Как найти молярное соотношение

Задачи на атомистику — это задачи на соотношения частиц (атомов, молекул, ионов и т.д.)  в  гомогенных и гетерогенных системах (растворах, твердых и газообразных смесях). Это могут быть массовые соотношения (например, массовая доля элемента в смеси), мольные соотношения (например, соотношение числа атомов водорода и кислорода или мольная доля), объемные соотношения (объемная доля и др.).

Ниже я выкладываю задачи на атомистику из реального ЕГЭ по химии 16 июля 2020 года.

Для решения задач на атомистику используются довольно простые идеи. Во-первых, понятие массовой доли. Во-вторых, умение выражать число атомов через число молекул или других структурных единиц.

Например, в молекуле триоксида серы SO₃ на 1 молекулу приходится один атом серы и три атома кислорода:

1 молекула SO₃ — 1 атом серы, 3 атома кислорода

Несложно пропорцией определить, что на две молекулы триоксида серы будет приходиться два атома серы и шесть атомов кислорода:

2 молекулы SO₃ — 2 атома S, 6 атомов О

На 20 молекул триоксида:

20 молекул SO₃ — 20 атомов S, 60 атомов О

А вот сколько атомов приходится на х молекуле триоксида? Это также легко определить через пропорцию:

х молекул SO₃ — х атомов S, 3х атомов О

Иначе говоря, количество атомов кислорода в молекуле SO₃ в три раза больше, чем количество молекул. А количество атомов серы равно количеству молекул триоксида серы. Это простая, но не всегда очевидная идея. То есть индексы в формуле вещества показывают не только, как соотносится количество атомов между собой, но и какое число атомов приходится на 1 молекулу или другую структурную единицу вещества.

Если так соотносится число атомов и молекул, то также будет соотноситься и количество вещества атомов и молекул, выраженное в молях. Потому что 1 моль — это не что иное, как порция, состоящая из одинакового числа данных частиц.

То есть на х моль триоксида серы приходится:

х моль SO₃ — х моль атомов S, 3х моль атомов О

 Представьте себе, что атомы — это элементы изделия, а молекула состоит из некоторого числа таких деталей. Таким образом, число деталей разного типа всегда больше или равно числа изделий. Получается, в молекуле число атомов всегда больше или равно, чем количество молекул.

И наоборот, число молекуле триоксида серы в 3 раза меньше, чем число атомов кислорода в составе SO₃. И число молекул равно количеству атомов серы. 

Например, на х моль атомов серы приходится х моль молекул SO₃.

Еще одно понятие, которое пригодится при решении задач на атомистику — молярное соотношение веществ.

Молярное соотношение — это отношение количества одного вещества к количеству другого вещества.

Например, молярное соотношение хлорида натрия и воды в растворе составляет 1 к 20, или 0,05:

n(NaCl)/ n(H₂O) = 1/20 = 0,5

Молярное соотношение можно задавать отдельным числом, а можно соотношением:

n(NaCl) : n(H₂O) = 1:20 

А вот выражать молярное соотношение через проценты нельзя. Это безразмерная величина. 

Научиться решать задачи на атомистику не очень сложно. В ЕГЭ по химии атомистика станет, скорее всего, лишь частью более сложной комплексной задачи 34. Но я бы рекомендовал не пытаться сразу решать задачи на атомистику уровня ЕГЭ по химии. Занимаясь в спортзале, вы же не пытаетесь на первой тренировке поднять сразу тяжелую штангу. Точнее, попытаться вы можете, но последствия будут плачевными.

Для начала сделайте разминку возьмите простые задачи, чтобы освоить основные приемы и понять логику решения таких заданий. А после легких задач можно постепенно перейти к более сложным. Именно в таком порядке и расположены задачи в данной подборке «Атомистика», которые позволяют понять, как именно удобно работать с такими заданиями. 

Публикую подборку задач, в которых используются идеи атомистики. Все задачи взяты из сборника С.А. Пузакова, В.А. Попкова «Пособие по химии. Вопросы. Упражнения. Задачи». В скобках я привожу нумерацию этих задач в задачнике.

1. (66) В смеси оксида меди (I) и оксида меди (II) на 4 атома меди приходится 3 атома кислорода. Вычислите массовые доли ве­ществ в такой смеси.

2. (67) В смеси двух хлоридов железа на 5 атомов железа приходится 13 атомов хлора. Вычислите массовые доли веществ в та­кой смеси.

3. (70) В каком молярном соотношении были смешаны карбид кальция и карбонат кальция, если массовая доля углерода в полученной смеси равна 25%?

4. (71) В каком молярном соотношении были смешаны гидросульфит натрия и гидросульфид натрия, если массовая доля серы в полученной смеси равна 45%?

5. (72) Какую массу сульфата калия следует добавить к 5,5г сульфида калия, чтобы в полученной смеси массовая доля серы стала равной 20%?

6. (73) В смеси нитрата аммония и нитрата свинца (II) массовая доля азота равна 25%. Вычислите массовую долю свинца в этой смеси.

7. (74) В смеси нитрата аммония и нитрата бария массовая доля азота равна 30%. Вычислите массовую долю нитрат-ионов в смеси.

8. (75) В смеси двух оксидов углерода на 5 атомов углерода приходится 7 атомов кислорода. Вычислите объемную долю более тяжелого оксида в этой смеси

9. (619) Через 13,1 г смеси бромида калия и йодида калия, в которой массовая доля брома равна 24,5%, пропустили смесь хлора и брома, в результате чего получилась смесь двух солей, в которой массовая доля брома равна 57%. Вычислите массу смеси галогенов, вступившую в реакцию.

