Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Ивановский государственный химико-технологический университет
В. Н. ПРОРОКОВ, Л. П. БАРБЕТОВА,
Н. И. ПИМЕНОВА, В. В. КУЗНЕЦОВ
Х И М И Я
Сборник вопросов и задач
Под редакцией В. Н. Пророкова
2-е издание,
переработанное и дополненное
Иваново 2009
Стр.2
УДК 373.167.1:54
Пророков В.Н.
Химия. Сборник вопросов и задач: учебное пособие для старшеклассников /
В.Н. Пророков, Л.П. Барбетова, Н.И. Пименова, В.Н. Кузнецов;
под ред. В.Н. Пророкова; Иван. гос. хим.-технол. ун-т. – Изд. 2-е; перераб. и
доп. – Иваново, 2009, − 172 с.
ISBN 978-5-9616-0309-5
Предлагаемый сборник включает в себя вопросы, упражнения и задачи разного
уровня сложности по всем основным разделам школьной программы по
химии. Приводится решение типовых задач и к большинству задач даются ответы
или указания к решению.
Пособие поможет учащимся привести в систему знания по химии, понять
специфику химической науки, выработать логику мышления в процессе решения
задач, осмысленно используя и закрепляя теоретический материал, а также
подготовиться к сдаче выпускного экзамена и поступлению в вуз.
Предназначено для химического лицея и подготовительных курсов при
ИГХТУ, учащихся старших классов общеобразовательных школ, лицеев, классов
с углублённым изучением химии. Пособие может быть полезно учителям
химии и студентам младших курсов.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО Ивановского
государственного химико-технологического университета.
Рецензенты: кафедра общей, биоорганической и биологической химии Ивановской
государственной медицинской академии; профессор Л.А. Кочергина
(Ивановский государственный химико-технологический университет).
ISBN 978-5-9616-0309-5
© ГОУ ВПО Ивановский
государственный химикотехнологический
ун-т, 2009
Стр.3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящее пособие предназначено для учащихся средних школ, лицеев и
специализированных классов при вузах, будет полезно преподавателям химии,
а также студентам младших курсов. Составлено в соответствии с программой
курса химии в школах и других средних учебных заведениях.
Весь материал разбит на три части (I часть – «Общая химия», II часть –
«Неорганическая химия», III часть – «Органическая химия»), каждая содержит
вопросы и задачи по основным разделам химии. Решение предложенных задач
позволяет глубже усвоить и научиться применять генетическую связь между
различными классами соединений, систематизировать знания по химии, понять
и полюбить её как науку, а преподавателю подготовиться к уроку.
Задания в разделах расположены в порядке повышения их сложности. Кроме
упражнений по закреплению фундаментальных химических знаний, в пособие
вошли оригинальные задачи и вопросы, задачи химических олимпиад, тестовый
материал для подготовки к сдаче ЕГЭ по химии.
Большинство задач снабжено ответами и необходимыми указаниями к решению,
а для оказания помощи в самостоятельной работе для некоторых задач
представлены решения. Отдельный раздел посвящён типичным реакциям в органической
химии.
Основная цель учебного пособия – сознательное усвоение теоретического
материала по химии, формирование умения использовать теоретические знания
при решении задач, развитие логического мышления, приобретение необходимых
навыков работы с учебной литературой.
Авторы
3
Стр.4
1. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПОНЯТИЯ
И ЗАКОНЫ ХИМИИ
1.1. Определите, какое количество вещества (моль) содержат:
а) 25,8 г HNO3;
б) 4,66 г BaSO4;
в) 7,2·1015 молекул N2;
1.2. Рассчитайте массу (в граммах):
а) 4,5 моль NH3;
в) 1,12·1021 молекул Cl2;
в) 3,14 г N2;
г) 4,18 л (н.у.) CO2.
б) 3.24 л (н.у.) Ar;
г) одного атома Na.
