حل اسئلة المسائل التدريبية

38. كم لتراً من غاز البروبان C₃H₈ يلزم لكي تحترق حرقاً كاملاً مع 34.0l من غاز الأوكسجين؟

الحل:

المطلوب هو حساب الحجم المتفاعل يجب أن نتذكر أن المعاملات في المعادلة الكيميائية الموزونة تزودنا بالنسب الحجمية للغازات المتفاعلة والناتجة.

نكتب معادلة التفاعل:

$\begin{array}{c}{\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_{8_{\left(g\right)}}+5{\mathrm{O}}_{2_{\left(g\right)}}\to 3{\mathrm{CO}}_{2_{\left(g\right)}}+4{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(g\right)}\\ V_{C_3{H}_8}=V_{O_2}\times \frac{1\text{ Volume }{C}_3{H}_8}{5\text{ Volume }{O}_2}\\ V_{C_3{H}_8}=34 L\times \frac{1\text{ Volume }{C}_3{H}_8}{5\text{ Volume }{O}_2}=6.8 L{C}_3{H}_8\end{array}$

39. ما حجم غاز الهيدروجين اللازم للتفاعل تماماً مع 5.00l من غاز الأوكسجين لإنتاج الماء؟

الحل:

المطلوب هو حساب الحجم المتفاعل يجب أن نتذكر أن المعاملات في المعادلة الكيميائية الموزونة تزودنا بالنسب الحجمية للغازات المتفاعلة والناتجة.

نكتب معادلة التفاعل:

$\begin{array}{c}{\mathrm{H}}_2+\frac{1}{2}{\mathrm{O}}_2\to {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\\ V_{{\mathrm{H}}_2}=V_{{\mathrm{O}}_2}\times \frac{1\text{ Volume }{\mathrm{H}}_2}{\frac{1}{2} \text{ Volume }{\mathrm{O}}_2}\\ V_{{\mathrm{H}}_2}=5\mathrm{L}\times \frac{1\text{ Volume }{\mathrm{H}}_2}{{\displaystyle \frac{1}{2 }}\text{ Volume }{\mathrm{O}}_2}\\ V_{{\mathrm{H}}_2}=10 {\mathrm{LH}}_2\end{array}$

40. ما حجم غاز الأوكسجين اللازم لاحتراق 2.36l من غاز الميثان CH₄ حرقاً كاملاً؟

الحل:

المطلوب هو حساب حجم الغاز المتفاعل يجب أن نتذكر أن المعاملات في المعادلة الكيميائية الموزونة تزودنا بالنسب الحجمية للغازات المتفاعلة والناتجة.

نكتب معادلة التفاعل:

$\begin{array}{c}{\mathrm{CH}}_4+2{\mathrm{O}}_2\to {\mathrm{CO}}_2+2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\\ V_{{\mathrm{O}}_2}=V_{{\mathrm{CH}}_4}\times \frac{2\text{ Volume }{\mathrm{O}}_2}{1\text{ Volume }{\mathrm{CH}}_4}\\ V_{{\mathrm{O}}_2}=2.36\mathrm{L}\times \frac{2\text{ Volume }{\mathrm{O}}_2}{1\text{ Volume }{\mathrm{CH}}_4}\\ V_{{\mathrm{O}}_2}=4.72 {\mathrm{LO}}_2\end{array}$

41. تحفيز. يتفاعل غازا النيتروجين والأوكسجين لإنتاج غاز أكسيد ثاني النيتروجين N₂O. ما حجم غاز O₂ اللازم لإنتاج 34l من غاز N₂O؟

الحل:

المطلوب هو حساب حجم غاز الأوكسجين المتفاعل يجب أن نتذكر أن المعاملات في المعادلة الكيميائية الموزونة تزودنا بالنسب الحجمية للغازات المتفاعلة والناتجة.

نكتب معادلة التفاعل:

$\begin{array}{c}{N}_2+\frac{1}{2}{O}_2\to N_{2}O\\ V_{O_2}=V_{N_{2}O}\times \frac{{\displaystyle \frac{1}{2}}\text{ Volume }{O}_2}{1\text{ Volume }{N}_{2}O}\\ V_{O_2}=34\times \frac{\frac{1}{2}\text{ Volume }{O}_2}{1\text{ Volume }{N}_{2}O}\\ V_{O_2}=17 {\text{ LO }}_2\end{array}$

42. نترات الأمونيوم مكون شائع في الأسمدة الكيميائية استخدم التفاعل التالي لحساب كتلة نترات الأمونيوم الصلبة التي يجب أن تستخدم للحصول على 0.100l من غاز أكسيد ثنائي النيتروجين عند الظروف المعيارية (STP).

NH₄NO_3(s) → N ₂O_(g) + 2H₂O_(g)

لحساب الكتلة نحتاج إلى حساب كلاً من المولات والكتلة المولية نحدد عدد لترات نترات الامونيوم التي نحتاجها للحصول على 0.1 من غاز أكسيد ثنائي النتروجين.

