Решение задач по химии: расчеты количества вещества, массы и объема газов

Рассчитайте количества вещества и массу сульфата железа(II) и воды в 222,4 г железного купороса (FeSO4 · 7H2O).

Для расчёта количества вещества и массы сульфата железа(II) и воды в 222,4 г железного купороса (FeSO4 · 7H2O) необходимо сначала вычислить молярную массу каждого компонента. Молярная масса сульфата железа(II) равна 151,91 г/моль, а молярная масса воды – 18,02 г/моль.

Из формулы железного купороса можно выделить массу сульфата железа(II) и воды, используя молярные соотношения. Масса сульфата железа(II) равна 151,91 г/моль * 0,8 моль = 121,6 г. Масса воды равна 18,02 г/моль * 5,6 моль = 100,8 г.

Ответ: таким образом, в 222,4 г железного купороса содержится 0,8 моль сульфата железа(II) и 5,6 моль воды. Масса сульфата железа(II) составляет 121,6 г, а масса воды – 100,8 г.

Рассчитайте массу 26,88 л (н. у.) кислорода (O2).

Для решения задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа PV = nRT, где P – давление, V – объем, n – количество вещества, R – универсальная газовая постоянная, T – температура.

Для начала необходимо определить количество вещества кислорода O2 по его объему и условиям нормальных условий (н. у.). При нормальных условиях давление равно 1 атмосфере (101,3 кПа), а температура равна 273,15 К.

Из уравнения состояния идеального газа, можно выразить количество вещества как:

n = PV/RT

Подставляя значения, получим:

n = (1 atm) * (26.88 L) / (0.0821 L·атм/моль·К * 273.15 K) = 1.087 моль

Далее, используя молярную массу кислорода, можно вычислить массу:

m = n * M

где M – молярная масса O2, которая равна 32 г/моль.

Подставляя значения, получим:

m = 1.087 моль * 32 г/моль = 34.8 г

Ответ: масса 26,88 л (н. у.) кислорода (O2) составляет 34,8 г.

Вычислите, какой объем при н. у. занимает: а) 0,5 моль водорода; б) 0,25 моль гелия; в) 0,5 кмоль хлора; г) 100 ммоль кислорода.

Для решения задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа: PV = nRT, где P – давление газа, V – его объем, n – количество вещества газа, R – универсальная газовая постоянная, T – температура газа в кельвинах.

Для нормальных условий (н. у.) давление равно 101325 Па, температура 273 К.

а) Для водорода: n = 0,5 моль, R = 8,31 Дж/(моль·К), T = 273 К. Из уравнения состояния газа получаем: V = nRT/P = 0,5·8,31·273/101325 = 11,2 л.

б) Для гелия: n = 0,25 моль, R = 8,31 Дж/(моль·К), T = 273 К. Из уравнения состояния газа получаем: V = nRT/P = 0,25·8,31·273/101325 = 5,6 л.

в) Для хлора: n = 0,5 кмоль = 500 моль, R = 8,31 Дж/(моль·К), T = 273 К. Из уравнения состояния газа получаем: V = nRT/P = 500·8,31·273/101325 = 11 200 л.

г) Для кислорода: n = 100 ммоль = 0,1 моль, R = 8,31 Дж/(моль·К), T = 273 К. Из уравнения состояния газа получаем: V = nRT/P = 0,1·8,31·273/101325 = 2,24 л.

Определите молярную массу газов, если: а) масса 1 л газа (н. у.) равна 1,25 г; б) масса 300 мл газа (н.у.) равна 0,857 г. Предложите возможные формулы газов.

а) Для определения молярной массы газа нам нужно знать массу одного литра газа при нормальных условиях (н. у.), которая равна 1,25 г. Тогда молярная масса будет равна массе одного литра газа при н. у. деленной на его плотность при н. у. (которая равна 1,293 г/л). Получаем: M = 1,25 г / 1,293 г/л = 0,968 г/моль. Также нам нужны возможные формулы газов, которые имеют такую молярную массу. Например, это может быть СО (28 г/моль), N2 (28 г/моль) или С2Н4 (28 г/моль).

