Страница 41 - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

1.42. Вычислите объем углекислого газа (н. у.), выделившегося при сгорании 1 г глюкозы ($C_6H_{12}O_6 + 6O_2 = 6CO_2 + 6H_2O$).

Дано:

Масса глюкозы, $m(C_6H_{12}O_6) = 1$ г
Уравнение реакции: $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 = 6CO_2 + 6H_2O$
Условия: нормальные (н. у.)

$m(C_6H_{12}O_6) = 0.001$ кг

Найти:

Объем углекислого газа, $V(CO_2)$ - ?

Решение:

1. Для начала вычислим молярную массу глюкозы ($C_6H_{12}O_6$), используя относительные атомные массы элементов из периодической системы: $Ar(C) = 12$ а.е.м., $Ar(H) = 1$ а.е.м., $Ar(O) = 16$ а.е.м.

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180$ г/моль.

2. Теперь найдем количество вещества (число молей) глюкозы массой 1 г по формуле $\nu = m/M$.

$\nu(C_6H_{12}O_6) = \frac{m(C_6H_{12}O_6)}{M(C_6H_{12}O_6)} = \frac{1 \text{ г}}{180 \text{ г/моль}} = \frac{1}{180}$ моль.

3. По уравнению реакции горения $C_6H_{12}O_6 + 6O_2 = 6CO_2 + 6H_2O$ видно, что из 1 моль глюкозы образуется 6 моль углекислого газа. Соотношение количеств веществ глюкозы и углекислого газа составляет 1:6.

$\frac{\nu(C_6H_{12}O_6)}{1} = \frac{\nu(CO_2)}{6}$

Отсюда найдем количество вещества выделившегося углекислого газа:

$\nu(CO_2) = 6 \cdot \nu(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot \frac{1}{180} \text{ моль} = \frac{6}{180} \text{ моль} = \frac{1}{30}$ моль.

4. Зная количество вещества углекислого газа, можно вычислить его объем при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа ($V_m$) равен 22,4 л/моль. Используем формулу $V = \nu \cdot V_m$.

$V(CO_2) = \nu(CO_2) \cdot V_m = \frac{1}{30} \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = \frac{22.4}{30} \text{ л} \approx 0.747$ л.

Ответ: объем выделившегося углекислого газа составляет примерно $0.747$ л.

1.43. Вычислите объем воздуха, необходимого для сгорания смеси газов, состоящей из $1 \text{ м}^3$ метана и $2 \text{ м}^3$ азота (н. у.).

Дано:

$V(CH_4) = 1 \text{ м}^3$

$V(N_2) = 2 \text{ м}^3$

Условия: нормальные (н. у.)

Объемная доля кислорода в воздухе $\phi(O_2) \approx 0.21$

Найти:

$V_{\text{воздуха}}$ - ?

Решение:

Для сгорания смеси газов необходим кислород, который содержится в воздухе. Из двух компонентов смеси, метана ($CH_4$) и азота ($N_2$), в реакции горения участвует только метан. Азот является инертным газом в данных условиях и в реакции не участвует, поэтому его объем не учитывается при расчете необходимого количества кислорода.

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания метана:

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

2. Согласно закону объемных отношений для газов, объемы реагирующих газов и газообразных продуктов реакции относятся как их стехиометрические коэффициенты в уравнении (при одинаковых условиях температуры и давления). В задаче указаны нормальные условия (н. у.), поэтому закон применим.

Из уравнения реакции видно, что для сгорания 1 объема метана требуется 2 объема кислорода. Таким образом, соотношение объемов:

$\frac{V(CH_4)}{1} = \frac{V(O_2)}{2}$

3. Рассчитаем объем кислорода, необходимый для сгорания 1 м³ метана:

$V(O_2) = 2 \cdot V(CH_4) = 2 \cdot 1 \text{ м}^3 = 2 \text{ м}^3$

4. Теперь вычислим объем воздуха, содержащий необходимый объем кислорода. Будем считать, что объемная доля кислорода в воздухе составляет 21 % (или 0.21 в долях единицы).