$0.1L{\mathrm{N}}_2\mathrm{O}\left(\frac{1\text{ vol }{\mathrm{NH}}_4{\mathrm{NO}}_3}{1\text{ vol }{\mathrm{N}}_2\mathrm{O}}\right)=0.1 L {\mathrm{NH}}_4{\mathrm{NO}}_3$

باستخدام قانون الغاز المثالي يمكن حساب عدد المولات:

$n=\frac{P.V}{\mathrm{R}.\mathrm{T}}=\frac{1 \mathrm{atm}\times 0.1 \mathrm{L}}{0.0821L\cdot \frac{\mathrm{atm}}{\mathrm{mol}}\cdot K\times 298 \mathrm{K}}=4.087\times {10}^{-3} \mathrm{mol}$

نحسب الكتل المولية لغاز نترات الامونيوم:

(M = (2N atom x 14.01 amu) + (3atom x16.01amu) + (4Hatom x 1.01 amu

M = 80.09 amu =80.9g/mol

M = n x m

M=4.087 x 10^-3 mol 80.09 g/mol

m = 0.327 g

43. عند تسخين كربونات الكالسيوم CaCO₃ تتحلل لتكون أكسيد الكالسيوم CaO الصلب وغاز ثاني أكسيد الكربونCO₂ ما عدد لترات ثاني أكسيد الكربون التي تتكون عند STP إذا تحلل 2.38kg من كربونات الكالسيوم تماماً؟

الحل:

المطلوب هو حساب حجم غاز co₂ نستخدم لذلك قانون الغاز المثالي.

نكتب معادلة التفاعل:

CaCo3 $\to$Cao+Co2

نحسب عدد مولات CaCo3:

عدد مولات CaCo3 =$\frac{\mathrm{الكتلة} \mathrm{المولية} \mathrm{لها} }{\mathrm{الكتلة} \mathrm{الغرامية} {}_3\mathrm{caco}}$

$mol$ 23.8 = $\frac{2380}{100}$ = (16 × 3)(12 × 1) + $\frac{2380}{40}$ = n

نوجد عدد مولات Co_2:

عدد مولات Co₂ = عدد مولات CaCo3 × النسبة الولية

$mol$ 23.8 = $\frac{1}{1}$ × n = 23.8

ايجاد حجم عند stp:

1mol تعادل 22.4l

23.8mol تعادل V

V = 22.4 x 23.8 = 533L

44. عندما يصدأ الحديد يكون قد تفاعل مع الأوكسجين ليكون أكسيد الحديد (II).
4Fe_(s) + 3O_{2 (g)}  → 2Fe₂O_{3 (s)}

احسب حجم غاز الأوكسجين عند STP اللازم ليتفاعل مع $g$ 52.0 من الحديد تماماً.

نوجد عدد المولات في 52 من الحديد ويساوي تقريباً 1 مول لأن عدد المولات = كتلة العنصر ÷ الكتلة المولية من المعادلة 4 مولات حديد تتفاعل مع 3 أوكسجين أي 1 مول حديد يحتاج 3÷4 = 0.75 مول أوكسجين.

1 مول من الأوكسجين = 22.4 اذاً حجم الأوكسجين اللازم:

$L$ 16.5 = 0.75 × 22.4

45. تحفيز أضيفت كمية فائضة من حمض الأسيتيك إلى 28g من كربونات الصوديوم الهيدروجينية عند درجة حرارة 25C وضغط 1atm وفي أثناء التفاعل برد الغاز بحيث أصبحت درجة حرارته (20C) ما حجم غاز ثاني أكسيد الكربون الناتج؟
NaHCO_3(aq) + CH₃COOH_(aq) $\to$ NaCH₃COO_(aq) + CO_2(g) + H₂O_(l)

الحل:

الكتلة المولية لكربونات الصوديوم: 38.9g/mol.

احسب عدد مولات NaHCo₃:

$28 \mathrm{g} {\mathrm{NaHCO}}_3\times \frac{1\mathrm{mol} {\mathrm{NaHCO}}_3}{83.9\mathrm{g}{ \mathrm{NaHCO}}_3}=0.33 \mathrm{mol}{ \mathrm{NaHCO}}_3$

ينتج المول الواحد من كربونات الصوديوم الهيدروجينية مولاً واحد من co₂ لذا فإن 0.33mol من NaHCo₃ سينتج 0.33mol من co₂.

الحجم المولي للغاز المثالي هو 22.4 عند 273k و1atm

$k$ 293 = T= 20ْ $C$ +273

احسب حجم co₂ عند درجة حرارة 273k:

$0.33{\mathrm{mol} \mathrm{O}}_2\times \frac{22.4 \mathrm{L}{ \mathrm{CO}}_2}{1\mathrm{mol} {\mathrm{CO}}_2}=7.392 \mathrm{L}{ \mathrm{CO}}_2$

احسب حجم co₂ عند درجة حرارة 293k:

$7.392 \mathrm{L}{ \mathrm{CO}}_2\times \frac{293 \mathrm{K}}{273 \mathrm{K}}=7.9 \mathrm{L}{ \mathrm{CO}}_2$