Задачи с решениями

В ряду радиоактивного превращения урана имеются следующие стадии: $_{92}^{238} \rightarrow _{90}^{234} Th \rightarrow _{91}^{234} Pa \rightarrow X$. Какие частицы испускаются на первых двух стадиях? Какой изотоп $X$ образуется на третьей стадии, если она сопровождается испусканием $\beta$ - частицы?

Эквимолярная смесь ацетилена и формальдегида полностью прореагировала с 69,6 г оксида серебра (аммиачный раствор). Определите состав смеси (в % по массе).

Водный раствор калийной соли монокарбоновой органической кислоты подвергли электролизу. На аноде выделились одновременно бутан и другой неизвестный газ. На катоде выделился водород, который занял объем 140 мл (в пересчете на нормальные условия). Электрохимический эквивалент водорода равен 0,63 мг/мин. Сила тока при электролизе составляла 2 А. а. Установите название образовавшейся соли и приведите ее формулу. б. Напишите уравнения реакций, происходящих на обоих электродах. в. Объясните, как можно отделить от бутана газ, который наряду с ним образуется на аноде. Предложите схему приспособления, необходимого для этой цели. г. Определите, во сколько раз объем собранного бутана отличается от объема полученного в ходе электролиза водорода. д. Как долго продолжался электролиз?

Какой объем занимают 68 г аммиака при давлении 2 атм и температуре $100 С^{ \circ }$?

Чему равна влажность (в относительных %) воздуха над 1,2 М раствором глюкозы в воде, если раствор подчиняется закону Рауля, а плотность раствора равна 1,08 г/мл.

Вещество $A$ раньше использовалось во многих жидкостях для снятия лака с ногтей, сейчас как правило его используют как растворитель. Установите формулу этого соединения, если известно, что при сжигании в избытке кислорода порции вещества массой 5,8 г образуется газообразная смесь. При охлаждении этой смеси до комнатной температуры конденсируется 5,4 г бесцветной жидкости, а оставшийся газ полностью поглощается избытком раствора гидроксида кальция. При этом масса склянки увеличивается на 18,6 г и образуется белый осадок.

Период полураспада радия $_{88}^{226}Ra$ равен 1590 годам. Определите значение константы скорости распада. Какая часть радия распадется за 1 год?

После нагревания 22,12 г перманганата калия образовалось 21,16 г твердой смеси. Какой максимальный объем хлора (н.у.) можно получить при действии на образовавшуюся смесь 36,5%-ной соляной кислоты (плотность 1,18 г/мл). Какой объем кислоты при этом расходуется?

Чистый пентан имеет плотность 0,626 $г/см^3$, чистый тетралин - 0,971 $г/см^3$, а плотность смеси пентана с тетралином при той же температуре равна 0,902 $г/см^3$. Каков процентный (по массе) состав этой смеси?

В большом помещении температура может измеряться с помощью «газового» термометра. Для этой цели стеклянную трубку, имеющую внутренний объем 80 мл, заполнили азотом при температуре $20 С^{ \circ }$ и давлении 101,325 кПа. После этого трубку медленно и осторожно вынесли из комнаты в более теплое помещение. Благодаря термическому расширению, газ вышел из трубки и был собран над жидкостью, давление пара которой незначительно. Общий объем газа, вышедшего из трубки (измерен при $20 С^{ \circ }$ и 101,325 кПа), равен 3,5 мл. Сколько молей азота потребовалось для заполнения стеклянной трубки и какова температура более теплого помещения?

В автоклаве емкостью 100 л находится смесь газов $CH_4, H_2, C_2H_4$ и избыточное для их сгорания количество кислорода. Начальное давление равно 2,710 атм. Смесь поджигают с помощью нагревательной спирали. После окончания реакции, когда температура падает до исходной, давление снижается до 1 атм. Продукты реакции удаляют из автоклава током азота, после чего они последовательно поглощаются безводным хлористым кальцием и баритовой водой. По изменению массы поглотителей установлено, что в продуктах сожжения содержится 3 моля двуокиси углерода и 6 молей воды. Вычислите: а) уменьшение объема газов после сгорания (в молях и литрах); б) начальное количество газов $CH_4, H_2$ и $C_2H_4$ в смеси (в молях) (при расчетах давление паров воды можно не принимать во внимание).