10. (620) Через смесь натрия и бромида калия, в которой массовая доля брома равна 60%, пропустили хлор, в результате чего масса брома в смеси солей оказалась в 2 раза меньше, чем в исходной смеси. Вычислите массовую долю брома в полученной смеси солей.

11. (621) К смеси калия и иодида натрия, в которой массовая доля калия равна 40%, добавили бром, в результате чего масса йода в полученной смеси солей уменьшилась в 5 раз по сравнению с исходной. Вычислите массовую долю йода в полученной смеси солей.

12. (827) Аммиак, образовавшийся при гидролизе смеси нитрида кальция и нитрида лития, в которой массовая доля азота рав­нялась 30%, пропустили через 80 мл бромоводородной кисло­ты. В результате реакции молярная концентрация кислоты уменьшилась с 2,8 до 1,2 моль/л (изменением объема раствора за счет поглощения газа пренебречь). Вычислите массу исходного образца смеси нитридов.

13. (828) К 1,59%-му раствору карбоната натрия добавили по каплям 40 г 3,78%-го раствора азотной кислоты; в результате в образовавшемся растворе число атомов азота оказалось в 2 ра­за больше числа атомов углерода. Вычислите массовые доли веществ в получившемся растворе.

14. (855)Через 15 г 9,45%-го раствора азотной кислоты пропу­стили аммиак; в результате в образовавшемся растворе массовая доля азота оказалась равной 3,5%. Вычислите массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

15. (951) К смеси фосфата натрия, дигидрофосфата натрия и гид­рофосфата натрия общей массой 15 г (молярное соотношение солей в порядке перечисления 3:2:1) добавили 100 г 4%-го раствора гидроксида натрия. Установите количественный состав раствора (в массовых долях).

16. (952) К 2 г смеси гидрофосфата калия и дигидрофосфата калия, в которой массовая доля фосфора равна 20%, добавили 20 г 2%-го раствора фосфорной кислоты. Вычислите массовые доли всех веществ в получившемся растворе.

17. (992) В смеси карбида алюминия и карбида кальция число атомов алюминия равно числу атомов кальция. При гидролизе этой смеси выделяется 1,12 л (н.у.) смеси газов. Вычислите массу исходной смеси карбидов.

18. (1007) Смесь карбоната стронция и гидрокарбоната аммония общей массой 12 г, в которой масса атомов углерода в 12 раз больше массы атомов водорода, добавили к избытку 10%-го раствора серной кислоты. Вычислите массу выпавшего осадка и объем выделившегося газа (н.у.)

19. (1009) Какой объем газа (н.у.) выделится при добавлении к 20 г 20%-го раствора серной кислоты 20 г смеси карбоната калия и гидрокарбоната натрия с одинаковым числом атомов калия и водорода?

20. (1021) В смеси сульфита кальция и гидрокарбоната кальция число атомов кальция в 6 раз больше числа атомов серы. Вычис­лите плотность по воздуху газовой смеси, образующейся при обработке этой смеси избытком разбавленного раствора серной кислоты.

21. (1059) Массовая доля калия в растворе, содержащем силикат калия и сульфат калия, равна 0,909%, а масса серы равна массе кремния. К этому раствору добавили в 4 раза меньшую массу соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 1,46%. Вычис­лите, во сколько раз масса серы оказалась больше массы кремния в образовавшемся растворе.

22. (1162) Смесь натрия с другим щелочным металлом поместили в воду. По окончании реакции воду полностью испарили. Мас­совая доля кислорода в полученной смеси веществ оказалась равной 50%. Вычислите массовые доли веществ в полученной смеси.

23. (1215) В смеси оксида ванадия (V) и оксида ванадия (III) массовая доля кислорода равна 40%. Какое количество вещества алюминия понадобится для полного восстановления ванадия из 100 г этой смеси?

Задача на атомистику, которую составители ЕГЭ по химии рекомендовали к прорешиванию:

24. Некоторое количество смеси гидрата дигидрофосфата калия и дигидрата гидрофосфата калия с равными массовыми долями веществ растворили в воде, которую взяли в 10 раз больше по массе, чем смеси. Сколько атомов кислорода приходится на один атом фосфора в полученном растворе?  (104)

24. Некоторое количество смеси гидрата дигидрофосфата калия и дигидрата гидрофосфата калия с равными массовыми долями веществ растворили в воде, которую взяли в 10 раз больше по массе, чем смеси. Сколько атомов кислорода приходится на один атом фосфора в полученном растворе?  (104)

Задачи на атомистику из реального ЕГЭ по химии 16 июля 2020 года

1. В смеси оксида магния и фосфида магния массовая доля атомов магния равна 54,4%. Они полностью прореагировала с соляной кислотой массой 365 г 34-% раствора. К полученному раствору добавили раствор фторида калия массой 232 грамма 30-% раствора. Найти массовую долю хлорида калия в конечном растворе.

2. Взяли смесь оксида кальция и карбоната кальция. Массовая доля кальция в смеси 50%. Смесь растворили в 300 г раствора избытка соляной кислоты. Выделившийся газ полностью прореагировал с раствором гидроксида натрия массой 200г и массовой долей 8%. Вычислите массовую долю образовавшейся соли.

3. Взяли смесь Cu и CuO . Массовая доля меди в смеси 96%. Полученную смесь растворили в концентрированной серной кислоте массой 496 г, взятой в избытке. Полученный газ растворили в необходимом количестве раствора гидроксида натрия массой 200 г и массовой долей 10%. Найдите массовую долю соли в растворе после растворения.

4. Смесь из оксида и сульфида алюминия, где массовая доля алюминия 50%, залили 700 г, раствора соляной кислоты, взятой в избытке. Выделившийся газ полностью поглотили 240 г 20% раствора сульфата меди. Вычислите концентрацию соли после того, как залили соляную кислоту.

