях составил 67,2 л? Ответ 108 г.
Задача 21. В воде растворили алюмокалиевые квасцы KAl(SO4)*12H2O массой 23,7 г, добавили раствор объемом 24,6 мл с массовой долей гидроксида натрия 20% и плотностью 1,22 г/мл. Какие соединения алюминия образуются? Определите их массу. Ответ: масса гидроксида алюминия 3,9 г.
Задача 22. К раствору, содержащему гидроксид алюминия массой 32 г, прилили раствор, содержащий сульфид калия массой33 г. Какой осадок образуется? Определите массу осадка. Ответ: Al (OH)3 массой 15,6 г .
Задача 23. Железо массой 12.2 г сплавили с серой массой 6,4 г. К полученному продукту добавили избыток соляной кислоты, Выделяющийся газ пропустили через раствор массой 200 г с массовой долей хлорида меди (II) 15%. Какая масса осадка образовалась? Ответ: 19,2 г.
Задача 24. Имеется смесь порошков железа, алюминия и меди массой 16 г. На половину смеси подействовали избытком концентрированного раствора гидроксида калия, получив газ объемом 3,36 л. К другой половине смеси добавили избыток раствора соляной кислоты. При этом выделился газ объемом 4,48 л. Определите массовые доли металлов в смеси. Объемы газов приведены к нормальным условиям. Ответ: массовая доля алюминия 33,75%, железа 35%,меди 31,25%.
Задача 25. В токе хлора сожгли 1 ,76 г смеси медных и железных опилок, в результате чего получилось 4,60 г смеси хлоридов металлов Найти массу меди, вступившей в реакцию. Ответ: 0,63 г меди.
Задача 26. При взаимодействии 20 г сплава цинка и магния с избытком серной кислоты образовалось 69 г сульфатов. Определит состав сплава в массовых долях. Ответ: сплав содержит 62% цинка и 38% магния по массе.
Задача 27. В 20 мл соляной кислоты может раствориться 3,421 г цинка, содержащего 5% массовой доли неметаллических примесей. Определите молярную концентрацию кислоты и полученного раствора. Ответ: 5 моль.л, концентрация хлорида цинка 2,5 моль/л.
Задача 28. Вычислите массу осадка, полученного при сливании растворов , содержащих 10 г гидроксида натрия и 13,6 г хлорида цинка. Ответ: 7,425 7 гидроксида цинка.
Задача 29. 6,85 г бария растворили в 50,00 г воды. Какова процентная концентрация раствора. Ответ: 15%.
-
Закономерности протекания химических реакций.
Тепловой эффект реакций, скорость реакций, химическое равновесие.
Задача 1.При стандартных условиях теплота полного сгорания белого фосфора равна 760,1 кДж/ моль , а теплота полного сгорания черного фосфора равна 722,1 кДж/ моль. Чему равна теплота превращения черного фосфора в белый при стандартных условиях? Ответ: -- 38 кДж/ моль.
Задача 2. При сгорании 2 моль этилена в кислороде выделилось 2822 кДж теплоты. Определите теплоту образования этилена, если стандартные теплоты образования СО2 и Н2О равны 393 кДж/ моль и 286 кДж/моль соответственно. Ответ: -- 53 кДж/ моль.
Задача 3. Даны три уравнения химических реакций:
Ca(тв) + 2Н2О (ж) = Са +2(водн) + 2 ОН (водн) + Н2(г)+ 109 ккал
СаО(тв) + Н2О (ж) = Са+2 (водн) + 2 ОН (водн) + 19,5 ккал
Н2(г) + ½ О2(г) = Н2О(ж) + 68 3 ккал
Определите тепловой эффект реакции Са(тв) + ½ О2 = СаО (тв) +Q.
Ответ: 157,8 ккал.