Зубная эмаль на 75 % состоит из основного фосфата кальция. Приведите брутто-формулу этого соединения, если известно, что его молярная масса равна 502 г/моль. Напишите уравнение реакции основного фосфата кальция с фторидом натрия (важный компонент зубной пасты) в кислой среде. В чем заключается защитное действие фторида натрия на зубную эмаль?

Термохимическое уравнение реакции горения углерода: $C(к.) + O_{2}(г.) = CO_{2}(г.) + 393,5 кДж$. Какова масса сгоревшего углерода, если в результате реакции выделилось 167 600 кДж?

К подкисленному раствору, содержащему 0,543 г некоторой соли, в состав которой входят натрий, хлор и кислород, добавили иодид калия до прекращения выделения иода; при этом выделилось 3,05 г иода. Установите формулу соли. На сколько процентов уменьшится масса твердого вещества при полном термическом разложении исходной соли?.

При сгорании в кислороде смесь двух соседних газообразных гомологов насыщенных углеводородов образует двуокись углерода и пары воды. Объемное соотношение реагирующих веществ и продуктов реакции представлено в таблице: а. Какие это углеводороды? б. Определите процентное содержание углеводородов в смеси (по объему). в. Вычислите процентное содержание компонентов смеси (по массе).

Химик, определявший атомную массу нового элемента $X$ в середине XIX в., воспользовался следующим методом: он получал четыре соединения, содержащие элемент $X$ (А, Б, В и Г), и определял массовую долю элемента (%) в каждом из них. В сосуд, из которого предварительно был откачан воздух, он помещал каждое соединение, переведенное в газообразное состояние при $250 С^{ \circ }$, и устанавливал при этом давление паров вещества $1,013 \cdot 10^5$ Па. По разности масс пустого и полного сосудов определялась масса газообразного вещества. Аналогичная процедура проводилась с азотом. В результате можно было составить такую таблицу: Определите вероятную атомную массу элемента $X$.

Вычислите приблизительный состав (в процентах по объему и весу) воздуха, если известны его плотность, равная при нормальных условиях 1,2928 г/л, и молекулярная масса составляющих его газов. а. Насколько велика будет относительная ошибка вычислений, если предположить, что воздух состоит только из азота и кислорода? б. Вычислить состав воздуха, предполагая, что кроме азота и кислорода в него входит также аргон, причем содержание последнего составляет 1,35% по массе или 0,95% по объему. В какой мере результаты этих расчетов будут отличаться от реальных значений? (При расчетах исходить из того, что все газы подчиняются законам идеального газа.)

Одномолярный раствор вещества $X$ постепенно превращается в вещества $Y$ и $Z$ по следующим уравнениям реакций: $X \rightarrow Y$ (1) $Y \rightarrow Z$ (2) Приведите графики зависимости концентрации веществ $X, Y$ и $Z$ от времени. Примите, что скорость образования продукта в каждой реакции прямо пропорциональна концентрации реагента и коэффициенты пропорциональности одинаковы для обеих реакций (т.е. кинетическое уравнение каждой реакции имеет первый порядок и константы скорости реакций равны).

Магний массой 6,0 г сожгли в кислороде, при этом выделилось 150,5 кДж. Определите энтальпию образования оксида магния, напишите термохимическое и термодинамическое уравнения.

К 150 г 19,8%-ного раствора бромида бария добавили 23,7 г сульфита калия. Через образовавшуюся смесь пропустили при перемешивании 2,24 л оксида серы (IV) (н.у.). Определите массу полученного осадка и массовые доли веществ в образовавшемся растворе.

Даны три углеводорода $A, B$ и $C$. Известно, что углеводород В можно получить из $C$, а соединение $A$ - из $B$. Вещество $A$ медленно реагирует с бромом, не вызывает обесцвечивания раствора $KMnO_4$. Соединения $B$ и $C$ обесцвекивают бромную воду и раствор перманганата калия. Под действием искрового электрического разряда углеводород $A$ разлагается, при этом объем газа увеличивается втрое. Соединение $B$ используется в промышленности для производства этилового спирта. На базе углеводорода $C$ получают уксусную кислоту и синтетический каучук. Установите, о каких углеводородах идет речь. Напишите их структурные формулы и приведите уравнения описанных процессов.