5. Смесь оксида кальция и карбоната кальция с массовой долей кальция 62,5% растворили в 300 г раствора соляной кислоты. Масса раствора стала 361,6 г. Выделившийся газ пропустили через 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в конечном растворе.

6. Смесь оксида и пероксида натрия, в которой соотношение атомов натрия к атомам кислорода равно 3:2, нагрели с избытком углекислого газа. Полученное вещество растворили в воде. В результате образовалось 600 г раствора. К полученному раствору добавили 229,6 г раствора хлорида железа(III).Найдите массовую долю оксида натрия в исходной смеси, если масса конечного раствора 795 г и массовая доля карбоната натрия в этом растворе 4%.

7. Смесь карбида алюминия и карбида кальция, в которой массовая доля углерода равна 30%, полностью растворили в 547.5 г соляной кислоте. При этом кислота прореагировала без остатка. К образовавшемуся раствору добавили 1260г 8% раствора гидрокарбоната натрия. Найдите массовую долю кислоты в растворе, в котором растворили исходную смесь.

8. В смесь железной окалины и оксида железа(III) добавили 500 г раствора конц. азотной кислоты, причём соотношение атомов железа к атомам кислорода в смеси равно 7:10. Чтобы полностью поглотить выделившийся газ использовали 20 г раствора NaOH с массовой долей 20%.. Найдите массу соли, образовавшейся при добавлении кислоты в смесь.

9. Дана смесь оксида и пероксида бария, в которой число атомов бария относится к числу атомов кислорода как 5:9. Добавили 490 г 20% холодной серной кислоты при этом смесь прореагировала полностью и раствор стал нейтральным. Определить массовую долю воды в полученном растворе.

10. Смесь из оксида лития и нитрида лития с массовой долей атомов лития 56%, смешали с 265 г раствора соляной кислоты с массовой долей 20%. (все вещества полностью прореагировали). После к образовавшемуся раствору добавили 410г 20%- ного фосфата натрия. Найдите массовую долю образовавшегося хлорида натрия.

11. Дан холодный раствор серной кислоты. К нему добавили пероксид бария, при этом вещества прореагировали полностью. В полученном растворе соотношение атомов водорода к кислороду составило 9 к 5. Затем к этому раствору добавили каталитическое количество оксида марганца (IV), в результате масса раствора уменьшилась на 6,4 г. Вычислите массовую долю серной кислоты в исходном растворе.

Задачи на «атомистику» из реального ЕГЭ по химии-2020

1. Дан раствор массой 200 г, содержащий хлорид железа(II) и хлорид железа(III). В этом растворе соотношение числа атомов железа к числу атомов хлора равно 3 : 8. Через него пропустили хлор до прекращения реакции. К образовавшемуся раствору добавили раствор гидроксида натрия также до полного завершения реакции. При этом образовалось 526,5 г 20%-ного раствора хлорида натрия. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в использованном растворе.

2FeCl₂ + Cl₂ = 2FeCl₃

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ + 3NaCl

Ответ: w(NaOH) = 18,8%

1. Смесь цинка и карбоната цинка, в которой соотношение числа атомов цинка к числу атомов кислорода равно 5 : 6, растворили в 500 г разбавленного раствора серной кислоты. При этом все исходные вещества прореагировали полностью, и выделилось 22,4 л смеси газов (н.у.). К этому раствору добавили 500 г 40%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю сульфата натрия в конечном растворе.

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

ZnCO₃ + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O + CO₂

ZnSO₄ + 4NaOH = Na₂[Zn(OH)₄] + Na₂SO₄

Ответ: w(Na₂SO₄) = 13,3%

1. Смесь пероксида и оксида бария, в которой соотношение числа атомов бария к числу атомов кислорода равно 5 : 9 растворили в 490 г холодного 20%-ного раствора серной кислоты. При этом соединения бария прореагировали полностью и образовался нейтральный раствор. Вычислите массовую долю воды в образовавшемся растворе.

BaO₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + H₂O₂

BaO + H₂SO₄ = BaSO₄ + H₂O

Ответ: w(H₂O) = 93,6%

1. Смесь оксида и пероксида натрия, в которой соотношение числа атомов натрия к числу атомов кислорода равно 3 : 2, нагрели в избытке углекислого газа. Продукт реакции растворили в воде и получили 600 г раствора. К этому раствору добавили 229,6 г раствора хлорида железа(III). После завершения реакции масса раствора составила 795 г, а массовая доля карбоната натрия в нём – 4%. Вычислите массу оксида натрия в исходной смеси.

Na₂O + CO₂ = Na₂CO₃

2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂

3Na₂CO₃ + 2FeCl₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃ + 6NaCl + 3CO₂

Ответ: m(Na₂O) = 24,8 г

1. Смесь железной окалины и оксида железа(III), в которой соотношение числа атомов железа к числу атомов кислорода равно 7 : 10, растворили в 500 г концентрированной азотной кислоты, взятой в избытке. Для полного поглощения выделившегося при этом газа потребовалось 20 г 20%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в растворе, образовавшемся после растворения оксидов в кислоте.

Fe₃O₄ + 10HNO₃ = 3Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 5H₂O

Fe₂O₃ + 6HNO₃ = 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O

2NO₂ + 2NaOH = NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O

Ответ: w(Fe(NO₃)₃) = 30,8%

1. Смесь карбида алюминия и карбида кальция, в которой массовая доля атомов углерода равна 30%, полностью растворили в 547,5 г соляной кислоты. При этом соляная кислота прореагировала без остатка. К образовавшемуся раствору добавили 1260 г 8%-ного раствора гидрокарбоната натрия до полного завершения реакции. Вычислите массовую долю кислоты в растворе, в котором растворили исходную смесь.