1.3. Определите, какой объем (в литрах, н.у.) занимают:
а) 0,12 моль H2S;
1.4. Определите, какое число молекул содержат:
а) 1,25 моль O2;
в) 6,6 г CO2;
б) 8,96 л (н.у.) H2;
г) 14,7 г H3PO4.
1.5. Сколько атомов кислорода содержится в 1 г сульфата натрия? Какова
массовая доля (ω) кислорода в этом веществе?
1.6. Сколько атомов водорода содержится в 1 г сульфата аммония? Какова
массовая доля (ω) водорода в этом веществе?
1.7. Сколько атомов фосфора содержится в 1 кг ортофосфата кальция
Ca3(PO4)2? Какова массовая доля (ω) фосфора в этом веществе?
1.8. Какое количество вещества атомов углерода и сколько молекул C6H6
содержится в 15,6 г бензола?
1.9. Какое количество вещества атомов водорода и сколько молекул
CH3COOH содержится в 15,6 г уксусной кислоты?
1.10. Вычислите абсолютную массу атома углерода, молекулы кислорода,
100 молекул оксида углерода(IV).
1.11. Вычислите массу (в г): а) 1 атома кислорода, б) 1 л газообразного кислорода
(н.у.), в) 22,4 л (н.у.) газовой смеси азота и аргона, объёмная доля аргона
в которой составляет 10%.
1.12. Сколько молекул содержится в 1,28 г оксида серы(IV) (сернистого газа)?
Какой объём они занимают: а) при н.у., б) при t = 25 °С и p = 99 кПа?
1.13. Сколько молекул содержится в 11 г оксида углерода(IV) (углекислого
газа)? Какой объём они занимают: а) при н.у., б) при t = 27 °С и p = 125 кПа?
1.14. Сколько молекул содержится в 1,12 л SO2 при н.у.? Вычислите массу
этого количества сернистого газа, его плотность (ρ) при нормальных условиях
и относительную плотность по воздуху (Dвозд).
4
б) 1,5·1026 молекул O2;
г) 5,4·1021 молекул CO.
Стр.5
этого количества углекислого газа, его плотность (ρ) при нормальных условиях
и относительную плотность по кислороду
1.15. Сколько молекул содержится в 1 м3 СО2 при н.у.? Вычислите массу
(DO2
) .
1.16. Где содержится больше атомов водорода: в 1 л жидкой воды или в 100
л газообразного аммиака при нормальных условиях?
1.17. Где содержится больше атомов водорода: в 90 г воды, в 80 г метана
или в 112 л газообразного аммиака (н.у.)?
1.18. Где больше атомов кислорода: а) в 1 г Н2О или в 1 г СО2; б) в 1 мл
жидкой воды или в 1 л углекислого газа (н.у.)?
1.19. Вычислите, где содержится больше атомов азота: в 1 м3 (н.у.) воздуха
(объёмная доля молекулярного азота в воздухе составляет 78%), в 2 кг нитрата
аммония, или в 50 моль аммиака.
1.20. Вычислите, где содержится больше атомов углерода: в 1 л углекислого
газа (н.у.), в 1 мл бензола (плотность 0,879 г/мл), или в алмазе массой 0,6 г.
1.21. Сколько атомов азота содержится: а) в 17 моль аммиака, б) в 17 г аммиака,
в) в 17 л аммиака (н.у.)?
1.22. Сколько атомов водорода содержится: а) в 2 моль метана, б) в 2 г метана,
в) в 2 л метана при Т = 298 К и р = 100 кПа?
1.23. Сколько атомов водорода содержится: а) в 5 моль бензола, б) в 5 г
бензола, в) в 5 л бензола (плотность 0,88 г/мл)?
1.24. Какое количество вещества карбоната кальция, количество вещества
атомов углерода и сколько атомов углерода содержится в 100г доломита
MgCO3·CaCO3, содержащего 8% некарбонатных примесей?
1.25. Какое количество вещества Н2О содержится в 50 г пентагидрата сульфата
меди(II) CuSO4·5H2O? Вычислите массовую долю кристаллизационной
воды в этом соединении.
