Решения заданий ФИПИ ЕГЭ по химии: «Химические расчёты» — с ответами

Расчёт массы углерода

В соответствии с термохимическим уравнением реакции $\mathrm{C_{(тв.)}} + \mathrm{O_{2(г)}} = \mathrm{CO_{2(г)}} + 393{,}3\ \text{кДж}$ выделилось 1179,9 кДж теплоты. Вычислите массу сгоревшего…

1. 1
   По термохимическому уравнению при сгорании 1 моль углерода выделяется 393,3 кДж теплоты. Определим количество сгоревшего углерода:$$n(\mathrm{C}) = \frac{1179{,}9}{393{,}3} = 3\ \text{моль}$$
2. 2
   Молярная масса углерода равна 12 г/моль. Рассчитаем массу углерода:$$m(\mathrm{C}) = n(\mathrm{C}) \cdot M(\mathrm{C}) = 3 \cdot 12 = 36\ \text{г}$$

Гидрирование ацетилена

Определите объём водорода, необходимый для полного гидрирования 50 л ацетилена. Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

1. 1
   Записываем уравнение полного гидрирования ацетилена:$$\mathrm{C_2H_2 + 2H_2 \rightarrow C_2H_6}$$
2. 2
   При одинаковых условиях объёмы газов относятся как их коэффициенты в уравнении реакции. Поэтому объём водорода в 2 раза больше объёма ацетилена:$$V(\mathrm{H_2}) = 2 \cdot V(\mathrm{C_2H_2}) = 2 \cdot 50 = 100\ л$$

Объём угарного газа

При протекании реакции, термохимическое уравнение которой $\mathrm{Fe_2O_3(тв.) + 3C(тв.) = 2Fe(тв.) + 3CO(г)} - 490{,}6\ \text{кДж}$, поглотилось $2943{,}6\ \text{кДж}$ теплоты. Какой объём…

1. 1
   Определяем, во сколько раз поглощённая теплота превышает тепловой эффект реакции по модулю:$$k = \dfrac{2943{,}6}{490{,}6} = 6$$
2. 2
   Согласно термохимическому уравнению при одном протекании реакции образуется 3 моль угарного газа. Поэтому количество вещества $\mathrm{CO}$ равно:$$n(\mathrm{CO}) = 3 \cdot 6 = 18\ \text{моль}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Расчёт массы хлората калия

В результате реакции, термохимическое уравнение которой $2\mathrm{KClO_3(тв.)} = 2\mathrm{KCl(тв.)} + 3\mathrm{O_2(г)} + 91\ \text{кДж}$, выделилось $273\ \text{кДж}$ теплоты. Какая масса хлората…

1. 1
   По термохимическому уравнению при реакции 2 моль $\mathrm{KClO_3}$ выделяется $91\ \text{кДж}$ теплоты. Определим количество таких порций реакции:$$\dfrac{273}{91}=3$$
2. 2
   Количество вещества хлората калия, вступившего в реакцию, равно:$$n(\mathrm{KClO_3})=2\cdot3=6\ \text{моль}$$

Ещё 2 шага — в полном решении

Объём сгоревшего сероводорода

На полное сгорание сероводорода было затрачено 60 л кислорода. Определите объём сгоревшего сероводорода. Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

1. 1
   Записываем уравнение полного сгорания сероводорода и расставляем коэффициенты.$$2\mathrm{H_2S} + 3\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{SO_2} + 2\mathrm{H_2O}$$
2. 2
   При одинаковых условиях объёмы газов относятся как их количества вещества, то есть как коэффициенты в уравнении реакции.$$\frac{V(\mathrm{H_2S})}{V(\mathrm{O_2})} = \frac{2}{3}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Расчёт количества водорода

В результате реакции, термохимическое уравнение которой $\mathrm{Fe_2O_3}_{(тв.)} + 3\mathrm{H_2}_{(г.)} = 2\mathrm{Fe}_{(тв.)} + 3\mathrm{H_2O}_{(г.)} - 89{,}6\ \text{кДж}$, поглотилось 100 кДж…

1. 1
   Согласно термохимическому уравнению, при расходовании 3 моль $\mathrm{H_2}$ тепловой эффект реакции по модулю составляет $89{,}6\ \text{кДж}$.$$3\ \text{моль }\mathrm{H_2} \leftrightarrow 89{,}6\ \text{кДж}$$
2. 2
   Для поглощения 100 кДж теплоты найдём количество вещества водорода по пропорции.$$n(\mathrm{H_2}) = \frac{100 \cdot 3}{89{,}6} = 3{,}3482\ldots\ \text{моль}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Объём хлорметана по тепловому эффекту

В результате реакции, термохимическое уравнение которой $2\mathrm{CH_3Cl}_{(г)} + 2\mathrm{Na}_{(тв.)} = \mathrm{C_2H_6}_{(г)} + 2\mathrm{NaCl}_{(тв.)} + 763\ \text{кДж}$, выделилось…