Al₄C₃ + 12HCl = 4AlCl₃ + 3CH₄

CaC₂ + 2HCl = CaCl₂ + C₂H₂

AlCl₃ + 3NaHCO₃ = Al(OH)₃ + 3CO₂ + 3NaCl

CaCl₂ + 2NaHCO₃ = CaCO₃ + CO₂ + H₂O + 2NaCl

Ответ: w(HCl) = 8%

1. Смесь меди и оксида меди(II), в которой массовая доля атомов меди равна 96%, растворили в 472 г концентрированной серной кислоты, взятой в избытке. Минимальная масса 10%-ного раствора гидроксида натрия, который может прореагировать с выделившимся при этом газом, составляет 200 г. Вычислите массовую долю соли в растворе, образовавшемся после растворения исходной смеси в кислоте.

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

SO₂ + NaOH = NaHSO₃

Ответ: w(CuSO₄) = 20%

1. Смесь сульфида и оксида алюминия, в которой массовая доля атомов алюминия равна 50%, растворили в 700 г соляной кислоты, взятой в избытке. Для полного поглощения выделившегося при этом газа потребовалось 240 г 20%-ного раствора сульфата меди(II). Вычислите массовую долю соли в растворе, образовавшемся после растворения сульфида и оксида алюминия в кислоте.

Al₂S₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂S

Al₂O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂O

H₂S + CuSO₄ = CuS + H₂SO₄

Ответ: w(AlCl₃) = 27,5%

1. Смесь карбоната кальция и оксида кальция, в которой массовая доля атомов кальция равна 62,5%, растворили в 300 г соляной кислоты, взятой в избытке. При этом образовался раствор массой 361,6 г. Выделившийся в результате реакции газ полностью поглотился 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в растворе, получившемся в результате реакции.

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

CO₂ + NaOH = NaHCO₃

Ответ: w(NaHCO₃) = 18,9%

1. Смесь кальция и карбоната кальция, в которой массовая доля атомов кальция равна 50%, растворили в 300 г соляной кислоты, взятой в избытке. При этом образовался раствор массой 330 г. Один из выделившихся в результате реакции газов полностью поглотился 200 г 8%-ного раствора гидроксида натрия. Вычислите массовую долю соли в растворе, получившемся в результате реакции.

Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

CO₂ + NaOH = NaHCO₃

Ответ: w(NaHCO₃) = 15,4%

1. Смесь оксида магния и фосфида магния, в которой массовая доля атомов магния равна 54,4%, растворили в 365 г 34%-ной соляной кислоты. При этом реагирующие вещества вступили в реакцию полностью. К полученному раствору добавили 232 г 30%-ного раствора фторида калия. Вычислите массовую долю хлорида калия в конечном растворе.

MgO + 2HCl = MgCl₂ + H₂O

Mg₃P₂ + 6HCl = 3MgCl₂ + 2PH₃

MgCl₂ + 2KF = MgF₂ + 2KCl

Ответ: w(KCl) = 14,9%

1. Смесь оксида лития и нитрида лития, в которой массовая доля атомов лития равна 56%, растворили в 365 г 20%-ной соляной кислоты. При этом реагирующие вещества вступили в реакцию полностью. К полученному раствору добавили 410 г 20%-ного раствора фосфата натрия. Вычислите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе.

Li₂O + 2HCl = 2LiCl + H₂O

Li₃N + 4HCl = 3LiCl + NH₄Cl

3LiCl + Na₃PO₄ = Li₃PO₄ + 3NaCl

Ответ: w(NaCl) = 11,9%

1. В колбу с холодным раствором серной кислоты внесли пероксид бария, при этом оба вещества между собой прореагировали полностью. В образовавшемся растворе соотношение числа атомов водорода и атомов кислорода составило 9 : 5. Затем в колбу добавили каталитическое количество оксида марганца(IV). При этом произошла реакция, в результате которой масса раствора в колбе уменьшилась на 6,4 г. Вычислите массовую долю серной кислоты, которая содержалась в исходном растворе.

BaO₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + H₂O₂

2H₂O₂ = 2H₂O + O₂

Ответ: w(H₂SO₄) = 40,5%

1. Железную пластинку полностью растворили в 500 г раствора кислоты. Объем выделившейся смеси оксида азота(II) и оксида азота(IV) составляет 20,16 л (н.у.). В этой смеси соотношение числа атомов кислорода к числу атомов азота равно 5 : 3. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

Fe + 6HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O

Fe + 4HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O

Ответ: w(Fe(NO₃)₃) = 24,6%

1. Смесь сульфата железа(II) и сульфата железа(III), в которой соотношение числа атомов железа к числу атомов серы равно 3 : 4, поместили в 126,4 г раствора перманганата калия, подкисленного серной кислотой, с массовой долей перманганата калия 5%. Все вещества, участвующие в окислительно-восстановительной реакции, прореагировали полностью. Вычислите массу 20%-ного раствора гидроксида натрия, который требуется добавить к полученному раствору для полного завершения всех реакций.

10FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 8H₂O

Fe₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 2Fe(OH)₃ + 3Na₂SO₄

MnSO₄ + 2NaOH = Mn(OH)₂ + Na₂SO₄

Ответ: m(раствора NaOH) = 376 г

EXAMPLE 1

Consider the reaction: #”2Al” + “3I”_2 → “2AlI”_3#

What is the experimental molar ratio of #”Al”# to #”I”_2# if 1.20 g #”Al”# reacts with 2.40 g #”I”_2#?

Solution

Step 1: Convert all masses into moles.

#1.20 cancel(“g Al”) × “1 mol Al”/(26.98 cancel(“g Al”)) = “0.044 48 mol Al”#

#2.40 cancel(“g I₂”) × (“1 mol I”_2)/(253.8 cancel(“g I₂”)) = “0.009 456 mol I”_2#

Step 2: Calculate the molar ratios

To calculate the molar ratios, you put the moles of one reactant over the moles of the other reactant.