Задача 4. Как известно, высокотемпературное пламя ацетилено-кислородных горелок широко используется для сварки и резки металлов. Можно ли для аналогичных целей использовать пламя метано-кислородной горелки? Рассчитайте, в какой из двух указанных типов горелок и во сколько раз выделится теплоты при сгорании одинаковых объемов ацетилена и метана. Теплоты образования СН4, С2Н2, СО2 и Н2О равны + 75, - 230, + 393, +286 кДж/ моль соответственно. Ответ: ацетилено-кислородное пламя выделяет в 1,5 раза больше теплоты, чем метано-кислородное.
Задача 5. Тонко измельченную смесь алюминия и железной окалины (Fe3O4), часто называемую термитом, применяют для сварки металлических изделий, поскольку при поджигании термита выделяется большое количество теплоты и развивается высокая температура. Рассчитайте минимальную массу термитной смеси, которую необходимо взять для того, чтобы выделилось 665,26 кДж теплоты в процессе алюмотермии, если теплоты образования Fe3O4 и Al2O3 равны 1117 кДж/ моль и 1670 кДж/ моль соответственно. Ответ : 182,4 г.
Задача 6. При сжигании паров этанола в кислороде выделилось 494,2 кДж теплоты и осталось 19,7 л непрореагировавшего кислорода ( измерено при давлении 101,3 кПа и температуре 27о С). Рассчитайте массовые доли компонентов в исходной смеси, если известно, что теплоты образования оксида углерода (IY), паров воды и паров этанола составляют 393,5 кДж/ моль ,241 кДж/моль и 277,0 кДж/ моль соответственно. Ответ: 22,3 % С2Н5ОН, 77,7% О2..
Задача 7. 48 г минерала, содержащего 46,7% железа и 53,35 серы по массе, сожгли в избытке кислорода, а твердый продукт сгорания прокалили с 18,1 г алюминия. Какое количество теплоты выделилось в результате каждого из этих процессов, если известно, что реакции проводились при постоянной температуре, а теплоты образования при данной температуре равны: сульфид железа 174 кДж/ моль, оксид железа (Ш) 824 кДж/ моль, оксид серы (IY) 297 кДж/ моль оксид алюминия 1675 кДж/ моль. Ответ: 332,8 кДж при обжигеFeS.2. и 85 кДж при восстановлении Fe2O3.
Задача 8. Во сколько раз увеличится скорость реакции взаимодействия оксида углерода(II) и кислорода, если концентрация исходных веществ увеличится в 3 раза. 2СО ( газ) + О2 = 2 СО2 (газ).
Задача 9. Как изменится скорость данной реакции при увеличении давления в системе в 2 раза? 4NH3 + 5 O2 =4NO +6H2O. В системе укажите величину изменения скорости.
Задача 10. В результате некоторой реакции в единице объема в единицу времени образовалось 3,4 г аммиака, а в результате другой реакции в тех же условиях --- 3,4 г фосфина. Одинаковы ли скорости этих реакций? Ответ: Скорость первой реакции больше.
Задача 11. Как изменится скорость образования оксида азота (IY) в соответствии с реакцией: 2NO + O2 = 2NO2. , если если давление в системе увеличить в 3 раза, а температуру оставить неизменной. Ответ: увеличится в 27 раз.
Задача 12. Скорость некоторой реакции увеличивается в 2,5 раза при повышении температуры на каждые 10о в интервале от 0о до 60о С. Во сколько раз увеличится скорость при повышении температуры от 20 до 45о С. Ответ: в 9,88 раз.
Задача 13. Растворение образца цинка в соляной кислоте при 20о С заканчивается через 27 минут, а при 40о С такой же образец метала растворяется за 3 минуты. За какое время данный образец цинка растворится при 55 о С.
Ответ: за 34,6 сек.
Задача 14. Рассчитайте константу равновесия при некоторой заданной температуре для обратимой реакции СО + Н2О <==> СО2 + H2, учитывая что в состоянии равновесия концентрации участвующих в реакции веществ были равны: [ CO] = 0,16моль/л, [ H2O] = 0,32 моль/л, [CO2] = 0,32 моль/л,[H2] = 0,32 моль/л. Ответ: Кравн = 2.
