ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «химия есептерін шығару әдістемесі»

Шешуі:

--------------

М(С)=12г/моль Теңдеу бойынша 1моль С және 1моль О₂

V_m= 22,4л/моль m (С) =1моль ∙12г/моль =12г

V(О₂) =1моль ∙22,4л/моль =22,4л

18г >12г (1,5есе) олай болса О₂ де 1,5 есе көп керек етеді.

V(О₂) =22,4л ∙1,5 = 33,6л

Бір литр газдардың көлемдері 22,4л тең, молекула саны 6∙10²³ тең. Ал массалары бірдей емес.

m (Н₂) М _r (Н₂)

Массаны формула арқылы да анықтаймыз

m = V∙ p m (СО₂) = V(СО₂) ∙ p (СО₂)

m (Н₂) = V(Н₂) ∙ p (Н₂) осыдан
V(СО₂) ∙ p (СО₂) = М_r(СО₂)

V(Н₂) ∙ p (Н₂) М_r (Н₂)

p(Н₂) М_r (Н₂)

p₁ : p₂ = d тығыздық дейді.
d = m₁ : m₂ = p₁ : p₂ = М_r(1) : М_r(2)

Есеп №13 Тұз қышқылының (НСІ) азот бойынша тығыздығын анықтау

Шешуі:

НСІ

М _r (НСІ) =36,5 Газдардың тығыздығын кестеден қараймыз.

М _r (N₂) = 28

p (НСІ) =1,63г/л p (N₂) = 1,25г/л

Шешуі: 4 NН₃ + 3 О₂ = 2 N₂ + 6Н₂О

V (NН₃) =2л 4 моль 3 моль 2 моль

-------------------

V (N₂)-? V (О₂)-? Химиялық теңдеу бойынша аммиак 4 көлем, ал

азот 2 көлем болып тұр, олай болса азот 2 есе, ал оттегі 1,5 есе кем бөлінеді,

С_хН_у + 5О₂ = 3СО₂ + 4Н₂О

1. 
   Символика арқылы төмендегі мәліметтерді жазыңдар: 1) құрамында 12 атом көміртегі 22 атом сутегі және 11 атом оттегі кіретін сахарозаның салыстырмалы молекулалық массасы; 2) сахароза молекуласының массасы.
   
2. 
   Сахарозаның құрамындағы сутегі, көміртегі және оттегінің массалық үлесін анықтаңдар.
   
3. 
   Н₂SО₄ –күкірт қышқылы. Символика арқылы белгілеңдер. а) Н₂SО₄ молекуласының массасы;б) Н₂SО₄ – салыстырмалы молекулалық массасы; в) Н₂SО₄ құрамындағы элементтердің массалық үлесін анықтаңдар.
   
4. 
   Н₂SО₄ молекуласы судың молекуласынан неше есе ауыр?
   
5. 
   150г NО₂ құрамында қанша молекула болады?
   
6. 
   Азот оксидінің осы массасы неше моль болады? Басқа мәліметтерді пайдаланып есепті кері байланыс арқылы шығарыңдар.
   
7. 
   5моль сутегі газында қанша молекула болады.
   
8. 
   1,5моль Н₂SО₄және 0,2моль АІ₂О₃ массасын анықтаңдар.
   
9. 
   6,4г мыс сымының ұзындығы 1м. Бір моль мыстың мөлшері болатын мыс сымның қандай ұзындығын алуға болады?
   
10. 
    . Бір кг тұз сатып алынды. Ондай мөлшердің моль саны қанша. 1моль тұздың бағасы қанша?
    
11. 
    . 18г зат 200г ерітіндіде болады. Ерітіндідегі еріген заттың массалық үлесін анықтаңдар.
    
12. 
    . 5% 500г иод ерітіндісін дайындау үшін қанша г иод және спирт алуға болады.
    
13. 
    . 3л 50% КОН ерітіндісі (ρ=1,51г/см³) берілген. Еріген заттың массасын анықтаңдар.
    
14. 
    . 0,2М 500мл КNО₃ ерітіндісін дайындау үшін қанша грамм КNО₃ алуға болады.
    