This gives you a molar ratio of #”Al”# to #”I”_2# of #0.04448/0.009456#

Usually, you divide each number in the fraction by the smaller number of moles. This gives a ratio in which no number is less than 1.

The experimental molar ratio of #”Al”# to #”I”_2# is then #0.04448/0.009456 = 4.70/1# (3 significant figures)

The experimental molar ratio of #”I”_2# to #”Al”# is #1/4.70#

Note: It is not incorrect to divide by the larger number and express the above ratios as 1:0.213 and 0.213:1, respectively. It is just a matter of preference.

EXAMPLE 2

A student reacted 10.2 g of barium chloride with excess silver nitrate, according to the equation

#”BaCl”_2(“aq”) + “2AgNO”_3(“aq”) → “2AgCl(s)” + “Ba(NO”_3)_2(“aq”)#

She isolated 14.5 g of silver chloride. What was her experimental molar ratio of #”AgCl”# to #”BaCl”_2#?

Solution

Step 1: Convert all masses into moles

#10.2 cancel(“g BaCl₂”) × (“1 mol BaCl”_2)/(208.2 cancel(“g BaCl₂”)) = “0.048 99 mol BaCl”_2#

#14.5 cancel(“g AgCl”) × “1 mol AgCl”/(143.3 cancel(“g AgCl”)) = “0.1012 mol AgCl”#

Step 2: Calculate the molar ratios

The experimental molar ratio of #”AgCl”# to #”BaCl”_2# is #0.1012/0.04899 = 2.07/1#

Here is a video example:

video from: Noel Pauller

Мольное соотношение: определение и примеры

На чтение 3 мин. Просмотров 491 Опубликовано 27.05.2021

В химической реакции соединения реагируют в заданном соотношении. Если соотношение несбалансированное, будет остаток реагента. Чтобы понять это, вам необходимо знать молярное отношение или мольное соотношение.

Содержание

1. Определение мольного отношения
2. Пример мольного отношения: сбалансированное уравнение
3. Пример несбалансированного уравнения

Определение мольного отношения

Мольное соотношение представляет собой соотношение между количествами в молях любых двух соединений, участвующих в химической реакции. Мольные отношения используются в качестве коэффициентов пересчета продуктов и реагентов во многих химических задачах. Мольное соотношение может быть определено путем изучения коэффициентов перед формулами в сбалансированном химическом уравнении.

Также известно как: Мольное соотношение также называется мольное отношение .

Пример мольного отношения: сбалансированное уравнение

Для реакция:
2 H ₂ (g) + O ₂ (g) → 2 H ₂ O (г)

Мольное соотношение между O ₂ и H ₂ O 1: 2. На каждый использованный 1 моль O ₂ образуется 2 моля H ₂ O.

Молярное соотношение между H ₂ и H ₂ O составляет 1: 1. На каждые 2 моля H ₂ образуется 2 моля H ₂ O. Если использовать 4 моля водорода, то получится 4 моля воды.

Пример несбалансированного уравнения

Другой пример , начнем с несбалансированного уравнения:

O ₃ → O ₂

При осмотре вы можете увидеть, что это уравнение не сбалансировано, потому что масса не сохраняется. В озоне (O ₃ ) больше атомов кислорода, чем в газообразном кислороде (O ₂ ). Вы не можете рассчитать мольное соотношение для несбалансированного уравнения. Уравновешивание этого уравнения дает:

2O ₃ → 3O ₂

Теперь вы можете использовать коэффициенты перед озоном и кислородом, чтобы найти мольное соотношение . Соотношение озона 2 к кислороду 3 или 2: 3. Как ты этим пользуешься? Допустим, вас просят определить, сколько граммов кислорода образуется, когда вы реагируете на 0,2 грамма озона.

1. Первый шаг – это узнать, сколько молей озона содержится в 0,2 грамма. (Помните, что это молярное соотношение, поэтому в большинстве уравнений соотношение для граммов не одно и то же.)
2. Чтобы преобразовать граммы в моль, найдите атомный вес кислорода в периодической таблице. На моль приходится 16,00 граммов кислорода.
3. Чтобы определить, сколько молей содержится в 0,2 грамма, решите:
   x моль = 0,2 грамма * (1 моль/16,00 граммов) .
   Вы получите 0,0125 моль.
4. Используйте мольное соотношение, чтобы определить, сколько молей кислорода производит 0,0125 моль озона:
   моль кислорода = 0,0125 моль озон * (3 моля кислорода/2 моля озона).
   Решив это, вы получите 0,01875 моль газообразного кислорода.
5. Наконец, преобразуйте количество молей газообразного кислорода в граммы для ответа:
   граммы газообразного кислорода = 0,01875 моль * (16. 00 граммов/моль)
   граммов газообразного кислорода = 0,3 грамма

Должно быть довольно очевидно, что вы могли подключить мольную долю прямо сейчас в этом конкретном примере, потому что только один тип атомов присутствует в обеих частях уравнения. Однако полезно знать процедуру, когда вы сталкиваетесь с более сложными проблемами, которые необходимо решить.

Молярное соотношение: определение и примеры

Молярное соотношение: определение и примеры — Науки

Содержание:

В химической реакции соединения реагируют в заданном соотношении. Если соотношение несбалансированное, будет остаток реагента. Чтобы понять это, вам нужно знать молярное соотношение или мольное соотношение.

Определение отношения молей

Мольное соотношение — это соотношение между количествами в молях любых двух соединений, участвующих в химической реакции. Мольные отношения используются в качестве коэффициентов пересчета продуктов и реагентов во многих химических задачах. Молярное соотношение может быть определено путем изучения коэффициентов перед формулами в сбалансированном химическом уравнении.