Задача 15. Равновесие реакции N2 + 3 H2 <==> 2NH3 устанавливается при следующих концентрациях участвующих в них веществ: [N2] = 0/01 моль/л, [NH3] = 0,4 иоль/л, [H2] = 2 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходные концентрации азота и водорода. Ответ: Кравн = 2 (моль/л)-2, Исходные концентрации: 0,21 моль/л N2 , 2,6 моль/л Н2..
Задача 16. В 0,2 М растворе фосфористой кислоты Н3РО3 концентрация ионов Н+ равна 0.05 М. Вычислите константу диссоциации Н3РО3, предполагая, что второй протон не отщепляется. Ответ: К дисс=1.67*10-2.
Задача 17. Обратимая реакция описывается уравнением: А+В <==> C+D. Смешали по одному молю всех веществ. После установления равновесия в смеси обнаружено 1,5 моля вещества С. Найти константу равновесия. Ответ Кравн= 9.
Задача 18. Рассчитайте равновесные концентрации веществ, участвующих в реакции СО + Н2О <==> CO2 + H2, если исходные концентрации веществ равны: [CO] = 0,1 моль/л, [H2O] = 0,4моль/л, а константа равновесия при данной температуре равна1. Ответ: [CO] = 0,02 моль/л, [H2O] = 0,32 моль/л, [CO2] = 0/08 моль/л, [H2] = 0,08моль/л.
9 Неметаллы.
Задача 1. Газ, полученный при разложении гидрида натрия водой, пропустили над раскаленным оксидом меди (II) Масса твердого вещества уменьшилась на 4г, определите массу использованного гидрида натрия. Ответ: 6 г.
Задача 2. При разложении на свету раствора пероксида водорода массой 18,7 г выделился газ объемом 672 мл (н.у.). К оставшемуся раствору пероксида водорода добавили серной кислоты и избыток раствора иодида калия. При этом получили йод массой 12,7 г. Определить массовую долю пероксида водорода в исходном растворе. Ответ: 20%.
Задача 3. В раствор хлорида калия погрузили электроды и пропустили электрический ток. В результате образовался раствор массой 200 г с массовой долей КОН 2,8%. Какое количество вещества молекулярного хлора выделилось при электролизе? Ответ: 0,05 моль.
Задача 4 . Неизвестный металл массой 6,75 г соединяется с хлором, объем которого при нормальных условиях равен 8,4л. Этот же металл может реагировать с йодом, причем в хлориде и йодиде он проявляет одну и ту же степень окисления. Какая масса йодида образуется при взаимодействии металла массой 6,75 г с йодом? Ответ: 102 г.
Задача 5. К 130 мл смеси азота, водорода и метана добавили 200 мл кислорода и затем смесь подожгли. После окончания горения и конденсации паров воды общий объем составил 144 мл при тех же условиях, а после пропускания продуктов сгорания через избыток раствора щелочи объем уменьшился до 72 мл. Найти исходные объемы азота, водорода и метана. Ответ: объем Н2 = 28 мл,
объем N2- 30 мл, объем СО2 - 72 мл.
Задача 6. Вычислите, какой объем аммиака (н.у.) нужно растворить в 466 мл воды, чтобы получить раствор, содержащий 14% массовой доли гидроксида аммония. Ответ: 44,8 л.
Задача 7. В сухую, плотно закрывающуюся колбу объемом 3л внесли и подожгли фосфор массой 1г. Рассчитайте массу каждого вещества, находящегося в колбе после того, как закончилось горение фосфора и белый дым осел на стенки сосуда, если известно, что в условиях опыта плотность кислорода составляет 1,43 г/л, а воздуха - 1,29 г/л. Как изменилось давление в колбе. Ответ: Масса фосфора- 0,3 г, масса оксида фосфора - 1,6 г, масса азота и других примесей - 2,97 г.
Задача 8. В песке содержится 90% оксида кремния (IY) . Других соединений кремния не содержится. Определите массовую долю (в %) кремния в этом образце песка. Ответ: 42%.