б) Здесь нам дана масса газа объемом 300 мл при н. у., которая равна 0,857 г. Для определения молярной массы нам также нужно знать массу одного литра газа при н. у. Она равна массе 1000 мл газа, которая была бы равна 1,293 г, деленной на его плотность при н. у. (которая равна 1,293 г/л). Получаем: M = (0,857 г / 0,3 л) / (1,293 г/л) = 2,64 г/моль. Таким образом, возможной формулой газа может быть SO2 (64 г/моль).

Серная кислота какой массы содержит такое же количество вещества, что и: а) 4 мг гидроксида натрия; б) 4,4 кг углекислого газа; в) 2,12 г карбоната натрия?

а) Для решения задачи нужно сначала найти количество вещества гидроксида натрия: n(NaOH) = m/M = 4 мг / 40 г/моль = 0,1 ммоль Затем можно найти массу серной кислоты, содержащей такое же количество вещества: m(H2SO4) = n(NaOH) * M(H2SO4) = 0,1 ммоль * 98 г/моль = 0,0098 г

б) Сначала нужно найти количество вещества углекислого газа: n(CO2) = m/M = 4,4 кг / 44 г/моль = 100 моль Затем можно найти массу серной кислоты, содержащей такое же количество вещества: m(H2SO4) = n(CO2) * 2 * M(H2SO4) / 1.5 = 100 моль * 2 * 98 г/моль / 1.5 = 9800 г

в) Сначала нужно найти количество вещества карбоната натрия: n(Na2CO3) = m/M = 2,12 г / 106 г/моль = 0,02 моль Затем можно найти массу серной кислоты, содержащей такое же количество вещества: m(H2SO4) = n(Na2CO3) * M(H2SO4) / 1.5 = 0,02 моль * 98 г/моль / 1.5 = 1,96 г

В каком объеме метана (н. у.) содержится столько же электронов, сколько их содержится в 5,6 г железа?

Для решения задачи необходимо использовать следующую последовательность действий:

  1. Найти количество электронов в 5,6 г железа с помощью формулы Навро-Лапласа: n(Fe) = m/M(Fe) * N(A), где n(Fe) – количество атомов железа, m – масса железа, M(Fe) – молярная масса железа, N(A) – постоянная Авогадро.

Молярная масса железа равна 55,85 г/моль, тогда n(Fe) = 5,6/55,856,0210^23 = 5,66*10^21 электрон.

  1. Найти количество молей метана, содержащих такое же количество электронов: n(CH4) = n(Fe)/n(e)(CH4), где n(e)(CH4) – количество электронов в молекуле метана.

В молекуле метана четыре атома водорода и один атом углерода, а значит, количество электронов в молекуле метана равно количеству атомов углерода (4) плюс количеству атомов водорода (41) = 8. Тогда n(CH4) = 5,6610^21/8 = 7,08*10^20 молей.

  1. Найти объем метана при нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм), содержащий такое же количество молей: V(CH4) = n(CH4) * Vm, где Vm – молярный объем газа при нормальных условиях.

Молярный объем газа при нормальных условиях равен 22,4 л/моль, тогда V(CH4) = 7,08*10^20 * 22,4 = 5,824 л.

Ответ: В 5,824 л метана при нормальных условиях содержится столько же электронов, сколько их содержится в 5,6 г железа.

Этан какой массы будет содержать 1,204 · 1022 молекул?

Для решения этой задачи необходимо сначала определить молекулярную массу этана (С2Н6), которая равна:

M(C2H6) = 2 × M(C) + 6 × M(H) = 2 × 12 г/моль + 6 × 1 г/моль = 30 г/моль.

Затем можно вычислить массу одной молекулы этана:

m(C2H6) = M(C2H6) / N_A = 30 г/моль / 6,022 × 10^23 моль^-1 = 4,98 × 10^-23 г.

Наконец, можно найти массу 1,204 × 10^22 молекул этана:

m = (1,204 × 10^22 молекул) × (4,98 × 10^-23 г/молекул) = 0,6 г.

Ответ: 0,6 г.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Himichu