15. 
    . 3М 12л ерітіндіге 1440зат ерітілген. Ерітіндідегі заттың молярлық массасын анықтаңдар.
    
16. 
    . 0,1моль О₂; 0,4моль Н₂; 0,5моль СО₂ қандай көлем алады (қ.ж.)
    
17. 
    . 110г құрғақ мұзды буландырғанда түзілетін СО₂ көлемі (қ.ж.) қандай болады.
    
18. 
    . 10,8г АІ тұз қышқылының әрекеттескенде қандай көлем сутегі (қ.ж.) бөлінеді. Кері есепті құрастырыңдар.
    
19. 
    1,5моль НСІ мен алюминий әрекеттескенде түзілетін тұздың массасын және сутегінің көлемін анықтаңдар. Кері есепті құрастырыңдар
    
20. 
    0,5моль суды айырғанда түзілген сутегімен оттегінің (қ.ж.) көлемін анықтаңдар.
    
21. 
    Сутегі бойынша төмендегі заттардың салыстырмалы тығыздығын анықтаңдар: а) оттегі; б) азот; в) көмір қышқыл газы
    
22. 
    . Ауа бойынша салыстырмалы тығыздықты табу. 1-Хлор; 2.Азот оксиді 3. Күкіртті сутек 4. Көмір қышқыл газы
    
23. 
    . 3л метанды, 3л этанды, 3л ацетиленді жаққанда қандай көлем көмірқышқыл газы бөлінді.
    
24. 
    . 2л иіс газын, күкіртті сутекті, бутанды жаққанда қандай көлем оттегі жұмсалады.
    

Бұл есепте ең бірінші әрекет, ол магний оксиді мен азот қышқылының қайсысының артық алынғаның анықтау.

0,5моль 0,5моль

m( MgO) =20г MgO + 2 НNО₃ = Mg(NO₃)₂ + Н₂О

m(НNО₃ ) =94,5г 1моль 1моль

m(Mg(NO₃)₂) -? γ( MgO) = 20г : 40г/моль = 0,5моль

γ(НNО₃ ) = 94,5г : 63г/моль =1,5моль

М( MgO)=40г/моль γ( MgO)=0,5моль=γ(Mg(NO₃)₂) = 0,5моль

М(НNО₃ )=63г/моль Осыдан:

М(Mg(NO₃)₂)=148г/моль m(тұз) = γ · М = 0,5моль·148 г/моль =74г

m (MgO) : m (НNО₃ ) = 40 : 126 = 2 : 6,3

6,3 < 9,4 қышқыл артық алынған

m (MgO) = 1моль · 40 г/моль = 40 г

m(НNО₃ ) = 2моль · 63г/моль = 126г

20 г < 40 г 2есе кіші, олай болса, қышқыл да 2 есе аз болу керек, яғни

m (НNО₃ ) = 126 г : 2 = 63г, ал есептің шарты бойынша қышқыл 94,4 г олай болса қышқыл артық алынған.

4-әдіс. Пропорционалдық коэфициент арқылы.

20г 94,5

40г 126
20 г : 40 г = 0,5; 94,5 : 126 = 0,75

0,5 < 0,75 қышқыл артық алынған.

5-әдіс.Пропорция әдісі арқылы.

20г mх

а) MgO + 2 НNО₃ = Mg(NO₃)₂ + Н₂О

40г 126
20 : 40 = mх : 126

m(НNО₃ ) = 20 г ·126 г / 40 г = 63 г

63 < 94,5 - қышқыл артық алынған.

ә) MgO + 2 НNО₃ = Mg(NO₃)₂ + Н₂О

40г 126

mх ׃ 40 = 94,5 : 126

m (MgO) = 40 г ·94,5 г / 126 г = 30 г

Бұл есептеулерде өнімнің шығымының массалық үлесі туралы ұғым қалыптастырылады. Өндіріске байланысты есептеулерде алынған өнімнің шығымы әруақытта шығынға байланысты болады. Сондықтан да технолог- иялық есептеулерде өнімнің шығымына байланысты формуланы пайдалануға болады.