Задача 9. При нагревании соли массой 12,8 г образуется вода массой 7,2 г и азот объемом 4,48 л (н.у.). Определите формулу соли, если ее молярная масса равна 64 г/моль. Ответ: NH4NO2 .
Задача 10. В почву под плодовое дерево необходимо внести оксид фосфора (Y) массой 0,4 кг. Какую массу суперфосфата надо взять в этом случае, если массовая доля усвояемого оксида фосфора (Y) в нем равна 20%. Ответ: 2 кг.
Задача 11. Под плодовое дерево необходимо внести аммонийную селитру массой 140 г с массовой долей азота 35%. Какую массу сульфата аммония надо взять, чтобы внести то же количество азота. Ответ: 231 г.
Задача 12. Массовые доли элементов в минерале изумруда равны: 5,06% Ве, 10.05% Al, 31,49% Si и 53,40% О. Определите формулу минерала и представьте ее в виде соединения оксидов металлов. Ответ: 3 Ве*Al2O3*6SiO2 .
10. Комбинированные задачи.
Задача 1. Докажите, что существуют химические соединения, содержащие 12,5% водорода по массе.
Задача 2. Смесь порошков серы и алюминия прокалили в токе кислорода. После окончания реакции масса смеси не изменилась. Объясните результаты эксперимента. И вычислите массовые доли серы и алюминия в исходной смеси.
Задача 3. К 20 г природной поваренной соли добавили 30 г воды. Получили 3% -ный раствор. Вычислите массу и массовую долю примесей ( песка, глины) в этом природном образце соли.
Задача 4. При анализе оксида марганца, относящегося к бертолидам ( нестехиометрическим соединениям), установлено, что массовая доля марганца составляет 68,2%. Определите формулу этого оксида. Ответ: MnO1,6.
Задача 5. Имеется смесь обычной воды и тяжелой. Определите массовую долю воды в смеси, если массовая доля кислорода в смеси равна 86%. Ответ: 32,5%.
Задача 6. Железную пластинку массой 20 г погрузили в раствор массой 80 г с массовой долей нитрата серебра 12%. Через некоторое время массовая доля нитрата серебра в растворе составила 8%. Определите, чему стала равна масса металлической пластины, если все полученное серебро выделилось на ней.
Задача 7. В баке было 64 кг чистой кислоты. Затем из бака отлили часть кислоты и добавили воду такой же массы. После выравнивания концентрации кислоты повторно взяли такую же, как и в первый раз, массу раствора кислоты. Как оказалось, в баке осталось 49 кг чистой кислоты. Сколько килограммов кислоты взяли первый раз и сколько второй? Ответ: в первый раз 8кг, во второй раз 7 кг кислоты.
Задача 8. В опреснительную установку подают морскую воду, в которой массовая доля растворенных солей составляет 0,032. Из установки получают опресненную воду, в которой массовая доля растворенных солей равна 0,008, и рассол, где массовая доля солей -0,22. Сколько тонн морской воды необходимо переработать для получения 10 т опресненной воды? Ответ: 11,28 т.
Список используемой литературы:
-
И.Г. Хомченко. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы М., «Новая волна», 2013 г.
-
Г.П. Хомченко. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. М., «Новая волна», 2013 г.
-
А.С. Егоров Химия для колледжей. Ростов- на- Дону Феникс 2013г
-
Н.Л. Глинка Задачи и упражнения по общей химии. М., «Интеграл-Пресс» 2002г.
-
М.В. Зуева. Контрольные и проверочные работы по химии. М., «Дрофа», 2010 г.
-
Московские городские химические олимпиады. Методические рекомендации. М., 2002 г.
-
Н. Кузьменко, В. Еремин, В. Попков. Химия. М., «Дрофа», 1999 г.
-
Ю.М. Лабий. Решение задач по химии с помощью уравнений и неравенств. М., «Просвещение», 2008 г.
-
Материалы городских олимпиад по химии г. Томска.