Объем воздуха ($V_{\text{воздуха}}$) связан с объемом кислорода ($V(O_2)$) следующим соотношением:

$V_{\text{воздуха}} = \frac{V(O_2)}{\phi(O_2)}$

Подставим известные значения:

$V_{\text{воздуха}} = \frac{2 \text{ м}^3}{0.21} \approx 9.5238 \text{ м}^3$

Округлим результат до сотых.

$V_{\text{воздуха}} \approx 9.52 \text{ м}^3$

Ответ: объем воздуха, необходимого для сгорания данной смеси газов, составляет примерно 9.52 м³.

1.44. Определите количество вещества карбоната кальция, при разложении которого образовалось 2,8 г оксида кальция.

Дано:

масса оксида кальция $m(CaO) = 2,8$ г

Найти:

количество вещества карбоната кальция $n(CaCO_3)$ - ?

Решение:

1. Составим уравнение реакции термического разложения карбоната кальция. При нагревании карбонат кальция разлагается на оксид кальция и углекислый газ:

$CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2\uparrow$

2. Рассчитаем молярную массу оксида кальция ($CaO$). Используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы ($Ar(Ca) = 40$, $Ar(O) = 16$):

$M(CaO) = Ar(Ca) + Ar(O) = 40 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 56$ г/моль.

3. Найдем количество вещества (число молей) оксида кальция, которое образовалось в результате реакции, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(CaO) = \frac{m(CaO)}{M(CaO)} = \frac{2,8 \text{ г}}{56 \text{ г/моль}} = 0,05$ моль.

4. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, из 1 моль карбоната кальция ($CaCO_3$) образуется 1 моль оксида кальция ($CaO$). Следовательно, их количества вещества соотносятся как 1:1.

$\frac{n(CaCO_3)}{1} = \frac{n(CaO)}{1}$

Отсюда следует, что количество вещества разложившегося карбоната кальция равно количеству вещества образовавшегося оксида кальция:

$n(CaCO_3) = n(CaO) = 0,05$ моль.

Ответ: количество вещества карбоната кальция, вступившего в реакцию, составляет 0,05 моль.

1.45. Вычислите массу ортофосфата натрия, образовавшегося в результате взаимодействия 1,5 моль гидроксида натрия с ортофосфорной кислотой.

Дано:

$n(NaOH) = 1.5 \text{ моль}$

Данные представлены в единицах СИ, перевод не требуется.

Найти:

$m(Na_3PO_4) - ?$

Решение:

Взаимодействие гидроксида натрия ($NaOH$) с ортофосфорной кислотой ($H_3PO_4$) может приводить к образованию различных солей в зависимости от мольного соотношения реагентов. Поскольку в задаче требуется найти массу именно ортофосфата натрия ($Na_3PO_4$), мы рассматриваем реакцию полной нейтрализации ортофосфорной кислоты. Это означает, что ортофосфорная кислота взята в избытке или в стехиометрическом количестве, достаточном для образования средней соли.

Запишем уравнение реакции:

$3NaOH + H_3PO_4 \rightarrow Na_3PO_4 + 3H_2O$

Из уравнения реакции следует, что для образования 1 моль ортофосфата натрия требуется 3 моль гидроксида натрия. Соотношение количеств веществ гидроксида натрия и ортофосфата натрия составляет:

$\frac{n(NaOH)}{3} = \frac{n(Na_3PO_4)}{1}$

Найдем количество вещества ортофосфата натрия, которое образуется из 1,5 моль гидроксида натрия:

$n(Na_3PO_4) = \frac{n(NaOH)}{3} = \frac{1.5 \text{ моль}}{3} = 0.5 \text{ моль}$

Теперь вычислим молярную массу ортофосфата натрия ($Na_3PO_4$):

$M(Na_3PO_4) = 3 \cdot Ar(Na) + Ar(P) + 4 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 23 + 31 + 4 \cdot 16 = 69 + 31 + 64 = 164 \text{ г/моль}$

Наконец, рассчитаем массу образовавшегося ортофосфата натрия по формуле $m = n \cdot M$:

$m(Na_3PO_4) = n(Na_3PO_4) \cdot M(Na_3PO_4) = 0.5 \text{ моль} \cdot 164 \text{ г/моль} = 82 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося ортофосфата натрия составляет 82 г.