1. 1
   По термохимическому уравнению при реакции $2\ \text{моль}$ хлорметана выделяется $763\ \text{кДж}$ теплоты.$$2\ \text{моль }\mathrm{CH_3Cl} \rightarrow 763\ \text{кДж}$$
2. 2
   Выделившееся количество теплоты в два раза меньше, поэтому в реакцию вступил в два раза меньший объём хлорметана, то есть $1\ \text{моль}$.$$n(\mathrm{CH_3Cl}) = 2 \cdot \dfrac{381{,}5}{763} = 1\ \text{моль}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Расчёт теплового эффекта реакции

Вычислите количество теплоты, выделившейся при образовании $8{,}96\ \text{л}$ (н.у.) углекислого газа в реакции, которая протекала в соответствии с термохимическим уравнением…

1. 1
   При нормальных условиях количество вещества углекислого газа равно:$$n(\mathrm{CO_2}) = \dfrac{V}{V_m} = \dfrac{8{,}96}{22{,}4} = 0{,}4\ \text{моль}$$
2. 2
   Согласно термохимическому уравнению, при образовании $2\ \text{моль}$ $\mathrm{CO_2}$ выделяется $1410\ \text{кДж}$. Для $0{,}4\ \text{моль}$ выделится:$$Q = 1410 \cdot \dfrac{0{,}4}{2} = 282\ \text{кДж}$$

Тепловой эффект разложения нитрата

Разложение нитрата калия протекает в соответствии с термохимическим уравнением реакции $2\mathrm{KNO_3(тв.)}=2\mathrm{KNO_2(тв.)}+\mathrm{O_2(г)}-255\ \text{кДж}$. Вычислите количество теплоты…

1. 1
   Вычислим количество вещества кислорода.$$n(\mathrm{O_2})=\frac{m(\mathrm{O_2})}{M(\mathrm{O_2})}=\frac{12{,}8}{32}=0{,}4\ \text{моль}$$
2. 2
   Согласно термохимическому уравнению, при получении $1$ моль $\mathrm{O_2}$ поглощается $255$ кДж теплоты.$$Q=255\cdot n(\mathrm{O_2})=255\cdot0{,}4=102\ \text{кДж}$$

Тепловой эффект сгорания магния

При сгорании 6 г магния в кислороде выделилось 150 кДж теплоты. Вычислите тепловой эффект химической реакции, уравнение которой $2\mathrm{Mg}_{(тв.)} + \mathrm{O}_{2(г.)} = 2\mathrm{MgO}_{(тв.)} + Q$.

1. 1
   Вычислим количество вещества магния, сгоревшего в опыте:$$n(\mathrm{Mg}) = \frac{m}{M} = \frac{6}{24} = 0{,}25\ \text{моль}$$
2. 2
   По условию при сгорании 0,25 моль магния выделяется 150 кДж теплоты. В уравнении реакции указано 2 моль магния, поэтому тепловой эффект реакции равен:$$Q = 150 \cdot \frac{2}{0{,}25} = 1200\ \text{кДж}$$

Сгорание ацетилена

Какой объём кислорода потребуется для полного сгорания 16 л ацетилена? Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

1. 1
   Записываем уравнение полного сгорания ацетилена.$$2\mathrm{C_2H_2} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 4\mathrm{CO_2} + 2\mathrm{H_2O}$$
2. 2
   При одинаковых условиях объёмы газов относятся как коэффициенты в уравнении реакции. На 2 объёма ацетилена требуется 5 объёмов кислорода.$$\dfrac{V(\mathrm{O_2})}{V(\mathrm{C_2H_2})}=\dfrac{5}{2}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Объём хлороводорода

Определите объём газообразного продукта, который получается при взаимодействии 1 л водорода с избытком хлора. Объёмы газов измерены при одинаковых условиях.

1. 1
   Составим уравнение реакции взаимодействия водорода с хлором:$$\mathrm{H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl}$$
2. 2
   При одинаковых условиях объёмы газов пропорциональны их количествам веществ и коэффициентам в уравнении реакции.$$\frac{V(\mathrm{H_2})}{1} = \frac{V(\mathrm{HCl})}{2}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Расчёт теплового эффекта реакции

В результате реакции, которая протекает в соответствии с термохимическим уравнением $\mathrm{CH_4}_{(г)} + 2\mathrm{O_2}_{(г)} = \mathrm{CO_2}_{(г)} + 2\mathrm{H_2O}_{(г)} + 892\ \text{кДж}$…

1. 1
   Вычислим количество вещества образовавшейся воды:$$n(\mathrm{H_2O}) = \frac{m}{M} = \frac{3{,}6}{18} = 0{,}2\ \text{моль}$$
2. 2
   Согласно термохимическому уравнению, при образовании 2 моль воды выделяется 892 кДж теплоты. Составим пропорцию для 0,2 моль воды:$$Q = \frac{892 \cdot 0{,}2}{2} = 89{,}2\ \text{кДж}$$