Также известен как: Молярное соотношение также называется мольное отношение.

Пример мольного отношения: сбалансированное уравнение

Мольное соотношение между O₂ и H₂О равно 1: 2. На каждый 1 моль O₂ используется, 2 моль H₂O образуются.

Мольное соотношение между H₂ и H₂O составляет 1: 1. На каждые 2 моль H₂ используется, 2 моль H₂O образуются. Если использовать 4 моля водорода, то получится 4 моля воды.

Пример несбалансированного уравнения

В качестве другого примера давайте начнем с несбалансированного уравнения:

При осмотре вы можете увидеть, что это уравнение не сбалансировано, потому что масса не сохраняется. В озоне больше атомов кислорода (O₃), чем в газообразном кислороде (O₂). Вы не можете рассчитать мольное соотношение для несбалансированного уравнения. Балансировка этого уравнения дает:

Теперь вы можете использовать коэффициенты перед озоном и кислородом, чтобы найти мольное соотношение. Соотношение озона 2 к кислороду 3 или 2: 3. Как вы это используете? Допустим, вас просят определить, сколько граммов кислорода образуется, когда вы реагируете на 0,2 грамма озона.

1. Первый шаг — определить, сколько молей озона содержится в 0,2 грамма. (Помните, что это молярное соотношение, поэтому в большинстве уравнений соотношение для граммов неодинаково.)
2. Чтобы преобразовать граммы в моль, найдите атомный вес кислорода в периодической таблице. На моль приходится 16,00 граммов кислорода.
3. Чтобы узнать, сколько родинок в 0,2 грамма, решите:
   х моль = 0,2 грамма * (1 моль / 16,00 грамма).
   У вас получится 0,0125 моль.
4. Воспользуйтесь мольным соотношением, чтобы определить, сколько молей кислорода производит 0,0125 моль озона:
   моль кислорода = 0,0125 моль озона * (3 моля кислорода / 2 моля озона).
   Решив это, вы получите 0,01875 моль газообразного кислорода.
5. Наконец, для ответа переведите количество молей газообразного кислорода в граммы:
   граммы газообразного кислорода = 0,01875 моль * (16,00 г / моль)
   граммы газообразного кислорода = 0,3 грамма

Должно быть довольно очевидно, что в этом конкретном примере вы могли сразу же ввести мольную долю, потому что в обеих частях уравнения присутствовал только один тип атомов. Тем не менее, полезно знать процедуру, когда вы сталкиваетесь с более сложными проблемами, которые необходимо решить.

Как решать задачи по химии. Расчет по уравнениям химических реакций.

Как решать задачи по химии? Как проводить простейшие расчеты по уравнениям химических реакций? Сколько выделяется газа, образуется воды, выпадает осадка или сколько получается конечного продукта реакций? Сейчас мы постараемся разобрать все нюансы и ответить на эти вопросы, которые очень часто возникают при изучении химии.

Решение задач в химии является неотъемлемой частью в изучении этой сложной, но очень интересной науки.

Алгоритм решения задач по химии

1. Прочитать условия задачи (если они есть). Да, об этом все знают — как же решить задачу без условий — но все же, для полноты инструкции, мы не могли не указать этот пункт.
2. Записать данные задачи. На этом пункте мы не будем заострять внимание, так как требования различных учебных заведений, учителей и преподавателей могут значительно отличаться.
3. Записать уравнение реакции. Теперь начинается самое интересное! Здесь нужно быть внимательным! Обязательно необходимо верно расставить коэффициенты перед формулами веществ. Если вы забудете это сделать, то все наши усилия буду напрасны.
4. Провести соответствующие расчеты по химическому уравнению. Далее рассмотрим, как же сделать эти самые расчеты.

Для этого у нас есть два пути, как решить задачу по химии. Условно, назовем их правильным (используя понятия количества вещества) и неправильным (используя пропорции). Конечно же, мы бы рекомендовали решать задачи правильным путем. Так как у неправильного пути имеется очень много противников. Как правило, учителя считают, что ученики, решающие задачи через пропорции, не понимают самой сути протекания процессов химических реакций и решают задачи просто математически.

Расчет по уравнениям химических реакций с использованием понятия количества вещества

Суть данного метода, состоит в том, что вещества реагируют друг с другом в строгом соотношении. И уравнение реакции, которое мы записали ранее, дает нам это соотношение. Коэффициенты перед формулами веществ дают нам нужные данные для расчетов.

Для примера, запишем простую реакцию нейтрализации серной кислоты и гидроксида натрия.

H_<2>SO_ <4>+ NaOH → Na_<2>SO_ <4>+ H_<2>O

H_<2>SO_ <4>+ 2NaOH → Na_<2>SO_ <4>+ 2H_<2>O

Исходя из этого уравнения, мы видим, что одна молекула серной кислоты взаимодействует с двумя молекулами гидроксида натрия. И в результате этой реакции получается одна молекула сульфата натрия и две молекулы воды.

Сейчас мы немного отступим от разбора задач, чтобы познакомиться с основными понятиями, которые пригодятся нам в решении задач по химии.

Рассчитывать количество молекул, например в 98 граммах серной кислоты — это не самое удобное занятие. Числа будут получаться огромными ( ≈ 6,022140857⋅10 23 молекул в 98 граммах серной кислоты) . Для этого в химии ввели понятие количества вещества (моль) и молярная масса.

1 Моль (единица измерения количества вещества) — это такое количество атомов, молекул или каких либо еще структурных единиц, которое содержится в 12 граммах изотопа углерода-12. Позднее выяснилось, что в 12 граммах вещества углерод-12 содержится 6,022140857⋅10 23 атомов. Соответственно, можно сказать, что 1 моль, это такая масса вещества, в которой содержится 6,022140857⋅10 23 атомов (или молекул) этого вещества.