1.46. Вычислите массу оксида железа(III), вступившего в реакцию с хлороводородной кислотой, если в результате реакции образовалось 6 моль хлорида железа(III).

Дано:

$n(FeCl_3) = 6 \text{ моль}$

Найти:

$m(Fe_2O_3)$ - ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия оксида железа(III) с хлороводородной (соляной) кислотой. В результате реакции обмена образуются хлорид железа(III) и вода. Уравняем химическую реакцию:

$Fe_2O_3 + 6HCl \rightarrow 2FeCl_3 + 3H_2O$

2. По уравнению реакции видно, что стехиометрическое соотношение между оксидом железа(III) и хлоридом железа(III) составляет 1:2. Это означает, что для образования 2 моль $FeCl_3$ требуется 1 моль $Fe_2O_3$.

Найдем количество вещества ($n$) оксида железа(III), которое прореагировало, исходя из того, что образовалось 6 моль хлорида железа(III):

$\frac{n(Fe_2O_3)}{1} = \frac{n(FeCl_3)}{2}$

Отсюда:

$n(Fe_2O_3) = \frac{1}{2} \cdot n(FeCl_3) = \frac{1}{2} \cdot 6 \text{ моль} = 3 \text{ моль}$

3. Вычислим молярную массу ($M$) оксида железа(III) ($Fe_2O_3$). Для этого используем относительные атомные массы железа ($Ar(Fe) \approx 56$) и кислорода ($Ar(O) \approx 16$):

$M(Fe_2O_3) = 2 \cdot Ar(Fe) + 3 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 56 \text{ г/моль} + 3 \cdot 16 \text{ г/моль} = 112 + 48 = 160 \text{ г/моль}$

4. Теперь можем вычислить массу ($m$) оксида железа(III), зная его количество вещества и молярную массу, по формуле $m = n \cdot M$:

$m(Fe_2O_3) = n(Fe_2O_3) \cdot M(Fe_2O_3) = 3 \text{ моль} \cdot 160 \text{ г/моль} = 480 \text{ г}$

Ответ: масса оксида железа(III), вступившего в реакцию, составляет 480 г.

1.47. Определите массу сульфата магния, который можно получить в результате взаимодействия 0,5 моль магния и раствора серной кислоты, взятой в избытке.

Дано:

Количество вещества магния, $n(\text{Mg}) = 0,5 \text{ моль}$

Серная кислота ($\text{H}_2\text{SO}_4$) в избытке.

Найти:

Массу сульфата магния, $m(\text{MgSO}_4)$ — ?

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции взаимодействия магния с раствором серной кислоты:

$\text{Mg} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{MgSO}_4 + \text{H}_2\uparrow$

В результате этой реакции замещения образуется соль — сульфат магния — и выделяется газообразный водород.

2. Проанализируем стехиометрические соотношения в уравнении. Коэффициенты перед магнием ($\text{Mg}$) и сульфатом магния ($\text{MgSO}_4$) равны 1. Это значит, что количество вещества прореагировавшего магния равно количеству вещества образовавшегося сульфата магния:

$\frac{n(\text{Mg})}{1} = \frac{n(\text{MgSO}_4)}{1}$

3. По условию задачи серная кислота находится в избытке. Это означает, что магний является лимитирующим реагентом, то есть он прореагирует полностью. Расчет массы продукта следует вести по реагенту, который находится в недостатке, то есть по магнию.