Н_η= mП / mТ ·100; η = m_{прак /} m_теор

Есеп №2 Құрамында 45% S бар 320 т күкіртті колчеданнан  405 т күкірт қышқылы алынған. (есептеу сусыз қышқылға) Күкірт қышқылының шығымының массалық үлесін анықтаңдар.

Шешуі:

ω(S) = 0,45 η = m_пр / m_т

m_пр (Н₂ SО₄) = 405 т Өнімнің шығымының массалық

үлесін анықтау үшін күкірт қышқыл -

η (Н₂ SО₄) - ? - ының практикалық және теориалық

массасын білсе болғаны. Ал, практика-

М(S) = 32·10^-3кг/моль лық масса есептің шартыңда көрсетілген.

М(Н₂ SО₄) = 98 ·10^-3 кг/моль Сондықдан да, күкірт қышқылының теориалық массасын анықтау үшін алдымен рудадағы күкірттің массасын анықтау керек.

m_S = 32 ·10³ кг · 0,45 = 144 · 10³ кг = 144т

Күкірт қышқылын алу кезінде жүретін химиялық реакция теңдеуін жазамыз.

S + О₂ = SО₂ ; 2 SО₂ + О₂ = 2SО₃ ;

SО₃ + Н₂О = Н₂ SО₄

Үш теңдеуді біріктіріп жалпы теңдеу алынады:

Сонымен өндіріс үрдісінде 1 моль күкірт 1 моль күкірт қышқылын береді: S → Н₂ SО₄

Енді есепті қажетті әдістермен шығаруға кірісеміз. Алдымен күкірттің сан мөлшерін табады: γ = m / М

γ (S) = 144 · 10³ кг׃ 32 ·10³ кг /моль = 4,5 · 10⁶ моль

Күкірт қышқылының массасын табамыз: m = γ · М

m теор ( Н₂ SО₄) = 4,5 · 10⁶ моль · 98 · 10³ кг /моль = 441· 10³ кг = 441 т

Осыдан күкірт қышқылының шығымын анықтаймыз:
η (Н₂ SО₄) = 405 т / 441 т = 0,94 = 94%

Жауабы: η (Н₂ SО₄) = 94%

Есеп №3. 20 г аммоний хлориді артық мөлшерде кальций гидроксидімен әрекеттескенде қанша көлем аммиак түзіледі, егер аммиактың көлемдік шығымы 98% болса.

Шешуі:

m(NН₄СІ) =20 г η = V_пр / V_т V_пр = η · V_теор

η(NН₃ ) = 98%

V(NН₃ ) = ? NН₄СІ + Са(ОН)₂ = 2 NН₃ + СаСІ₂ + 2Н₂О

107г 44,8

Химиялық теңдеу бойынша

m(NН₄СІ) =2 моль · 53,5 г/моль = 107 г

V(NН₃ ) = 2 моль · 22, 4 л/моль = 44,8 л

Пропорция құрамыз:

20 ׃ 107 = V ׃ 44,8

V_теор (NН₃) = 20 г ·44,8 л / 107 г = 8,4л

V_пр (NН₃) = 8,4л · 0,98 = 8,2л

12 г х

4г

1- әдіс. Пропорция әдісі.

12 г ------------------------------ х

4 г -------------------------- 571,6

х = 12 · 571,6 / 4 = 1714,8 кДж

2-әдіс. Зат мөлшері арқылы есептеу.

Химиялық теңдеу бойынша 2моль сутегі жаңғанда 571,6 кДж жылу бөлінеді. Ал 12г сутегін сандық мөлшерге аударсақ:

γ = m / М

γ(Н₂) = 12 г / 2 г / моль = 6моль сутегі шығады. Сонда 6моль Н₂ 3есе көп жылу бөледі

Q = 571,6 ·3 = 1714,8 кДж

2Мg + О₂ = 2МgО

Химиялық теңдеу бойынша 2 моль магний жаңғанда қанша жылу бөлінетінің анықтау керек. Ол үшін оны массаға айналдырып табамыз.

m = γ ·М m (Мg) = 2моль · 24г/моль = 48г

48 г > 1г (48есе) олай болса жылу да сонша есе көп болады.