1.26. Какое количество вещества Н2О содержится в 6,44 г декагидрата сульфата
натрия Na2SO4·10H2O (глауберовой соли)? Вычислите массовую долю
кристаллизационной воды в этом соединении.
1.27. Какое количество вещества Н2О содержится в 0,5 моль декагидрата
карбоната натрия Na2СO3·10H2O (соды)? Вычислите массовую долю безводной
соли и её массу, содержащуюся в 0,5 кг данного кристаллогидрата.
1.28. Какое количество вещества Н2О и сколько атомов водорода содержится:
а) в 1 л жидкой воды, б) в 100 л водяного пара при t = 100 °С и p = 100 кПа?
1.29. Какое количество вещества этана и сколько атомов водорода содержится:
а) в 150 г этана, б) в 150 л этана при t = 27 °С и p = 750 мм рт. ст.?
1.30. В какой массе пропана содержится 4,515⋅1023 атомов углерода? Какой
объём занимает данная масса пропана при нормальных условиях?
5
Стр.6
жится 3,62⋅1022 атомов кислорода?
1.32. Вычислите массу красного железняка Fe2O3, содержащего 5,6 г железа.
1.33. Молекула некоторого вещества имеет массу 1,76·10−22 г. Определите
1.31. В какой массе дигидрата сульфата кальция CaSO4·2H2O (гипса) содермолярную
и молекулярную массу вещества.
1.34. Молекула некоторого вещества имеет массу 4,65·10−23 г. Вычислите
молярную массу и относительную молекулярную массу этого вещества.
1.35. Масса 9,03·1022 молекул вещества равна 14,7 г. Определите молярную
и молекулярную массу вещества.
1.36. Масса пяти молекул вещества равна 1,496·10−22 г. Определите молярную
и молекулярную массу вещества.
1.37. Масса 0,15 моль вещества равна 14,7 г. Определите молекулярную
массу этого вещества.
1.38. В каком количестве вещества оксида серы(IV) содержится такое же
число атомов серы, что и в 1 кг дисульфида железа FeS2?
1.39. В каком количестве вещества оксида серы(IV) содержится такое же
число атомов серы, что и в 60 г пирита, содержащего 80% FeS2?
1.40. В каком количестве вещества озона содержится такое же число атомов
кислорода, что и в 1 л жидкой воды?
1.41. Смесь состоит из 46 г этанола и 72 мл воды. Определите количество
вещества атомов кислорода в смеси и их число. Плотность жидкой воды 1 г/мл.
1.42. В каком объёме газообразного аммиака (при н.у.) содержится такое же
число атомов азота, что и в 1 кг нитрата аммония (аммонийной селитры)?
1.43. В каком количестве вещества бензола (C6H6) и в каком объёме (н.у.)
ацетилена (C2H2) содержится столько же атомов углерода, сколько их содержится
в алмазе массой 0,72 г?
1.44. В какой массе глюкозы C6H12Ο6 содержится столько же атомов, сколько
их содержится в 5,6 литрах этана C2H6 (н.у.)?
1.45. В какой массе ортофосфорной кислоты Н3РО4 содержится столько же
молекул, сколько всего атомов содержится в 4,26г оксида фосфора(V)?
1.46. В какой массе ортофосфорной кислоты содержится столько же молекул,
сколько всех атомов содержится в 49 г серной кислоты?
1.47. В каком объёме аммиака при нормальных условиях содержится столько
же атомов водорода, сколько всех атомов содержится в 26,5 г Na2CO3?
1.48. Имеются образцы бензола и сульфида натрия, содержащие одинаковое
число атомов. Во сколько раз масса одного из образцов больше массы другого?
6
Стр.7
1.49. Плотность некоторого газа по воздуху ( воздD
) равна 1,52. Вычислите
массу 1 м3 этого газа при T = 283 К и p = 106,6 кПа. Какой это может быть газ?
1.50. Относительная плотность некоторого газа по водороду
DH2 22= . Вычислите
массу 1 л этого газа (при н.у.) и его относительную плотность по воздуху.
1.51.
Масса 1 л газа при нормальных условиях равна 1,429 г. Вычислите молярную
и молекулярную массу этого газа и его относительную плотность по
азоту.
1.52. Масса 1 л воздуха при нормальных условиях равна 1,293 г. Вычислите
молярную массу воздуха, его среднюю молекулярную массу и относительную
плотность по кислороду.
1.53. Какой объём при нормальных условиях займет газовая смесь, состоящая
из 0,6 моль хлора, 9,6 г кислорода и 11,2 г азота? Какова объёмная доля
хлора в этой смеси?
1.54. Объёмная доля (ϕ) кислорода в воздухе составляет 21%. Вычислите
массовую долю (ω) кислорода в воздухе.
1.55. Объёмная доля (ϕ) азота в воздухе составляет 78%. Вычислите массоазота
и 2,4·1023 атомов аргона. Определите её среднюю молекулярную массу.
1.57. Определите массу 1 м3 (н.у.) смеси, содержащей по объёму 24 % азота,
вую долю (ω) азота в воздухе.
1.56. Вычислите массу и объём (н.у.) смеси, содержащей 1,2·1024 молекул
24 % водорода и 52 % аммиака. Сколько молекул азота и молекул водорода содержится
в этой смеси? Какова средняя молекулярная масса этой смеси?
1.58. Плотность смеси озона и кислорода по гелию равна 9. Определите
объёмные доли газов в этой смеси.
1.59. Один литр смеси СО и СО2 (н.у.) имеет массу 1,43 г. Определите состав
смеси в виде молярного соотношения веществ и в объёмных процентах.
1.60. Вычислите плотность по водороду газовой смеси, состоящей из 2,8 л
азота и 5,6 л аргона. Объёмы газов приведены к н.у.
1.61. Вычислите объём при нормальных условиях и относительную плотность
по воздуху газовой смеси, состоящей из 1,6 кг кислорода и 0,5 кг гелия.
1.62. Вычислите среднюю молекулярную массу газовой смеси, состоящей
(по объёму) из 30% сероводорода и 70% азота.
1.63. Определите массу 8,2 л газовой смеси гелия, аргона и неона (н.у.), если
на один атом гелия в смеси приходится два атома неона и три атома аргона.
1.64. Вычислите массу 1 м3 (н.у.) газовой смеси водорода и азота, в которой
массовые доли компонентов одинаковы. Какова молярная масса этой смеси?
7
Стр.8
1.65. Смешали равные объёмы (при одинаковых условиях) газообразных кислорода
и гелия. Вычислите массовые доли веществ в полученной смеси и её
среднюю молекулярную массу.
1.66. Молярная масса газовой смеси, состоящей из аргона и гелия, равна 13
г/моль. Определите массу гелия в 11,2 л (н.у.) этой смеси.
1.67. При нормальных условиях масса 5,6 л газовой смеси, состоящей из
криптона и гелия, равна 12 г. Определите объёмные доли газов в этой смеси.
1.68. Относительная плотность по воздуху газовой смеси NO2 и N2O4 равна
2,062. Вычислите состав (ϕ) смеси.
1.69. Относительная плотность по водороду газовой смеси метана и пропана
равна 11,5. Вычислите состав (ϕ) смеси.
1.70. Масса газовой смеси оксидов углерода (II) и (IV) равна 29 г, объём
смеси – 16,8 л (н.у.). Сколько молекул СО2 приходится на одну молекулу СО в
этой смеси?
1.71. Плотность смеси озона и кислорода по водороду DH2 18= . Вычислите
молярное (объёмное) соотношение и молярные (объёмные) доли газов в смеси.
1.72. Плотность смеси метана и этана по водороду равна 9,75. Сколько молекул
метана приходится на одну молекулу этана, и каковы объёмные и массовые
доли углеводородов в смеси?
1.73. Относительная плотность по водороду газовой смеси СО и СО2
DH2 20= . Вычислите, сколько молекул СО2 приходится на одну молекулу СО
в этой смеси.