Таким образом, количество вещества полученного сульфата магния будет равно исходному количеству вещества магния:

$n(\text{MgSO}_4) = n(\text{Mg}) = 0,5 \text{ моль}$

4. Чтобы найти массу сульфата магния, необходимо рассчитать его молярную массу ($M$). Молярная масса вещества численно равна его относительной молекулярной массе и рассчитывается как сумма относительных атомных масс ($Ar$) всех атомов в молекуле. Используем значения из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, округленные до целых чисел:

$Ar(\text{Mg}) = 24$

$Ar(\text{S}) = 32$

$Ar(\text{O}) = 16$

Молярная масса сульфата магния $\text{MgSO}_4$ будет равна:

$M(\text{MgSO}_4) = Ar(\text{Mg}) + Ar(\text{S}) + 4 \cdot Ar(\text{O}) = 24 + 32 + 4 \cdot 16 = 24 + 32 + 64 = 120 \text{ г/моль}$

5. Теперь можно рассчитать массу сульфата магния, используя формулу, связывающую массу ($m$), количество вещества ($n$) и молярную массу ($M$):

$m = n \cdot M$

$m(\text{MgSO}_4) = n(\text{MgSO}_4) \cdot M(\text{MgSO}_4) = 0,5 \text{ моль} \cdot 120 \text{ г/моль} = 60 \text{ г}$

Ответ: масса сульфата магния, который можно получить, составляет 60 г.

1.48. Вычислите массу образовавшегося сульфата меди(II), если в реакцию с серной кислотой, взятой в избытке, вступило 0,8 моль оксида меди(II).

Дано:

Количество вещества оксида меди(II): $n(\text{CuO}) = 0.8 \text{ моль}$

Серная кислота ($H_2SO_4$) находится в избытке.

Найти:

Массу сульфата меди(II) - $m(\text{CuSO}_4)$

Решение:

1. Сначала запишем уравнение химической реакции между оксидом меди(II) и серной кислотой. Это реакция обмена, в результате которой образуется соль и вода:

$\text{CuO} + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CuSO}_4 + \text{H}_2\text{O}$

Уравнение сбалансировано. Из него видно, что стехиометрические коэффициенты перед оксидом меди(II) и сульфатом меди(II) равны 1.

2. Согласно уравнению реакции, количества веществ (моль) реагентов и продуктов соотносятся как их стехиометрические коэффициенты. Поскольку серная кислота взята в избытке, расчеты производятся по оксиду меди(II), который полностью прореагирует.

Соотношение количеств веществ оксида меди(II) и сульфата меди(II) составляет 1:1.

$\frac{n(\text{CuO})}{1} = \frac{n(\text{CuSO}_4)}{1}$

Следовательно, количество вещества образовавшегося сульфата меди(II) равно количеству вещества оксида меди(II):

$n(\text{CuSO}_4) = n(\text{CuO}) = 0.8 \text{ моль}$

3. Далее вычислим молярную массу сульфата меди(II) ($M(\text{CuSO}_4)$). Для этого воспользуемся периодической таблицей химических элементов Д.И. Менделеева, округляя атомные массы до целых значений (для меди обычно используется значение 64):

$M(\text{CuSO}_4) = \text{Ar(Cu)} + \text{Ar(S)} + 4 \cdot \text{Ar(O)}$

$M(\text{CuSO}_4) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 96 + 64 = 160 \text{ г/моль}$

4. Наконец, рассчитаем массу сульфата меди(II), используя формулу, связывающую массу ($m$), количество вещества ($n$) и молярную массу ($M$):

$m = n \cdot M$

$m(\text{CuSO}_4) = n(\text{CuSO}_4) \cdot M(\text{CuSO}_4)$

$m(\text{CuSO}_4) = 0.8 \text{ моль} \cdot 160 \text{ г/моль} = 128 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося сульфата меди(II) составляет 128 г.

1.49. Вычислите массу образовавшегося осадка, если в реакцию с сульфатом алюминия вступило 0,6 моль хлорида бария.

Дано:

Количество вещества хлорида бария: $n(BaCl_2) = 0,6 \text{ моль}$

Найти:

Массу осадка: $m(\text{осадка}) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение химической реакции между сульфатом алюминия ($Al_2(SO_4)_3$) и хлоридом бария ($BaCl_2$). Это реакция обмена, в результате которой образуется нерастворимый сульфат бария, выпадающий в осадок.