В 1826 г. французский химик Дюма предложил метод определения плотности паров, применимый ко многим веществам. По этому методу можно было находить молекулярные массы соединений , используя гипотезу Авагадро о том, что в равных объемах газов и паров при равном давлении и температуре содержатся одинаковые количества молекул. Однако эксперименты с некоторыми веществами, сделанные по способу Дюма, противоречили гипотезе Авогадро и ставили под сомнение саму возможность определения молекулярной массы данным способом. Вот описание одного из таких экспериментов (рис.). а. В горлышке сосуда $a$ известного объема поместили навеску нашатыря $б$ и нагрели в печи $в$ до такой температуры $t^{ \circ }$, при которой весь нашатырь испарился. Получившиеся пары вытеснили воздух из сосуда, часть их выделилась наружу в виде тумана. Нагретый до $t^{ \circ }$ сосуд, давление в котором равнялось атмосферному, запаяли по перетяжке $г$, затем охладили и взвесили. Затем сосуд вскрыли, отмыли от сконденсированного нашатыря, высушили и снова взвесили. По разности определили массу $m$ нашатыря. Эта масса при нагревании до $t^{ \circ }$ имела давление $p$, равное атмосферному, в сосуде объемом $V$. Для сосуда $a$ заранее были определены давление и объем известной массы водорода при комнатной температуре. Отношение молекулярной массы нашатыря к молекулярной массе водорода определяли по формуле $ \frac {M}{M (H_{2})} = \frac {m}{m (H_{2})} \frac {273 + t}{273 + t (H_{2})} \frac {pV (H_{2})}{pV}$. Получили величину $ \frac {M}{M (H_{2})} = 13,4$. Отношение, вычисленное по формуле $NH_{4}Cl$, составило 26,8. б. Опыт повторили, но горлышко сосуда закрыли пористой асбестовой пробкой $д$, проницаемой для газов и паров При этом получили отношение $ \frac {M}{M (H_{2})} = 14,2$. в. Повторили опыт $б$, но увеличили начальную навеску нашатыря в 3 раза. Отношение стало равным $ \frac {M}{M (H_{2})} = 16,5$. Объясните результаты описанного эксперимента докажите, что закон Авогадро в данном случае соблюдался.

Смесь этилена, окиси углерода и водорода, используемая для получения пропионового альдегида, содержит 60 % углерода кал элемента. При сгорании этой смеси деляется 143,3 ккал/моль газовой смеси. После реакции синтеза в состав вновь образовавшейся газовой смеси входят те же элементы, но содержание углерода как элемента снижается до 56%. а. Определите состав исходной газовой смеси, используемой для синтеза, и состав газовой смеси после синтеза (в процентах по массе и по объему). б. Вычислите выход пропионового альдегида. При расчетах принимать, что теплота образования имеет следующие значения: этилен - 12,5 ккал/моль, окись углерода - 26,4 ккал/моль, двуокись углерода - 94,1 ккал/моль, вода - 68,3 ккал/моль.

Доставая с полки реактив, лаборант случайно уронил колбу с бесцветным раствором. Колба разбилась, раствор разлился, и часть его залила алюминиевую ложку, лежащую на столе. Лаборант собрал осколки, вытер стол, затем вытер ложку и положил её в стакан с водой, чтобы помыть позднее. Каково же было его удивление, когда он увидел, что на поверхности ложки появились пузырьки газа, а сама ложка расползается, превращаясь в сероватые чешуйки. Что мог представлять собой разлитый раствор? Объясните наблюдаемые явления и напишите уравнения реакций.

Мочевина - один из важнейших продуктов жизнедеятельности организма. Определите значение энтальпии реакции гидролиза мочевины при температуре 298 К, если известны стандартные энтальпии образования веществ, участвующих в реакции: $\Delta H_{обр}^{ \circ}(CO(NH_{2})_{2} (к.)) = -333,2 кДж/моль$; $\Delta H_{обр}(H_{2}O(ж.)) = -286 кДж/моль$; $\Delta H_{обр}(CO_{2} (р-р)) = -413 кДж/моль$; $\Delta H_{обр}^{ \circ}(NH_{3}(р-р)) = -80,8 кДж/моль$.