Инновационный сетевой проект
Перейти на Учительский сайт Радиной М.В.
МО учителей химии и биологии (перейти на сайт)
Темы на форуме Автор Дата

Региональная олимпиада по химииДомашнее задание / Тесты

региональная олимпиада по химии

Уровень1

Задача 1.1

При обработке 20 г смеси порошков Fe и Fe2O3 соляной кислотой выделилось 3.36 л газа (н.у.). Определите процентный состав исходной смеси.

Решение

Прежде всего, необходимо понять, за счет каких реакций происходит выделение газа. Напишем протекающие в системе химические реакции:

Fe+2HCl = FeCl2+H2                Fe2O3 + 6 HCl = 2 FeCl3+3 H2O

Таким образом, выделение газа происходит в результате реакции железа с соляной кислотой. Определим массу железа в исходной смеси:

n(Fe) = n(H2) = 0.15 моль               m(Fe) = n(Fe)* M(Fe) = 0.15 моль 56 г/моль = 8.4 г

Тогда масса Fe2O3 в исходной смеси составляет:
m(Fe2O3) = 20 г – 8.4 г = 11.6 г

Процентное содержание компонентов в смеси:

 

Задача 2.1

Какой объем воздуха (н.у.) необходим для сгорания 240 т угля?

Решение           Напишем реакцию горения угля: C+O2  = СО2

Чтобы узнать необходимое для горения количество воздуха, необходимо рассчитать количество кислорода, затраченного на горение угля. Из уравнения реакции следует, что на 1 моль углерода при горении расходуется 1 моль кислорода. Следовательно:

V(O2) = 2 * 107 моль * 22.4 л/моль = 4.48 * 108 л = 4.48 * 105 м3

Содержание кислорода в воздухе = 28 %. Следовательно, для сгорания 240 т угля необходимо:

Задача 3.1

Плотность смеси озона и кислорода по водороду равна 18. Найдите объемные доли газов в смеси.

Решение

Поскольку предлагается найти объемные доли газов в смеси, выгодно сделать следующее допущение:
Пусть общий объем смеси составляет 1 литр. Примем за х литров объем озона. Тогда объем кислорода составит (1- х) литров. Определим среднюю молярную массу газовой смеси:

  Следовательно: М(смеси) = D(H2) * М(Н2) = 18 * 2 г/моль = 36 г/моль

С другой стороны, молярная масса смеси выражается из молярных масс газов:

Следовательно: 16х = 4; х = 0.25 л

Таким образом, в смеси находится 0.25 л озона. Общий объем смеси составляет 1 л, значит:

 

Задача 4.1

Имеется смесь аргона и водорода, помещенная в закрытый сосуд (н.у.). Рассчитайте парциальные давления газов в сосуде, если плотность смеси по кислороду равна 1. 

Решение

На первых двух этапах задача полностью аналогична предыдущей.Рассчитаем молярную массу смеси газов: М(смеси) = D(О2) * М(О2) = 1 * 32 г/моль = 32 г/моль

Определим процентный состав газовой смеси. Пусть общий объем смеси составляет 1 литр. Примем за х литров объем аргона. Тогда объем водорода составит (1- х) литров.

Таким образом: 38х = 30; х = 0.79 л

Таким образом, в одном литре газа находится 0.79 л аргона и 0.21 л водорода. Поскольку по условию задачи газ находится при нормальных условиях, то общее давление в сосуде равно 1 атм. Следовательно:

Задача 5.1

Вычислить относительную молекулярную массу газовой смеси, содержащей равные массы неона, аргона и криптона.

Решение     Для решения данной задачи необходимо определить молярное соотношение газов в смеси. Молярные массы газов составляют:

M(Ne) = 20 г/моль; M(Ar) = 40 г/моль; M(Kr) = 84 г/моль

Пусть в смеси находится по 84 г каждого газа. Рассчитаем количество молей газов в такой смеси:

На основании этих данных можно рассчитать среднюю молярную массу газовой смеси по формуле:

Находим ответ:

Уровень 2

Задача 1.2

Определите массу 22.4 л газовой смеси гелия, неона и аргона (н.у.), если на 1 атом гелия приходится 2 атома неона и 3 атома аргона.

Решение

Состав смеси задан в условии. Таким образом, можно найти количества молей газов в исходной смеси: n(He):n(Ne):n(Ar) = 1:2:3; n(He) + n(Ne) + n(Ar) = 22.4 л = 1 моль, следовательно: n(He) = 1/6 моль n(Ne) = 1/3 моль n(Ar) = 1/2 моль

Определим массу газовой смеси:
m(cмеси) = М(He)n(He) + M(Ne)n(Ne) + M(Ar)n(Ar) = 0.67 + 6.73 + 20 = 27.4 г

Задача 2.2

Объем смеси СО и О2 равен 200 мл (н.у.). После сгорания всего СО и приведения газа к н.у. объем смеси уменьшился до 150 мл. Во сколько раз уменьшится объем полученной смеси при пропускании ее через водный раствор КОН?