Q¹ = Q ·48 Q¹ =25,6 · 48 = 1228,8 кДж

ω (таза зат) = m (таза зат) / m (қоспа)

m (таза зат) = m (қоспа) · ω (таза зат)

Есеп №5. Құрамында 35% породасы бар 50т фосфорит заводқа әкелінді. Таза кальций фосфатының салмағын табу.

Шешуі:

m ( Са₃(РО₄)₂ ) = 50т · 0,65 = 32,5 т

немесе m ( қоспа ) = 50т · 0,35 = 17,5 т осыдан

m ( Са₃(РО₄)₂ ) = 50т - 17,5 = 32,5 т

Шешуі:

m(изв) = 500кг Известняктегі СаСО₃ массасын табу:

ω(СаСО₃ ) = 0,92 m (СаСО₃ ) = 500 кг · 0,92 = 460 кг

V(СО₂)-? m(СаО)-? Известняктің айырылу реакциясын жазамыз:

СаСО₃ = СаО + СО₂

Химиялық теңдеу бойынша m (СаСО₃ ) = 100 кг

m (СаО) = 56 кг

V(СО₂) = 22,4 м³

Есепті шығару үшін массаларын салыстыру әдісін қолданамыз.

460 кг > 100 кг (4,6 есе) олай болса V(СО₂) және m (СаО) да 4,6 есе көп болады.

V(СО₂) = 22,4 м³ · 4,6 = 103 м³

M (СаО) = 56 кг · 4,6 = 257,6 кг

Жауабы: Известнякті өртегенде 257,6 кг СаО және 103 м³ СО₂ алынады.

Есептер мен тапсырмалар

1. 
   . Артық алынған заттарға байланысты 8-11сыныптарға арналған есептер жинағынан төмендегі есептерді шығарыңдар: №5-107, 5-109,5-111,5-118,5-135,5-136, 6-25.
   
2. 
   30г тұз қышқылымен 25г кальций карбонаты әрекеттестірілген. Реакция нәтижесінде қандай көлем көмірқышқыл газы бөлінді.
   
3. 
   . 10г азот қышқылы мен 5,35г темір гидроксиді(ІІІ) әрекеттестірілген.Тұздың массасын анықтаңдар.
   
4. 
   Аммоний нитратын NН₄NО₃ қыздырып айырғанда азот және су түзіледі. 6,4г аммоний нитратын ыдыратқанда бөлінетін азоттың көлемін анықтаңдар, егер азоттың көлемдік үлесінің шығымы 89% болса.
   
5. 
   5,6л аммиакты тотықтыру арқылы алынған азот оксидінің (ІІ) көлемін анықтаңдар, егер азот оксидінің (ІІ) көлемдік мөлшердегі шығымы 90% болса.
   
6. 
   4,59кг барий оксидін алюминиймен тотықсыздандыру арқылы 3,8кг барий алынған. Барийді шығымын анықтаңдар.
   
7. 
   . 2г алюминий жанғанда 62кДж жылу бөлінеді. Процестің термохимиялық теңдеуін құрыңдар.
   
8. 
   Құрамында 80% мырыш сульфиді бар. 1т мырыш алдамшысының қанша көлем (қ.ж.) күкіртті газ алуға болады.
   
9. 
   8% қоспасы бар 500кг көмірді жаққанда қанша көлем көмірқышқыл газы бөлінеді.
   
10. 
    10,8% 75г темір хлориді (ІІІ) ерітіндісіне артық мөлшерде натрий гидроксидін қосқан. Алынған тұнбаның массасын анықтаңдар.
    

Шешуі:

ω(С) = 0,5455

ω(Н) = 0,0909 Мr = 2 · d_Н2 ; n = ω · 2 · d_Н2 / Ar ;

ω(О) = 0,3636

Формула - ? n (Н) = 0,0909 · 2 · 22 / 1 = 3,9 = 4

n (О) = 0,3636 · 2 · 22 / 16 = 0,99 = 1

Қосылыстың молекулалық формуласы С₂Н₄О, бұл сірке альдегиді, оның құрлымдық формуласы:

