РЕШУ ЕГЭ — химия

Задания

Тип 34 № 32287 Добавить в вариант

Раздел кодификатора ФИПИ:

5.1 Расчёты массы вещества или объёма газов по известному количеству вещества, массе или объёму одного из участвующих в реакции веществ;

5.4 Расчёты массы (объёма, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси);

5.6 Расчёты массы (объёма, количества вещества) продукта реакции, если одно из веществ дано в виде раствора с определённой массовой долей растворённого вещества;

5.7 Расчёты с использованием понятий «массовая доля», «молярная концентрация», «растворимость».

Расчеты массовой доли химического соединения в смеси. Экзаменационные задания

Смесь аммиака с кислородом общим объемом 11,2 л (н. у.) подожгли без катализатора, продукты охладили, а образовавшуюся смесь газов пропустили через 117,6 г 10%-го раствора серной кислоты, в результате масса раствора увеличилась. Объем оставшегося непоглощенным газа составил 2,24 л (н. у.). Вычислите объемные доли газов в исходной смеси и массовые доли веществ (кроме воды) в полученном растворе. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления.

Решение. 1.  Запишем уравнение реакции сгорания аммиака и определим количества вещества газов:

$\ChemForm4NH_3 плюс 3O_2 = 2N_2 плюс 6H_2O;$

$\nu\rm левая круглая скобка \text смеси правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка смеси правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m\rm конец дроби ;$

$\nu\rm левая круглая скобка \text смеси правая круглая скобка = дробь: числитель: 11,2 л, знаменатель: 22,4 л/моль конец дроби = 0,5 моль.$

Непоглощенный газ  — $\ChemFormN_2.$

$\nu\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка , знаменатель: \it V_m\rm конец дроби .$

$\nu\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: 2,24 л, знаменатель: 22,4 л/моль конец дроби = 0,1 моль.$

2.  Определим состав газовой смеси. В реакцию сгорания вступило:

$\nu\rm левая круглая скобка NH_3 правая круглая скобка = 2\nu\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = 2 умножить на 0,1= 0,2 моль;$

$\nu\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби \nu\rm левая круглая скобка N_2 правая круглая скобка = дробь: числитель: 3, знаменатель: 2 конец дроби умножить на 0,1= 0,15 моль.$

Масса раствора c $\ChemFormH_2SO_4$ увеличилась. Следовательно, аммиак был в избытке. Общее количество аммиака в смеси:

$\nu\rm левая круглая скобка NH_3 правая круглая скобка = \nu\rm \text левая круглая скобка смеси правая круглая скобка минус \nu\rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка = 0,5 моль минус 0,15 моль = 0,35 моль.$

Объемные доли газов в исходной смеси:

$фи \rm левая круглая скобка газа правая круглая скобка = дробь: числитель: \it V\rm левая круглая скобка газа правая круглая скобка , знаменатель: \it V\rm левая круглая скобка смеси правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: \nu\rm левая круглая скобка газа правая круглая скобка , знаменатель: \nu\rm левая круглая скобка смеси правая круглая скобка конец дроби ;$

$фи \rm левая круглая скобка NH_3 правая круглая скобка } = дробь: числитель: 0,35 левая круглая скобка моль правая круглая скобка , знаменатель: 0,5 левая круглая скобка моль правая круглая скобка конец дроби = 0,7 или 70\%;$

$фи \rm левая круглая скобка O_2 правая круглая скобка } = дробь: числитель: 0,15 левая круглая скобка моль правая круглая скобка , знаменатель: 0,5 левая круглая скобка моль правая круглая скобка конец дроби =0,3 или 30\%.$

3.  Напишем уравнения реакций с серной кислотой и определим количества веществ в растворе:

$\nu\rm левая круглая скобка H_2SO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка H_2SO_4 \text левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка правая круглая скобка умножить на \omega\rm , знаменатель: \it M\rm левая круглая скобка H_2SO_4 правая круглая скобка конец дроби ;$