Но ведь молекулы и атомы имеют различный состав и различное строение. Разные атомы содержат разное количество протонов и нейтронов. Соответственно 1 моль для разных веществ будет иметь разную массу, имея при это одинаковое количество молекул ( атомов). Эта масса называется молярной.

Молярная масса — это масса 1 моля вещества.

Используя данные понятия, можно сказать, что 1 моль серной кислоты реагирует с 2 молями гидроксида натрия, и в результате получается 1 моль сульфата натрия и 2 моль воды. Давайте запишем эти данные под уравнением реакции для наглядности.

beginH_<2>SO_ <4>& + & 2NaOH & → & Na_<2>SO_ <4>& + & 2H_<2>O \ 1 : моль & & 2 : моль & & 1 : моль & & 2 : моль end

Следом запишем молярные массы для этих веществ

begin H_<2>SO_ <4>& + & 2NaOH & → & Na_<2>SO_ <4>& + & 2H_<2>O \ 1 : моль & & 2 : моль & & 1 : моль & & 2 : моль \ 98 : г& & 40 : г & & 142 : г & & 18 : г end

Теперь, зная массу одного из веществ, мы можем рассчитать, сколько нам необходимо второго вещества для полного протекания реакции, и сколько образуется конечных продуктов.

Для примера, решим по этому же уравнению несколько задач.

Задача. Сколько грамм гидроксида натрия (NaOH) необходимо для того, чтобы 49 грамм серной кислоты (H₂SO₄) прореагировало полностью?

Итак, наши действия: записываем уравнение химической реакции, расставляем коэффициенты. Для наглядности, запишем данные задачи над уравнением реакции. Неизвестную величину примем за Х. Под уравнением записываем молярные массы, и количество молей веществ, согласно уравнению реакции:

begin49 : г & & X : г & & & & \ H_<2>SO_ <4>& + & 2NaOH & → & Na_<2>SO_ <4>& + & 2H_<2>O \ 1 : моль & & 2 : моль & & 1 : моль & & 2 : моль \ 98 : г& & 40 : г & & 142 : г & & 18 : г end

Записывать данные под каждым веществом — не обязательно. Достаточно это будет сделать для интересующих нас веществ, из условия задачи. Запись выше дана для примера.

Примерно так должны выглядеть данные, записанные по условиям задачи. Не претендуем на единственно правильное оформление, требования у всех разные. Но так, как нам кажется, смотрится все довольно наглядно и информативно.

Первое наше действие — пересчитываем массу известного вещества в моли. Для этого разделим известную массу вещества (49 грамм) на молярную массу:

4998=0,5 моль серной кислоты

Как уже упоминалось ранее, по уравнению реакции 1 моль серной кислоты реагирует с 2 моль гидроксида натрия. Соответственно с 0,5 моль серной кислоты прореагирует 1 моль гидроксида натрия.

n(NaOH)=0.5*2=1 моль гидроксида натрия

Найдем массу гидроксида натрия, умножив количество вещества на молярную массу:

1 моль * 40 г/моль = 40 грамм гидроксида натрия.

Ответ: 40 грамм NaOH

Как видите, в решении задачи по уравнению реакции нет ничего сложного. Задача решается в 2-3 действия, с которыми справятся ученики начальных классов. Вам необходимо всего лишь запомнить несколько понятий.

Решение задач по химии через пропорцию

Ну и расскажем про второй способ вычислений по уравнениям химических реакций — вычисления через пропорцию. Этот способ может показаться немного легче, так как в некоторых случаях можно пропустить стадию перевода массы вещества в его количество. Чтобы было более понятно, объясню на том же примере.

Так же, как и в прошлом примере, запишем уравнение реакции, расставим коэффициенты и запишем над уравнением и под уравнением известные данные.

Для этого способа, нам так же понадобится записать под уравнением реакции, следом за молярной массой, массу вещества, соответствующую его количеству по уравнению. Если проще, то просто перемножить две строки под уравнением реакции, количество моль и молярную массу. Должно получиться так:

begin49 : г & & X : г & & & & \ H_<2>SO_ <4>& + & 2NaOH & → & Na_<2>SO_ <4>& + & 2H_<2>O \ 1 : моль & & 2 : моль & & 1 : моль & & 2 : моль \ 98 : г& & 40 : г & & 142 : г & & 18 : г \ 98 : г & & 80 : г & & 142 : г & & 36 : г end

А теперь внимание, начинается магия! Нас интересует строка данных над уравнением, и самая нижняя строка под уравнением. Составим из этих данных пропорцию.

Далее находим неизвестное значение Х из пропорции и радуемся полученному значению:

Х=49*80/98=40 грамм

Как видим, получается тот же результат. Прежде всего, при решении задач в химии, главное все же — понимание химических процессов. Тогда решение задачи не станет для вас проблемой!

Расчеты массы вещества по уравнению химической реакции

Этот видеоурок доступен по абонементу

У вас уже есть абонемент? Войти

При решении расчетных химических задач необходимо умение производить вычисления по уравнению химической реакции. Урок посвящен изучению алгоритма расчетов массы (объема, количества) одного из участников реакции по известной массе (объему, количеству) другого участника реакции.

• 2023

Crazy Frog – Axel F (Official Video)

Оглавление:

• Определение отношения молей
• Моль отношения

В химической реакции соединения реагируют в заданном соотношении.Если соотношение не сбалансировано, то останется реагент. Чтобы понять это, вам необходимо ознакомиться с мольным отношением или мольным отношением:

Определение отношения молей

Молярное отношение – это соотношение между количествами в молях любых двух соединений, участвующих в химической реакции. Мольные отношения используются в качестве факторов преобразования между продуктами и реагентами во многих химических проблемах.