$Al_2(SO_4)_3 + 3BaCl_2 \rightarrow 3BaSO_4 \downarrow + 2AlCl_3$

2. Из уравнения реакции следует, что осадок – это сульфат бария ($BaSO_4$). По условию задачи, сульфат алюминия взят в избытке, поэтому расчет ведем по хлориду бария, который является лимитирующим реагентом.

3. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, из 3 моль хлорида бария образуется 3 моль сульфата бария. Таким образом, их молярное соотношение равно 1:1.

$\frac{n(BaCl_2)}{3} = \frac{n(BaSO_4)}{3} \implies n(BaCl_2) = n(BaSO_4)$

Следовательно, количество вещества образовавшегося осадка равно количеству вещества вступившего в реакцию хлорида бария:

$n(BaSO_4) = n(BaCl_2) = 0,6 \text{ моль}$

4. Найдем молярную массу сульфата бария ($BaSO_4$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы:

$M(BaSO_4) = Ar(Ba) + Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 137 \text{ г/моль} + 32 \text{ г/моль} + 4 \cdot 16 \text{ г/моль} = 233 \text{ г/моль}$

5. Рассчитаем массу образовавшегося осадка по формуле $m = n \cdot M$:

$m(BaSO_4) = n(BaSO_4) \cdot M(BaSO_4) = 0,6 \text{ моль} \cdot 233 \text{ г/моль} = 139,8 \text{ г}$

Ответ: масса образовавшегося осадка равна 139,8 г.

1.50. Вычислите объем кислорода (н. у.), необходимого для полного сгорания 12 моль метана.

Дано:

Количество вещества метана $n(CH_4) = 12$ моль.
Условия нормальные (н. у.).

Молярный объем идеального газа при нормальных условиях (н. у.) составляет $V_m = 22,4$ л/моль. Количество вещества (моль) является единицей системы СИ.

Найти:

Объем кислорода $V(O_2)$ — ?

Решение:

1. Запишем уравнение реакции полного сгорания метана ($CH_4$) в кислороде ($O_2$). При полном сгорании углеводородов образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$):

$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

2. Из уравнения реакции видно, что для сгорания 1 моль метана требуется 2 моль кислорода. Соотношение количеств веществ метана и кислорода составляет:

$\frac{n(CH_4)}{1} = \frac{n(O_2)}{2}$

3. Найдем количество вещества кислорода, необходимое для сгорания 12 моль метана:

$n(O_2) = 2 \times n(CH_4) = 2 \times 12 \text{ моль} = 24 \text{ моль}$

4. Зная количество вещества кислорода, вычислим его объем при нормальных условиях (н. у.). Объем газа связан с количеством вещества через молярный объем $V_m = 22,4$ л/моль:

$V = n \times V_m$

$V(O_2) = n(O_2) \times V_m = 24 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 537,6 \text{ л}$

Ответ: для полного сгорания 12 моль метана потребуется 537,6 л кислорода (н. у.).

Внимание, тесты!

1.51. При спиртовом брожении глюкозы выделился газ объемом 67,2 л (н. у.). Масса глюкозы, подвергшейся брожению, составляет

1) 90 г

2) 145 г

3) 180 г

4) 270 г

Дано:

$V(газа) = 67,2$ л (н. у.)

$V_m = 22,4$ л/моль (молярный объем газа при н. у.)

Найти:

$m(C_6H_{12}O_6)$ - ?

Решение:

Спиртовое брожение глюкозы описывается следующим уравнением реакции:

$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{дрожжи} 2C_2H_5OH + 2CO_2\uparrow$

Из уравнения видно, что газ, который выделяется в ходе реакции, — это углекислый газ ($CO_2$).