Расчёт массы оксида олова

В результате реакции, термохимическое уравнение которой $\mathrm{SnO}_{(тв.)} + \mathrm{C}_{(тв.)} = \mathrm{Sn}_{(тв.)} + \mathrm{CO}_{(г)} - 176\ \text{кДж}$, поглотилось 35,2 кДж теплоты…

1. 1
   По термохимическому уравнению при взаимодействии 1 моль $\mathrm{SnO}$ поглощается 176 кДж теплоты.$$Q = 176\ \text{кДж}$$
2. 2
   Определяем количество вещества оксида олова(II), соответствующее 35,2 кДж.$$n(\mathrm{SnO}) = \frac{35{,}2}{176} = 0{,}2\ \text{моль}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Тепловой эффект обжига пирита

Определите количество теплоты, которое выделится при обжиге 720 г $\mathrm{FeS_2}$ согласно термохимическому уравнению реакции…

1. 1
   Вычислим молярную массу дисульфида железа:$$M(\mathrm{FeS_2}) = 56 + 2 \cdot 32 = 120\ \text{г/моль}$$
2. 2
   Определим количество вещества пирита:$$n(\mathrm{FeS_2}) = \frac{720}{120} = 6\ \text{моль}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Расчёт массы хлорида калия

В результате реакции, термохимическое уравнение которой $2\mathrm{KClO_3(тв.)} = 2\mathrm{KCl(тв.)} + 3\mathrm{O_2(г)} + 91\ \text{кДж}$, выделилось 1274 кДж теплоты. Какая масса хлорида калия…

1. 1
   По термохимическому уравнению при выделении 91 кДж образуется 2 моль хлорида калия. Найдём, во сколько раз выделившееся количество теплоты больше:$$\frac{1274}{91}=14$$
2. 2
   Количество вещества образовавшегося хлорида калия составляет:$$n(\mathrm{KCl})=2\cdot14=28\ \text{моль}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Теплота окисления серы

Определите количество теплоты, которое выделится при окислении 8 моль серы в соответствии с термохимическим уравнением реакции…

1. 1
   По термохимическому уравнению при окислении 1 моль серы выделяется 298 кДж теплоты.$$Q_1 = 298\ \text{кДж}$$
2. 2
   Для 8 моль серы количество выделившейся теплоты равно:$$Q = 8 \cdot 298 = 2384\ \text{кДж}$$

Тепловой эффект синтеза аммиака

Синтез аммиака протекает в соответствии с термохимическим уравнением реакции $\mathrm{N_2(г) + 3H_2(г) = 2NH_3(г) + 92\ кДж}$. Определите количество теплоты, которое выделится в результате…

1. 1
   Переведём объём аммиака в литры и определим количество вещества при нормальных условиях.$$n(\mathrm{NH_3}) = \dfrac{V}{V_m} = \dfrac{0{,}560}{22{,}4} = 0{,}025\ \text{моль}$$
2. 2
   Согласно термохимическому уравнению при образовании 2 моль аммиака выделяется 92 кДж теплоты. Для 0,025 моль аммиака количество теплоты равно:$$Q = \dfrac{92 \cdot 0{,}025}{2} = 1{,}15\ \text{кДж}$$

Расчёт количества оксида азота

В соответствии с термохимическим уравнением реакции $2\mathrm{H_2O}_{(ж)} + 4\mathrm{NO_2}_{(г)} + \mathrm{O_2}_{(г)} = 4\mathrm{HNO_3}_{(г)} + 258\ \text{кДж}$ выделилось 2580 кДж теплоты…

1. 1
   По термохимическому уравнению при взаимодействии 4 моль оксида азота(IV) выделяется 258 кДж теплоты.$$4\ \text{моль }\mathrm{NO_2} \longleftrightarrow 258\ \text{кДж}$$
2. 2
   Составим пропорцию для 2580 кДж теплоты и найдём количество вещества оксида азота(IV).$$n(\mathrm{NO_2}) = \dfrac{4 \cdot 2580}{258} = 40\ \text{моль}$$

Объём сгоревшего пропана

На полное сгорание пропана затрачено 15 л кислорода. Определите объём сгоревшего пропана. Объёмы газов измерены при одинаковых условиях. Запишите число с точностью до целых.

1. 1
   Записываем уравнение полного сгорания пропана:$$\mathrm{C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O}$$
2. 2
   При одинаковых условиях объёмы газов относятся как коэффициенты в уравнении реакции. Объёмное соотношение пропана и кислорода равно $1:5$.$$\frac{V(\mathrm{C_3H_8})}{V(\mathrm{O_2})}=\frac{1}{5}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении