- Определите количество вещества гидроксида лития массой 9 г.
Для определения количества вещества используем формулу:
[ n = \frac{m}{M} ]
где ( n ) — количество вещества, ( m ) — масса вещества, ( M ) — молярная масса вещества.
Для гидроксида лития (LiOH):
[ M{\text{LiOH}} = M{\text{Li}} + M{\text{O}} + M{\text{H}} ]
[ M_{\text{LiOH}} = 6.94 + 16 + 1 = 23.94 \text{ г/моль} ]
Теперь подставим значения в формулу:
[ n = \frac{9 \text{ г}}{23.94 \text{ г/моль}} \approx 0.376 \text{ моль} ]
Итак, количество вещества гидроксида лития массой 9 г составляет примерно 0.376 моль.
- Определите химическую формулу вещества, которое содержит кислород и марганец, и массовая доля О составляет 30.4%.
Обозначим химическую формулу вещества как ( Mn_xOy ). Массовая доля кислорода в веществе:
[ \frac{16y}{M{\text{общ}}} \times 100\% = 30.4\% ]
где ( M_{\text{общ}} ) — молярная масса вещества.
Молярная масса вещества:
[ M_{\text{общ}} = 55x + 16y ]
Подставим значения:
[ \frac{16y}{55x + 16y} \times 100 = 30.4 ]
Решим уравнение:
[ \frac{16y}{55x + 16y} = 0.304 ]
[ 16y = 0.304(55x + 16y) ]
[ 16y = 16.72x + 4.864y ]
[ 11.136y = 16.72x ]
[ \frac{y}{x} = \frac{16.72}{11.136} \approx 1.5 ]
Таким образом, соотношение ( y:x ) составляет примерно 1.5:1, что соответствует формуле ( Mn_2O_3 ), где соотношение атомов марганца к кислороду 2:3.
- Рассчитайте объём кислорода ( O_2 ), содержащегося в 5 моль вещества.
Используем уравнение состояния идеального газа:
[ V = nRT ]
где ( V ) — объём газа, ( n ) — количество вещества, ( R ) — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)), ( T ) — температура в Кельвинах.
При нормальных условиях (0°C, 273.15 К) объём одного моля газа составляет 22.4 л.
Для 5 моль:
[ V = 5 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 112 \text{ л} ]
Итак, объём кислорода ( O_2 ), содержащегося в 5 моль вещества, составляет 112 л.
- Рассчитайте какой объем водорода должен вступить в реакцию с оксидом меди(II), чтобы образовалось 32 г меди, если реакция протекает по следующему процессу: ( CuO + H_2 \rightarrow Cu + H_2O ).
Для начала определим количество вещества меди:
[ M{\text{Cu}} = 63.55 \text{ г/моль} ]
[ n{\text{Cu}} = \frac{32 \text{ г}}{63.55 \text{ г/моль}} \approx 0.504 \text{ моль} ]
Согласно уравнению реакции, 1 моль ( CuO ) реагирует с 1 моль ( H2 ) для образования 1 моль ( Cu ). Следовательно, количество водорода, необходимого для реакции:
[ n{H2} = n{Cu} = 0.504 \text{ моль} ]
Теперь используем идеальное газовое уравнение для определения объёма водорода при нормальных условиях:
[ V = nRT ]
где при нормальных условиях объём одного моля газа составляет 22.4 л.
Для 0.504 моль ( H_2 ):
[ V = 0.504 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 11.3 \text{ л} ]
Итак, объём водорода, необходимого для реакции, составляет примерно 11.3 л.