Решение               Монооксид углерода в присутствии кислорода сгорает в соответствии с реакцией:

2 CО  + O2 = 2 СО2

Пусть в исходной смеси было х мл СО. Тогда в ходе реакции было израсходовано х мл СО и х/2 мл О2 – всего 3/2 x мл газа. Образовалось только х мл СО2. Таким образом, в результате горения объем уменьшился на х/2 мл. Следовательно:

Откуда: х = 100 мл.

В исходной смеси было 100 мл СО и 100 мл О2. В результате реакции образовалась смесь, состоящая из 100 мл СО2 и 50 мл О2. При пропускании данной газовой смеси через водный раствор КОН происходит следующее:

О2 + KOH                              CO2 + 2 KOH = K2CO3 + H2O

В результате пропускания через раствор КОН углекислый газ прореагирует со щелочью. Таким образом, общий объем смеси составит 50 мл (О2).

Объем газа уменьшится в 3 раза.

Задача 3.2

Смесь равных объемов воздуха и водорода (масса водорода = 2 г) взорвали в замкнутом сосуде (V = 50 л). Определите парциальные давления газов в полученной смеси при температуре 453°С. (Содержанием аргона и др. газов в воздухе пренебречь, считая, что содержание СО2 в воздухе = 1%).

Решение    Определим количества веществ в исходной смеси. По условию задачи были взяты равные  объемы воздуха и водорода. Следовательно:  

 Зная количественный состав воздуха, находим содержание азота, кислорода и диоксида углерода в исходной смеси:

n(N2) = 0.71 моль; n(О2) = 0.28 моль; n(CO2) = 0.01 моль

При взрыве газов в сосуде происходит следующее:

2 Н+ О2 = 2 Н2О

0.56 моль  0.28 моль 0.56 моль

Данная реакция протекает количественно, до полного израсходования одного из реагентов. Поскольку в исходной смеси находилось 1 моль водорода и 0.28 моль кислорода, то в результате взрыва образовалось 0.56 моль воды. В смеси осталось 0.44 моль водорода, не вступившего в реакцию.  Таким образом, конечной смеси находится:

1.      0.56 моль Н2О
2.      0.44 моль Н2
3.      0.71 моль N2
4.      0.01 моль CO2

Всего в сосуде находится 1.72 моль газа. Рассчитаем общее давление в сосуде: pV=nRT

Парциальные давления газов в сосуде равны:

Задача 4.2

23 г смеси этана, этилена и ацетилена смешали с избытком кислорода и подожгли в замкнутом сосуде (V = 100 л). Полученную газовую смесь охладили до температуры = 250°С, при этом парциальное давление СО2 составило 0.6 атм. Какой объем водорода (н.у.) необходим для полного гидрирования исходной смеси?

Решение   При решении данной задачи следует обратить внимание на то, что конечным продуктом гидрирования углеводородов, составляющих смесь, является этан:

С2H6 + H2                        С2H4 + H2 = С2H6 + H2               С2H2 + H2 = С2H6 + H2

Определим, какое количество углерода содержалось в исходной смеси:

p(СО2)V = n(СО2)RT; T = 250°C = 423K; p(СО2) = 0.6 атм = 60.78 кПа

m(C) = n(С)*M(C)= 1.73 моль *12 г/моль = 20.76 г

Поскольку конечным продуктом при гидрировании является этан, то на основании массы углерода в смеси можно рассчитать массу этана, образовавшегося после гидрирования: х = 25.95 г

Таким образом, после полного гидрирования смеси ее масса составит 25.95 г. Масса исходной смеси составляет 23 г, следовательно, на гидрирование смеси требуется:

m(H2) = m(кон.) – m(нач.) = 25.95г – 23 г = 2.95 г водорода

Задача 5.2

Смесь СО, СН4 и С2Н6 с массовой плотностью по водороду 13 сожгли в избытке кислорода и пропустили через стеклянные трубки, содержавшие едкий кали и безводный сульфат меди. Масса первой трубки увеличилась на 66 г, а второй – на 36 г. Определите массы газов в исходной смеси.