$\nu\rm левая круглая скобка H_2SO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: 117,6 \text г умножить на 0,1 , знаменатель: 98 г/моль конец дроби = 0,12 моль;$

$\nu\rm левая круглая скобка NH_3 левая круглая скобка ост. правая круглая скобка правая круглая скобка = \nu\rm левая круглая скобка NH_3 левая круглая скобка общ. правая круглая скобка правая круглая скобка минус \nu\rm левая круглая скобка NH_3 левая круглая скобка реаг. правая круглая скобка правая круглая скобка ;$

$\nu\rm левая круглая скобка NH_3 левая круглая скобка ост. правая круглая скобка правая круглая скобка = 0,35 моль минус 0,2 моль= 0,15 моль.$

При поглощении аммиака последовательно происходят реакции:

$\ChemFormNH_3 плюс H_2SO_4 = NH_4HSO_4;$

$\ChemFormNH_4HSO_4 плюс NH_3 = левая круглая скобка NH_4 правая круглая скобка _2SO_4.$

В первую реакцию вступит по 0,12 моль веществ, во вторую  — по (0,15  — 0,12) = 0,03 моль.

$\nu\rm левая круглая скобка NH_4HSO_4 правая круглая скобка =$
$= \nu\rm левая круглая скобка NH_4HSO_4 левая круглая скобка образов. правая круглая скобка правая круглая скобка } минус \nu\rm левая круглая скобка NH_4HSO_4 левая круглая скобка прореаг. правая круглая скобка правая круглая скобка = 0,12 моль минус 0,03 моль = 0,09 моль.$

$\nu\rm левая круглая скобка левая круглая скобка NH_4 правая круглая скобка _2SO_4 правая круглая скобка = 0,03 моль.$

4.  Определим массовые доли солей в растворе:

$\it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка = \it m\rm левая круглая скобка H_2SO_4 р минус ра правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка NH_3 левая круглая скобка ост. правая круглая скобка правая круглая скобка = \it m\rm левая круглая скобка H_2SO_4 р минус ра правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка NH_3 ост. правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка NH_3 правая круглая скобка ;$ $\it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка = \it m\rm левая круглая скобка H_2SO_4 р минус ра правая круглая скобка плюс \it m\rm левая круглая скобка NH_3 левая круглая скобка ост. правая круглая скобка правая круглая скобка =$
$= \it m\rm левая круглая скобка H_2SO_4 р минус ра правая круглая скобка плюс \nu\rm левая круглая скобка NH_3 ост. правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка NH_3 правая круглая скобка ;$

$\it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка = 117,6 г плюс 0,15 моль умножить на 17 г/моль = 120,15 г;$

$\omega\rm левая круглая скобка соли правая круглая скобка = дробь: числитель: \it m\rm левая круглая скобка соли правая круглая скобка , знаменатель: \it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: \nu\rm левая круглая скобка соли правая круглая скобка умножить на \it M\rm левая круглая скобка соли правая круглая скобка , знаменатель: \it m\rm левая круглая скобка р минус ра правая круглая скобка конец дроби ;$

$\omega\rm левая круглая скобка NH_4HSO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: 0,09 моль умножить на 115 г/моль, знаменатель: 120,15 г конец дроби } = 0,086 или 8,6\%;$

$\omega\rm левая круглая скобка левая круглая скобка NH_4 правая круглая скобка _2SO_4 правая круглая скобка = дробь: числитель: 0,03 моль умножить на 132 г/моль, знаменатель: 120,15 г конец дроби = 0,033 или 3,3\%.$

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Ответ правильный и полный, содержит все названные выше элементы	4
В ответе допущена ошибка в одном из названных выше элементов	3
В ответе допущены ошибки в двух из названных выше элементов	2
В ответе допущены ошибки в трех из названных выше элементов	1
Все элементы ответа записаны неверно	0
Максимальный балл	4

Раздел кодификатора ФИПИ:

5.7 Расчёты с использованием понятий «массовая доля», «молярная концентрация», «растворимость».

Ключ