Обчислення в хімії – Обчислення масової частки складника в речовині

Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку розуміння поняття масової частки хімічного елемента в речовині й уміння її обчислювати.

Масова частка хімічного елемента в речовині – відношення маси елемента в ній до маси речовини.

В усіх поданих формулах речовин по одному атому Нітрогену, тож його масова частка то більша, що менша молярна маса речовини. власне, розв’язання завдання полягає в розташуванні формул за зменшенням молярних мас речовин:

Відповідь: Б А Г В.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масову частку хімічного елемента в речовині за її формулою.

Дано:
\(M(\mathrm{NH_4NO_3})=80\ \text{г/моль}\)
\(A(\mathrm{N})=14\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{N})\ -\ ?\)

Відповідь: 35.

Пояснення

ТЕМА: Масова частка хімічного елемента.

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту поняття «масова частка хімічного елемента».

Масова частка хімічного елемента – відношення маси хімічного елемента в речовині до маси речовини.

Маса Феруму в усіх речовинах, формули яких наведено, та сама. Тобто потрібно порівняти маси решти хімічних елементів у речовинах.

Відповідь: 1-Б, 2-В, 3-Г, 4-А.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масову частку хімічного елемента в речовині за її хімічною формулою.

Дано:
\(M_r(\mathrm{CH_4})=16\)
\(A_r(\mathrm{C})=12\)

Знайти:
\(w(\mathrm{C})\ -\ ?\)

Відповідь: 75.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення за хімічними формулами. Кристалогідрати.

Завдання скеровано на перевірку вміння визначати хімічний склад кристалогідрату.

Дано:
\(M_r(\mathrm{CuSO_4\cdot 5H_2O})=250\)
\(M_r(\mathrm{H_2O})=18\)

Знайти:
\(w(\mathrm{H_2O})\ -\ ?\)

Відповідь: 36.

Пояснення

ТЕМА: Органічна хімія. Ізомерія. Гомологія.

Завдання скеровано на перевірку вміння застосовувати знання основних понять органічної хімії для розпізнавання ізомерів і гомологів, порівняння молекулярних і найпростіших формул речовин, їхніх хімічних властивостей.

1 у молекулі речовини І п’ять атомів Карбону, а в молекулі бутану – чотири, тому ці речовини не ізомерні одна одній

2 речовини ІІ і ІІІ мають однакову молекулярну формулу \(\mathrm{C_4H_8}\) за різної будови молекул, тобто є ізомерами

3 у речовини ІІ немає просторових ізомерів, бо лише один вуглеводневий замісник

4 у речовин ІV і V однакова найпростіша формула \(\mathrm{CH}\), тобто однакові масові частки хімічних елементів

5 речовини V і VІ належать до аренів

Відповідь: Б.

Пояснення

ТЕМА: Масова частка хімічного елемента.

Завдання скеровано на перевірку розуміння змісту поняття «масова частка хімічного елемента».

Масова частка хімічного елемента – відношення маси хімічного елемента в речовині до маси речовини.

Маса Цинку в усіх речовинах, формули яких наведено, та сама. Тобто потрібно порівняти маси решти хімічних елементів у речовинах.

Відповідь: 1А, 2Б, 3Г, 4В.

Пояснення

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Хімічна і графічна формули. Масова частка елемента у сполуці.

Завдання перевіряє розуміння молекулярної і структурної формул речовини та розуміння масової частки елементів без проведення обчислень масової частки кожного хімічного елемента, який входить до складу речовини.

І. Перше твердження є правильним. Для відповіді на це запитання необхідно порахувати число атомів кожного елемента в структурній формулі й зіставити з молекулярною формулою у твердженні І. Формули однакові.

ІІ. Друге твердження є неправильним. Масова частка елемента – це відношення маси атомів елемента в молекулі речовини до молекулярної маси речовини. Тобто \begin{gather*} \mathrm{ w(E)\ =\ \frac{n\ \cdotp\ Ar(E)}{Mr(\text{речовини})}. } \end{gather*}

Під час розрахунку масової частки кожного елемента необхідно масу атомів елемента в молекулі речовини поділити на відносну молекулярну масу речовини, тобто знаменник буде однаковим, і тому достатньо порівняти чисельник. Чисельником є маса атомів елемента в молекулі речовини. Отже, завдання зводиться до того, щоб порівняти маси атомів елемента в молекулі речовини: \begin{gather*} \mathrm{m(C)\ = \ 4\ \cdotp\ 12\ =\ 48;}\\[7pt] \mathrm{ m(H)\ =\ 8\ \cdotp\ 1\ =\ 8;}\\[7pt] \mathrm{m(O)\ =\ 3\ \cdotp\ 16\ =\ 48.} \end{gather*} Як показують елементарні розрахунки, маса атомів Гідрогену в молекулі речовини найменша, тому й масова частка Гідрогену буде найменшою, що суперечить твердженню ІІ.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Речовина. Хімічна формула.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати якісний (елементний) і кількісний склад речовини за її хімічною формулою.

Молекулярна формула – запис, що показує тип і кількість атомів у молекулі.

За наведеною в умові завдання структурною формулою можна визначити молекулярну, підрахувавши загальну кількість атомів кожного хімічного елемента. Молекулярна формула речовини – \(\mathrm{C_4H_8O_4}.\)

Масова частка хімічного елемента – відношення маси хімічного елемента в речовині до маси речовини. Найпростіша формула цієї речовини – \(\mathrm{CH_2O}.\) Сума відносних атомних мас Карбону й Гідрогену – 14, атомна маса Оксигену ‑ 16. Вочевидь його масова частка в цій речовині найбільша.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Основні хімічні поняття. Речовини. Масова частка елемента у сполуці.

Завдання перевіряє вміння аналізувати формули й визначати масову частку без додаткових розрахунків.

Для виконання завдання необхідно проаналізувати формули наведених речовин за складом. Масова частка елемента – це відношення атомної маси елемента до відносної молекулярної маси речовини з урахуванням числа атомів елемента. \begin{gather*} \mathrm{ w(E) =\frac{n\ \cdotp\ Ar(E)}{Mr( речовини)}. } \end{gather*} У завданні наведено чотири формули сполук Купруму. У всіх сполуках атом Купруму один, тобто в чисельнику буде відносна атомна маса Купруму, а в знаменнику – відповідні молекулярні маси різних речовин. Масова частка Купруму буде найбільшою в речовині з найменшою відносною молекулярною масою. Найменші маси будуть у бінарних сполуках \(\mathrm{CuO}\) і \(\mathrm{CuS.}\) Відносна атомна маса Оксигену менша за відносну атомну масу Сульфуру, тому й відносна молекулярна маса \(\mathrm{CuO}\) менша за відносну молекулярну масу \(\mathrm{CuS.}\)

Отже, масова частка Купруму буде найбільшою в \(\mathrm{CuO}\).

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Основні хімічні поняття. Хімічна і графічна формули. Масова частка елемента у сполуці.

Завдання перевіряє розуміння молекулярної, структурної і найпростішої формул речовини. Розуміння масової частки елементів, не проводячи обчислень масової частки хімічного елемента, який входить до складу речовини.

І. Перше твердження є правильним. Для ствердження або спростування цього твердження необхідно порахувати число атомів кожного елемента в структурній формулі \(\mathrm{ C_4H_8O_2 }\), що відповідає найпростішій формулі \(\mathrm{ C_2H_4O}\) (індекси можна скоротити на 2).

ІІ. Друге твердження є неправильним. Масова частка елемента – це відношення маси атомів елемента в молекулі речовини до молекулярної маси речовини. Тобто \begin{gather*} \mathrm{ w(E) =\frac{n\ \cdotp\ Ar(E)}{Mr(\text{речовини})}. } \end{gather*}

Під час розрахунку масової частки кожного елемента необхідно масу атомів елемента в молекулі речовини поділити на відносну молекулярну масу речовини, тобто знаменник буде однаковим, і тому достатньо порівняти чисельник. Чисельником є маса атомів елемента в молекулі речовини. Гідроген має найменшу відносну атомну масу \(\mathrm{ Ar(H)=1}\), тому маса атомів Гідрогену в молекулі речовини найменша і масова частка Гідрогену буде найменшою, що суперечить твердженню ІІ.

Відповідь: A.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масову частку елемента в речовині за її хімічною формулою.

Дано:
\(\mathrm{NH_4NO_3}\)
\(M_r(\mathrm{NH_4NO_3})=80\)
\(A_r(\mathrm{N})=14\)

Знайти:
\(w(\mathrm{NH_4NO_3})\ -\ ?\)

\begin{gather*} w(\mathrm{NH_4NO_3})=m(\mathrm{N}):m(\mathrm{NH_4NO_3})\\[7pt] w(\mathrm{NH_4NO_3})=2A_r(\mathrm{N}):M(\mathrm{NH_4NO_3})\\[7pt] w(\mathrm{NH_4NO_3})=2\cdot 14:80=0,35\ (35\ \text{%}) \end{gather*}

Відповідь: 35.

Пояснення

ТЕМА: Обчислення в хімії. Обчислення масової частки хімічного елемента в речовині за її формулою.

Завдання скеровано на перевірку вміння обчислювати масову частку хімічного елемента в речовині за її формулою.

Дано:
\(M(\mathrm{Fe_2(SO_4)_3})=400\ \text{г/моль}\)
\(M(\mathrm{Fe})=56\ \text{г/моль}\)

Знайти:
\(w(\mathrm{Fe})\ -\ ?\)

Відповідь: 28.

Пояснення

ТЕМА: Загальна хімія. Хімічна формула. Масова частка хімічного елемента в речовині.

Завдання скеровано на перевірку вміння аналізувати якісний і кількісний склад речовини за її хімічною формулою, інтерпретувати інформацію, подану в графічній формі.

Масова частка хімічного елемента в речовині – це відношення маси хімічного елемента до маси речовини. Чим більша маса елемента в речовині, тим більша його масова частка в ній.

Скориставшись даними щодо відносних атомних мас хімічних елементів й індексів у формулі калій гідрогенкарбонату, можна дійти висновку, що масовій частці Карбону на діаграмі відповідає стовпчик B.

Відповідь: B.

Пояснення

ТЕМА: Масова частка елемента в речовині.

Перевірці підлягає вміння обчислювати за хімічною формулою масу хімічного елемента в речовині.

Масова частка титан(IV) оксиду в рутилі:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{w}(TiO_2)=95\, \%=0{,}95}\end{gather*}

Маса рутилу:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{m}(TiO_2+\ \text{домішки})=2\ \text{т}=2000\ \text{кг}}; \\[7pt]\mathrm{\mathit{m}(TiO_2)=\mathit{w}(TiO_2)\cdot\mathit{m}(TiO_2+\ \text{домішки})}; \\[7pt]\mathrm{\mathit{m}(TiO_2)=0{,}95\cdot2000\ \text{кг}=1900\ \text{кг}}\end{gather*}

Молярні маси:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{M}(Ti)=48\ \text{г/моль}}; \\[7pt]\mathrm{\mathit{M}(O)=16\ \text{г/моль}}; \\[7pt]\mathrm{\mathit{M}(TiO_2)=48+2\cdot16=80\ \text{г/моль}}\end{gather*}

Масова частка Титану в оксиді:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{w}(Ti)=\dfrac{48\ \text{г/моль}}{80\ \text{г/моль}}=0{,}6}\end{gather*}

Маса Титану в титан(IV) оксиді масою \(1900\) кг:

\begin{gather*}\mathrm{\mathit{m}(Ti)=0{,}6\cdot1900\ \text{кг}=1140\ \text{кг}}\end{gather*}

Відповідь: 1140.