Решение   Пусть х – количество молей СО, у – количество молей СН4, z – количество молей С2Н6

Напишем протекающие в системе химические реакции:

СО + 2 О2 = СО2               СН4 + 3 О2 = СО2 + 2 Н2О                 С2Н6 + 7/2 О= 2 СО2 + 3 Н2О

Составляем систему уравнений с тремя неизвестными:

1. Масса трубки с КОН увеличилась на 66 г за счет поглощения СО2

СО2 + 2 КОН = К2СО3 + Н2О     х + y + 2z= 1.5

2. Масса трубки с CuSO4 увеличилась за счет поглощения воды:

СuSО4 + 5 Н2O= СuSО4 * 5Н2O                   2y+ 3z= 2  

3. Плотность смеси по водороду равна 13. Следовательно:

M(смеси) = D(2)* M(H2) = 13 * 2 г/моль = 26 г/моль

Решая систему уравнений, находим: x = 0.25 y = 0.25 z = 0.5 

Вычисляем массы газов: m(CO) = 0.25 моль * 28 г/моль = 7 г 

m(CН4) = 0.25 моль * 16 г/моль = 4 г            m(C2Н6) = 0.5 моль * 30 г/моль = 15 г

 

региональная олимпиада по химии

Уровень1

Задача 1.1

При обработке 20 г смеси порошков Fe и Fe2O3 соляной кислотой выделилось 3.36 л газа (н.у.). Определите процентный состав исходной смеси.

 

Задача 2.1

Какой объем воздуха (н.у.) необходим для сгорания 240 т угля?

 

Задача 3.1

Плотность смеси озона и кислорода по водороду равна 18. Найдите объемные доли газов в смеси.

Задача 4.1

Имеется смесь аргона и водорода, помещенная в закрытый сосуд (н.у.). Рассчитайте парциальные давления газов в сосуде, если плотность смеси по кислороду равна 1. 

Задача 5.1

Вычислить относительную молекулярную массу газовой смеси, содержащей равные массы неона, аргона и криптона.

Уровень 2

Задача 1.2

Определите массу 22.4 л газовой смеси гелия, неона и аргона (н.у.), если на 1 атом гелия приходится 2 атома неона и 3 атома аргона.

Задача 2.2

Объем смеси СО и О2 равен 200 мл (н.у.). После сгорания всего СО и приведения газа к н.у. объем смеси уменьшился до 150 мл. Во сколько раз уменьшится объем полученной смеси при пропускании ее через водный

Задача 3.2

Смесь равных объемов воздуха и водорода (масса водорода = 2 г) взорвали в замкнутом сосуде (V = 50 л). Определите парциальные давления газов в полученной смеси при температуре 453°С. (Содержанием аргона и др. газов в воздухе пренебречь, считая, что содержание СО2 в воздухе = 1%).

Задача 4.2

23 г смеси этана, этилена и ацетилена смешали с избытком кислорода и подожгли в замкнутом сосуде (V = 100 л). Полученную газовую смесь охладили до температуры = 250°С, при этом парциальное давление СО2 составило 0.6 атм. Какой объем водорода (н.у.) необходим для полного гидрирования исходной смеси?

Задача 5.2

Смесь СО, СН4 и С2Н6 с массовой плотностью по водороду 13 сожгли в избытке кислорода и пропустили через стеклянные трубки, содержавшие едкий кали и безводный сульфат меди. Масса первой трубки увеличилась на 66 г, а второй – на 36 г. Определите массы газов в исходной смеси.




Своё Спасибо, еще не выражали..

Автор новостиadmin Теги новости
Новость опубликована 2-06-2010, 15:38, её прочитали 18 207 раз.
Версия для печати
Похожие публикации:
  1. Комментарий #1 написал: Аня (18 декабря 2010 20:49)
    публикаций, комментариев, группа: Гости
    • Не нравится
    • 0
    • Нравится
    Статус: Фото
    отличный сайт...Спасибо Вам большое! Очень помог)))
  2. Комментарий #2 написал: admin (19 декабря 2010 13:44)
    публикаций, комментарий, группа: Администраторы
    • Не нравится
    • 0
    • Нравится
    Статус: Пользователь offline Фото
    пожалуйста, заходите еще
  3. Комментарий #3 написал: Елена (19 января 2011 22:51)
    публикаций, комментариев, группа: Гости
    • Не нравится
    • 0
    • Нравится
    Статус: Фото
    Спасибо большое! Замечательный сайт!
Написать комментарий
Ваше Имя:
Введите Ваше реальное имя, или ник.
Ваш E-Mail:
Внимание! Вводите реально действующий адрес email.
Текст комментария:
Внимание! Текст комментария не должен нарушать правила сайта
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Код безопасности:
Введите код с картинки
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив