На национальном сертификате по химии (45 заданий, 150 минут) открытые задания 36-45 почти все расчётные: одно условие, a) на 1,5 балла и b) на 1,7 балла, ответ записывается числом. Большинство из них опирается на три идеи: количество вещества (ν = m / M), массовую долю (ω = m(вещества) / m(раствора)) и отношение коэффициентов в уравнении реакции. Экзамен проходит на узбекском языке; ниже каждый тип задачи разобран полностью, а вычисления проверены по шагам.
Нужные формулы и молярные массы
В задачах обычно берут округлённые атомные массы: H 1, C 12, N 14, O 16, Na 23, Mg 24, S 32, Cl 35,5, Ca 40, Fe 56, Zn 65. Если в условии дано другое значение, используйте его.
| Величина | Формула |
|---|---|
| Количество вещества | ν = m / M |
| Объём газа (н. у.) | V = ν · 22,4 л |
| Число частиц | N = ν · 6,02 · 10²³ |
| Массовая доля | ω = m(вещества) / m(раствора) · 100 % |
| Молярная концентрация | C = ν / V(раствора, л) |
| Выход | η = практическая масса / теоретическая масса · 100 % |
| Относительная плотность | M = D · M(газа сравнения), например M = D(H₂) · 2 |
1. Количество вещества и число частиц
Условие: дано 4,9 г серной кислоты (H₂SO₄). a) Найдите количество вещества. b) Найдите количество вещества атомов кислорода в ней.
Решение: M(H₂SO₄) = 2 · 1 + 32 + 4 · 16 = 98 г/моль. ν = 4,9 : 98 = 0,05 моль. В молекуле 4 атома O: 4 · 0,05 = 0,2 моль.
Ответ: a) 0,05; b) 0,2. Если спрашивают число молекул: 0,05 · 6,02 · 10²³ = 3,01 · 10²².
2. Объём газа (нормальные условия)
Условие: при н. у. 11,2 л углекислого газа (CO₂). a) Найдите количество вещества. b) Найдите массу.
Решение: ν = 11,2 : 22,4 = 0,5 моль. M(CO₂) = 12 + 2 · 16 = 44 г/моль, m = 0,5 · 44 = 22 г.
Ответ: a) 0,5; b) 22. Через плотность: если плотность газа по водороду 22, то M = 22 · 2 = 44 г/моль - это CO₂.
3. Массовая доля, смешивание и разбавление
- Приготовление: 20 г NaCl растворили в 180 г воды. Раствор 20 + 180 = 200 г, ω = 20 : 200 = 10 %. (20 : 180 = 11,1 % - типичная ошибка.)
- Смешивание: 200 г 10 %-го и 300 г 20 %-го раствора. Соль: 200 · 0,1 + 300 · 0,2 = 20 + 60 = 80 г. Раствор 500 г. ω = 80 : 500 = 16 %.
- Разбавление: сколько воды нужно, чтобы из 150 г 20 %-го раствора получить 12 %-й? Соль 150 · 0,2 = 30 г не меняется. Новый раствор 30 : 0,12 = 250 г. Вода: 250 - 150 = 100 г.
- Кристаллогидрат: 24,6 г MgSO₄·7H₂O растворили и получили 200 г раствора. M = 24 + 32 + 64 + 7 · 18 = 246 г/моль, ν = 0,1 моль, MgSO₄: 0,1 · 120 = 12 г. ω = 12 : 200 = 6 %.
4. Молярная концентрация
Условие: 8 г гидроксида натрия (NaOH) растворили и получили 500 мл раствора. a) Найдите количество NaOH. b) Найдите молярную концентрацию (моль/л).
Решение: M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль, ν = 8 : 40 = 0,2 моль. V = 500 мл = 0,5 л. C = 0,2 : 0,5 = 0,4 моль/л.
Ответ: a) 0,2; b) 0,4. Самая частая ошибка - оставить объём в мл (0,2 : 500).
5. Задача по уравнению реакции
Условие: 13 г цинка прореагировали с избытком соляной кислоты. a) Найдите объём водорода (л, н. у.). b) Найдите массу (г) израсходованного 7,3 %-го раствора соляной кислоты.
Решение: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂. ν(Zn) = 13 : 65 = 0,2 моль. ν(H₂) = ν(Zn) = 0,2 моль, V = 0,2 · 22,4 = 4,48 л. ν(HCl) = 2 · 0,2 = 0,4 моль, m(HCl) = 0,4 · 36,5 = 14,6 г. Раствор: 14,6 : 0,073 = 200 г.
Ответ: a) 4,48; b) 200.
6. Избыток и выход
- Избыток: смешали 4 г водорода и 48 г кислорода. 2H₂ + O₂ → 2H₂O. ν(H₂) = 4 : 2 = 2 моль, ν(O₂) = 48 : 32 = 1,5 моль. На 2 моль H₂ нужен 1 моль O₂ - кислород в избытке на 0,5 моль. Вода по H₂: 2 моль = 36 г.
- Правило: расчёт всегда ведут по веществу в недостатке (которое расходуется полностью).
- Выход: при прокаливании 50 г CaCO₃ получили 25,2 г CaO. CaCO₃ → CaO + CO₂. ν(CaCO₃) = 50 : 100 = 0,5 моль, теоретически CaO 0,5 · 56 = 28 г. η = 25,2 : 28 = 0,9 = 90 %.
- Массовая доля элемента: в Fe₂O₃ железа 2 · 56 = 112, M = 112 + 48 = 160, ω(Fe) = 112 : 160 = 70 %.
Как записывать ответ и типичные ошибки
- Пишите только искомую величину в нужных единицах: объём в л, массу в г, если нужны проценты - проценты.
- Десятичная дробь пишется с запятой: 4,48. На Trylab принимается и 4.48.
- Не считайте по неуравненному уравнению - отношение коэффициентов определяет весь ответ.
- Масса раствора = растворённое вещество + вода; если выпал осадок или ушёл газ, их массу вычитают.
- В молярной концентрации объём - в литрах, в массовой доле масса - в граммах.
- Проверяйте каждый ответ обратным счётом: например, что в 200 г 7,3 %-го раствора действительно 14,6 г HCl.