1.74. Относительная плотность по водороду газовой смеси водорода и гелия
равна 1,25. Вычислите молярную долю гелия (χ )He и численное соотношение
атомов водорода и гелия в этой смеси.
1.75. Относительная плотность по гелию газовой смеси оксида серы(IV) и
оксида серы(VI) 17
DHe= . Вычислите численное соотношение молекул оксидов
и общего числа атомов кислорода и серы в этой смеси.
1.76. Газовая смесь состоит из СО и СО2 в молярном соотношении 1:3 соответственно.
Вычислите объёмные и массовые доли веществ в смеси и её молярную
массу.
1.77. Смесь СО и СО2 объёмом 10 л, содержащую одинаковые количества
вещества этих газов, пропустили над раскаленным углём. Вычислите приведенный
к начальным условиям объём СО после реакции.
1.78. Смесь СО, СО2 и О2 в молярном соотношении 2:3:1, соответственно,
находится в сосуде объёмом 30 л при t = 25 °С и р = 99,1 кПа. Вычислите массу
смеси и её среднюю молекулярную массу.
8
Стр.9
1.79. Для сжигания 1 л (н.у.) смеси СО и СО2 необходимо 0,25 л кислорода
(н.у.). Определите объёмную и массовую долю диоксида углерода в этой смеси.
1.80. Относительная плотность смеси метана и этана по кислороду равна
0,675. Сколько литров кислорода потребуется для сжигания 2,8 л этой газовой
смеси (объёмы газов относятся к одинаковым условиям)?
1.81. В реакторе смешали 100 мл воздуха и 50 мл водорода. После реакции и
конденсации водяного пара объём газа составил 87,2 мл. Определите объёмную
долю кислорода в исследуемом воздухе. Все объёмы газов измерены при нормальных
условиях.
1.82. 100 м3 газовой смеси азота и водорода, в которой вещества взяты в
стехиометрических количествах для реакции синтеза аммиака, пропустили через
колонну синтеза, при этом 10% смеси превратилось в аммиак. Определите
объём конечной смеси и её состав (объёмные доли газов).
1.83. Исходный объём газовой смеси водорода и хлора был равен 600 мл.
После реакции с образованием хлороводорода осталось 150 мл хлора. Объемы
измерены при н.у. Вычислите количества вещества (n) и объемные доли (ϕ) газов
в исходной смеси.
1.84. Взорвали смесь хлора и водорода, при этом образовалось 10 л хлороводорода
(н.у.). Остаток непрореагировавшего газа был израсходован на восстановление
оксида Fe3O4, массой 2,32 г, до железа. Определите объём и массу
исходной смеси газов.
1.85. Исходный объем смеси оксида углерода(II) и кислорода был равен 1 л.
После сгорания СО осталось 160 мл кислорода (объёмы газов приведены к
н.у.). Определите объёмные доли (ϕ) газов в исходной смеси и после реакции.
1.86. При взаимодействии 2 моль азота и 2 моль водорода образовалось 8,96
л (при н.у.) аммиака. Определите молярный состав (χ, %) и объём (н.у.) полученной
газовой смеси.
1.87. К 250 мл смеси NO и NO2 добавили 100 мл О2. После реакции общий
объём газовой смеси составил 300 мл (объёмы газов относятся к одинаковым
условиям). Определите состав исходной смеси оксидов азота в объёмных и массовых
долях.
1.88. К 5 л смеси моно- и диоксида углерода добавили 3 л кислорода и провели
реакцию. Общий объём газовой смеси после реакции составил 7 л (при начальных
условиях). Определите молярное соотношение газообразных веществ
до и после реакции.
ну синтеза аммиака. Объём полученной газовой смеси составил 75 м3 (н.у.).
Определите объёмную долю аммиака в полученной смеси.
1.89. Смесь азота и водорода объёмом 100 м3 (н.у.) пропустили через колон1.90.
При некоторой температуре плотность паров серы по воздуху
Dвозд 6, 62=
. Из скольких атомов состоит молекула серы при этих условиях?
9
Стр.10