О

∕∕

СН₃ – С

Н
2- әдіс. Бұл әдіс бойынша салыстырмалы тығыздық арқылы газ тәрізді заттардың салыстырмалы молекулалық массасын табады:

Мr = 2 · d_Н2

Мr = 2 · 22 = 44

Белгісіз заттарды х : у : z әріптерімен белгілеп, әрбір элементке келетін атомдардың массалық үлесін табамыз.

m (С) = 44 · 0,5455 = 24

m (Н) = 44 · 0,0909 = 4

m (О) = 44 · 0,3636 = 16

х : у : z = 24 / 12 : 4 / 1 : 16 / 16 = 2 : 4 : 1

Заттың формуласы: С₂Н₄О

Шешуі:

V(СО₂) = 448 мл сандық мөлшеріне ауысу.

m(Н₂О ) = 0,45 г Белгісіз заттың алдымен салыстырмалы

d_Н2 (зат) = 29 молекулалық массасын анықтайды.

Формула бойынша белгісіз заттың, судың және көмірқышқыл газдың сандық мөлшерін анықтаймыз. γ = m / М

γ(зат) = 0,29 г : 58 г/моль = 0,005 моль

γ (СО₂ ) = 0,448 л ׃ 22,4 л/моль = 0,02 моль

γ (Н₂О) = 0,45 г : 18 г/моль = 0,025моль

Олай болса белгісіз заттың сандық мөлшері мен жанудан пайда болған заттардың сандық мөлшерлері бір-біріне мынадай ара қатынаста болады:

Сонда 4 моль СО₂ құрамында 4моль С атомы болады, ал 5моль Н₂О – 10 моль Н атомы кіреді.

m (С) = V(СО₂) · n · M(С) / V_m ;

m (С) = 0,448л · 1· 12 г/моль / 22,4г/моль = 0,24г

m (Н) = V(Н₂О) · n · M(Н) / М (Н₂О) ;

m (Н) = 0,45 г · 2 ·1 г/моль / 18г/моль = 0,05г

Элементтердің массасы мен жаңған заттың массалары арқылы әрбір элементтің массалық үлесін анықтаймыз:

ω = m(эл) / m(зат); ω (С) = 0,24 г / 0,29 г = 0,83;

ω (Н) = 0,05 г / 0,29 = 0,17

Формула арқылы әрбір элементтің атомдарының саның анықтаймыз:
n = ω · 2 · d_Н2 / А;

n (С) = 0,83 ·29 · 2 = 4

n (Н) = 0,17 · 29 · 2 / 1 = 10

Көмір сутегінің формуласы- С₄Н₁₀

58 г ----------- V_л СО₂

0,29 г ----------- 0,448 л
V = 58 г· 0,048 л / 0,29 = 89,6 л СО₂

58 г ------------ m_г Н₂О

0,29 г ---------- 0,45 г

m = 58 г · 0,45 г / 0,29 г = 90 г

γ (Н₂О) = 90 г : 18 г/моль = 5моль

Көмір сутегінің формуласы - С₄Н₁₀

4-әдіс. Математикалық әдіс.

Есептің шартыңда белгісіз заттың салыстырмалы тығыздығы берілген. Осы мән бойынша заттың салыстырмалы молекулалық массасын табамыз.

М_r = 29 · 2 = 58
Шамамен көмір сутегінің формуласын С_хН_у деп белгілейміз. Бұл формулаға элементтердің салыстырмалы атомдық массасын қоямыз.

12 х + у = 58

Қаныққан көмір сутегінің далпы формуласы С_n Н_{2n + 2}

Көмір сутегі үшін қаныққан көмір сутегіне қарағанда (2х+2) у мәні мынаған тең болады:

У ≤ 2х + 2
Теңдеуден у мәнің табамыз. У = 58 -12 х 58 -12 х ≤ 2 х + 2

58 - 2 ≤ 2 х + 12 х немесе

56 ≤ 14 х осыдан Х ≥ 4 болады.

Егер х > 4, мысалы х =5, онда тепетеңдіксіз мынаған тең болады.

12 х + у > 58 , бұл 12 х + у = 58 теңдеуіне сәйкес келмейді.

Олай болса х = 4, онда 12 · 4 + у = 58; у = 10