1. Найдем количество вещества (число моль) выделившегося углекислого газа, используя его объем и молярный объем газов при нормальных условиях (н. у.):

$\nu(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{67,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 3 \text{ моль}$

2. По уравнению реакции определим количество вещества глюкозы ($C_6H_{12}O_6$), вступившей в реакцию. Соотношение количеств веществ глюкозы и углекислого газа, согласно коэффициентам в уравнении, составляет 1:2.

$\frac{\nu(C_6H_{12}O_6)}{1} = \frac{\nu(CO_2)}{2}$

Отсюда, количество вещества глюкозы в 2 раза меньше количества вещества углекислого газа:

$\nu(C_6H_{12}O_6) = \frac{\nu(CO_2)}{2} = \frac{3 \text{ моль}}{2} = 1,5 \text{ моль}$

3. Рассчитаем молярную массу глюкозы ($C_6H_{12}O_6$):

$M(C_6H_{12}O_6) = 6 \cdot A_r(C) + 12 \cdot A_r(H) + 6 \cdot A_r(O) = 6 \cdot 12 + 12 \cdot 1 + 6 \cdot 16 = 72 + 12 + 96 = 180 \text{ г/моль}$

4. Теперь найдем массу глюкозы, подвергшейся брожению, зная ее количество вещества и молярную массу:

$m(C_6H_{12}O_6) = \nu(C_6H_{12}O_6) \cdot M(C_6H_{12}O_6) = 1,5 \text{ моль} \cdot 180 \text{ г/моль} = 270 \text{ г}$

Полученный результат соответствует варианту ответа 4).

Ответ: 4) 270 г.

1.52. При гидролизе 10 моль сахарозы образуется глюкоза количеством вещества

1) 5 моль

2) 10 моль

3) 15 моль

4) 20 моль

Дано:

Количество вещества сахарозы $n(\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}) = 10$ моль.

Найти:

Количество вещества глюкозы $n(\text{C}_{6}\text{H}_{12}\text{O}_{6})$ — ?

Решение:

Гидролиз сахарозы (дисахарида) приводит к ее расщеплению на два моносахарида: глюкозу и фруктозу. Запишем уравнение химической реакции гидролиза сахарозы:

$C_{12}H_{22}O_{11} + H_2O \xrightarrow{\text{H}^+ \text{ или фермент}} C_6H_{12}O_6 (\text{глюкоза}) + C_6H_{12}O_6 (\text{фруктоза})$

Из уравнения реакции видно, что стехиометрические коэффициенты перед сахарозой и глюкозой равны 1. Это означает, что из 1 моль сахарозы образуется 1 моль глюкозы (и 1 моль фруктозы).

Соотношение количеств веществ реагирующей сахарозы и образующейся глюкозы равно соотношению их стехиометрических коэффициентов:

$\frac{n(\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11})}{1} = \frac{n(\text{глюкозы})}{1}$

Согласно условию задачи, в реакцию вступает 10 моль сахарозы. Следовательно, количество вещества образовавшейся глюкозы будет таким же:

$n(\text{глюкозы}) = n(\text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}) = 10$ моль.

Таким образом, правильный вариант ответа — 10 моль.

Ответ: 2) 10 моль.

1.53. При взаимодействии 0,5 моль алюминия и серы можно получить сульфид алюминия, масса которого

1) 1,5 г

2) 3,25 г

3) 37,5 г

4) 50 г

Дано:

Количество вещества алюминия $n(Al) = 0,5$ моль

Найти:

Массу сульфида алюминия $m(Al_2S_3)$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции взаимодействия алюминия с серой. Алюминий в соединениях имеет степень окисления +3, а сера в сульфидах -2, поэтому формула сульфида алюминия - $Al_2S_3$. Уравнение реакции:

$2Al + 3S \rightarrow Al_2S_3$

2. По уравнению реакции видно, что из 2 моль алюминия образуется 1 моль сульфида алюминия. Таким образом, количество вещества сульфида алюминия будет в 2 раза меньше, чем количество вещества вступившего в реакцию алюминия.