Молярное отношение может быть определено путем изучения коэффициентов перед формулами в сбалансированном химическом уравнении.

Также известен как: Мольное соотношение также называется молярное отношение или же мольное отношение.

Моль отношения

Для реакции:2 ч₂(г) + О₂(г) → 2 Н₂О (г)Мольное соотношение между О₂ и H₂О составляет 1: 2. На каждый 1 моль О₂ б, 2 моля Н₂O сформированы.Мольное соотношение между Н₂ и H₂О составляет 1: 1. На каждые два моля Н₂ б, 2 моля Н₂О формируется. Если бы использовалось четыре моля водорода, то получалось бы четыре моля воды.

Для другого примера давайте начнем с неуравновешенного уравнения:

О₃ → O₂

При осмотре видно, что это уравнение не сбалансировано, потому что масса не сохраняется. В озоне больше атомов кислорода (O₃) чем есть в газообразном кислороде (O₂). Вы не можете рассчитать мольное отношение для несбалансированного уравнения. Баланс этого уравнения дает:

2O₃ → 3O₂

Теперь вы можете использовать коэффициенты перед озоном и кислородом, чтобы найти мольное соотношение.

Соотношение составляет 2 озона к 3 кислороду или 2: 3. Как вы используете это? Допустим, вас просят узнать, сколько граммов кислорода вырабатывается, когда вы реагируете на 0,2 грамма озона.

1. Первым шагом является определение количества молей озона в 0,2 грамма (помните, что это молярное соотношение, поэтому в большинстве уравнений это соотношение не одинаково для граммов).
2. Чтобы перевести граммы в родинки, посмотрите атомный вес кислорода в периодической таблице. Есть 16,00 грамм кислорода на моль.
3. Чтобы узнать, сколько родинок в 0,2 граммах, решите для:х молей = 0,2 г * (1 моль / 16,00 г).Вы получаете 0,0125 молей.
4. Используйте мольное соотношение, чтобы найти, сколько молей кислорода вырабатывается 0,0125 молями озона:моль кислорода = 0,0125 моль озона * (3 моль кислорода / 2 моль озона).Решив за это, вы получите 0,01875 молей газообразного кислорода.
5. Наконец, преобразуйте число молей газообразного кислорода в граммы для ответа:грамм газообразного кислорода = 0,01875 моль * (16,00 г / моль)граммы газообразного кислорода = 0,3 грамма

Должно быть совершенно очевидно, что в этом конкретном примере можно было бы сразу включить мольную долю, поскольку в обеих частях уравнения присутствовал только один тип атома. Хорошо знать процедуру решения более сложных задач.

В химической реакции соединения реагируют в заданном соотношении.Если соотношение не сбалансировано, то останется реагент. Чтобы понять это, вам необходимо ознакомиться с мольным отношением или мольным отношением:

Определение отношения молей

Молярное отношение – это соотношение между количествами в молях любых двух соединений, участвующих в химической реакции. Мольные отношения используются в качестве факторов преобразования между продуктами и реагентами во многих химических проблемах.

Молярное отношение может быть определено путем изучения коэффициентов перед формулами в сбалансированном химическом уравнении.

Также известен как: Мольное соотношение также называется молярное отношение или же мольное отношение.

Моль отношения

Для реакции:2 ч₂(г) + О₂(г) → 2 Н₂О (г)Мольное соотношение между О₂ и H₂О составляет 1: 2. На каждый 1 моль О₂ б, 2 моля Н₂O сформированы.Мольное соотношение между Н₂ и H₂О составляет 1: 1. На каждые два моля Н₂ б, 2 моля Н₂О формируется. Если бы использовалось четыре моля водорода, то получалось бы четыре моля воды.

Для другого примера давайте начнем с неуравновешенного уравнения:

О₃ → O₂

При осмотре видно, что это уравнение не сбалансировано, потому что масса не сохраняется. В озоне больше атомов кислорода (O₃) чем есть в газообразном кислороде (O₂). Вы не можете рассчитать мольное отношение для несбалансированного уравнения. Баланс этого уравнения дает:

2O₃ → 3O₂

Теперь вы можете использовать коэффициенты перед озоном и кислородом, чтобы найти мольное соотношение.

Соотношение составляет 2 озона к 3 кислороду или 2: 3. Как вы используете это? Допустим, вас просят узнать, сколько граммов кислорода вырабатывается, когда вы реагируете на 0,2 грамма озона.

1. Первым шагом является определение количества молей озона в 0,2 грамма (помните, что это молярное соотношение, поэтому в большинстве уравнений это соотношение не одинаково для граммов).
2. Чтобы перевести граммы в родинки, посмотрите атомный вес кислорода в периодической таблице. Есть 16,00 грамм кислорода на моль.
3. Чтобы узнать, сколько родинок в 0,2 граммах, решите для:х молей = 0,2 г * (1 моль / 16,00 г).Вы получаете 0,0125 молей.
4. Используйте мольное соотношение, чтобы найти, сколько молей кислорода вырабатывается 0,0125 молями озона:моль кислорода = 0,0125 моль озона * (3 моль кислорода / 2 моль озона).Решив за это, вы получите 0,01875 молей газообразного кислорода.
5. Наконец, преобразуйте число молей газообразного кислорода в граммы для ответа:грамм газообразного кислорода = 0,01875 моль * (16,00 г / моль)граммы газообразного кислорода = 0,3 грамма

Должно быть совершенно очевидно, что в этом конкретном примере можно было бы сразу включить мольную долю, поскольку в обеих частях уравнения присутствовал только один тип атома. Хорошо знать процедуру решения более сложных задач.