Рассчитаем количество вещества сульфида алюминия $n(Al_2S_3)$:

$n(Al_2S_3) = \frac{n(Al)}{2} = \frac{0,5 \text{ моль}}{2} = 0,25 \text{ моль}$

3. Рассчитаем молярную массу сульфида алюминия $M(Al_2S_3)$. Для этого используем относительные атомные массы алюминия $Ar(Al) = 27$ и серы $Ar(S) = 32$.

$M(Al_2S_3) = 2 \cdot Ar(Al) + 3 \cdot Ar(S) = 2 \cdot 27 + 3 \cdot 32 = 54 + 96 = 150 \text{ г/моль}$

4. Теперь найдем массу сульфида алюминия, используя формулу $m = n \cdot M$:

$m(Al_2S_3) = n(Al_2S_3) \cdot M(Al_2S_3) = 0,25 \text{ моль} \cdot 150 \text{ г/моль} = 37,5 \text{ г}$

Полученное значение соответствует варианту ответа 3.

Ответ: 37,5 г.

1.54. При полном сжигании алюминиевой фольги в 0,6 моль кислорода можно получить оксид алюминия количеством вещества

1) 0,4 моль

2) 1,2 моль

3) 3,5 моль

4) 4 моль

Дано:

Количество вещества кислорода $n(O_2) = 0,6$ моль.

Найти:

Количество вещества оксида алюминия $n(Al_2O_3)$ — ?

Решение:

Для решения задачи необходимо составить уравнение химической реакции горения алюминия. При сжигании алюминиевая фольга ($Al$) реагирует с кислородом ($O_2$) с образованием оксида алюминия ($Al_2O_3$). Условие "полного сжигания" означает, что весь кислород прореагирует.

1. Составим и сбалансируем уравнение реакции:

$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

2. Из уравнения реакции видно, что стехиометрические коэффициенты для кислорода и оксида алюминия соотносятся как 3 к 2. Это означает, что из 3 моль кислорода образуется 2 моль оксида алюминия.

3. Составим пропорцию для нахождения количества вещества ($n$) оксида алюминия, которое можно получить из 0,6 моль кислорода:

$\frac{n(O_2)}{\text{коэффициент при } O_2} = \frac{n(Al_2O_3)}{\text{коэффициент при } Al_2O_3}$

$\frac{n(O_2)}{3} = \frac{n(Al_2O_3)}{2}$

4. Подставим известное значение количества вещества кислорода и найдем количество вещества оксида алюминия:

$\frac{0,6 \text{ моль}}{3} = \frac{n(Al_2O_3)}{2}$

Выразим $n(Al_2O_3)$:

$n(Al_2O_3) = \frac{0,6 \text{ моль} \times 2}{3} = \frac{1,2}{3} \text{ моль} = 0,4 \text{ моль}$

Таким образом, при полном сжигании алюминиевой фольги в 0,6 моль кислорода можно получить 0,4 моль оксида алюминия. Этот результат соответствует варианту ответа №1.

Ответ: 1) 0,4 моль.

1.55. Для получения хлороводорода необходимо взять 10 моль хлора и водород количеством вещества:

1) 1 моль

2) 5 моль

3) 10 моль

4) 20 моль

Дано:

Количество вещества хлора, $n(Cl_2) = 10 \text{ моль}$.

Найти:

Количество вещества водорода, $n(H_2)$ — ?

Решение:

Для определения необходимого количества вещества водорода запишем уравнение химической реакции синтеза хлороводорода ($HCl$) из простых веществ: водорода ($H_2$) и хлора ($Cl_2$).

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

$$H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$$

Согласно этому уравнению, стехиометрические коэффициенты перед молекулами водорода и хлора равны 1. Это означает, что вещества вступают в реакцию в мольном соотношении 1 к 1.

$$n(H_2) : n(Cl_2) = 1 : 1$$

Следовательно, для того чтобы реакция прошла полностью, количество вещества водорода должно быть равно количеству вещества хлора.

Поскольку по условию дано 10 моль хлора, для реакции потребуется такое же количество моль водорода:

$$n(H_2) = n(Cl_2) = 10 \text{ моль}$$

Этот результат соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 3) 10 моль.