Для решения этой задачи нам понадобятся знания о составе смесей, количественном соотношении молекул веществ, законе сохранения массы и молярных массах.
Исходя из условия, на три молекулы метана приходится одна молекула хлора. Это значит, что соотношение между метаном и хлором в смеси будет 3:1.
Объем исходной смеси равен 45 л (нормальных условиях - н. у.). Это объем смеси до реакции. После реакции объем смеси останется таким же, так как реакционная смесь находится в замкнутом сосуде.
Для решения задачи нам нужно посчитать массу каждого вещества в образовавшейся смеси. Для этого мы будем использовать следующие формулы:
масса = молярная масса × количество вещества
количество вещества = молы = объем (л) / молярный объем (л/моль)
Сначала найдем молярные массы метана (CH4) и хлора (Cl2). Значения молярных масс можно найти в таблице элементов:
Так как соотношение метана и хлора в смеси 3:1, то мы можем сказать, что количество молекул метана равно 3 * n, а количество молекул хлора равно 1 * n, где n - некоторое число.
Чтобы найти количество вещества каждого вещества, мы разделим объем смеси на молярный объем каждого вещества. Для этого нужно знать, что нормальный объем газа (н.у.) равен 22.4 л/моль.
Теперь рассчитаем количество вещества метана и хлора:
количество молей метана = объем смеси / нормальный объем метана = 45 л / 22.4 л/моль = 2.008 моль (округляем до 3 знаков после запятой)
количество молей хлора = объем смеси / нормальный объем хлора = 45 л / 22.4 л/моль = 2.008 моль (округляем до 3 знаков после запятой)
Так как соотношение числа молекул метана и хлора равно 3:1, а соотношение их количества молей также 3:1, мы можем сделать вывод, что молекул метана и хлора в образовавшейся смеси также в соотношении 3:1.
Теперь рассчитаем массу каждого вещества, используя формулу массы = молярная масса × количество вещества:
масса метана = молярная масса метана × количество молей метана = 16.05 г/моль × 2.008 моль = 32.242 г (округляем до 3 знаков после запятой)
масса хлора = молярная масса хлора × количество молей хлора = 70.90 г/моль × 0.669 моль = 47.435 г (округляем до 3 знаков после запятой)
Таким образом, масса метана в смеси будет составлять 32.242 г, а масса хлора - 47.435 г. Важно помнить, что реакция между метаном и хлором может протекать иначе при других условиях, и результаты рассчетов могут отличаться.
Часть А:
1. Электронная формула фосфора:
- А. 1S2 2S2 2p3
- Б. 1S2 2S2 2p6 3S2 3p5
- В. 1S2 2S2 2p6 3S2 3p3
- Г. 1S2 2S2 2p5
Правильный ответ: Б. 1S2 2S2 2p6 3S2 3p5
Обоснование: Фосфор находится в 15-ой группе периодической таблицы, что означает, что у него 15 электронов. В электронной формуле фосфора первое число (1) указывает на количество электронов в 1S-орбитали, вторые числа (2 и 2) указывают на количество электронов в 2S-орбитали, следующие числа (2p3) указывают на количество электронов в 2p-орбитали. Поэтому правильная электронная формула фосфора будет 1S2 2S2 2p6 3S2 3p5.
2. Бесцветное или желтоватое кристаллическое вещество, воспламеняется при 400°C:
- А. красный фосфор
- Б. нитрат калия
- В. азот
- Г. белый фосфор
Правильный ответ: Г. белый фосфор
Обоснование: Белый фосфор - это бесцветное или желтоватое кристаллическое вещество, которое воспламеняется при 400°C. Красный фосфор не воспламеняется при данной температуре. Нитрат калия и азот не являются кристаллическими веществами.
3. Бесцветное твердое кристаллическое вещество:
- А. красный фосфор
- Б. фосфорная кислота
- В. оксид фосфора (V)
- Г. белый фосфор
Правильный ответ: В. оксид фосфора (V)
Обоснование: Оксид фосфора (V) - это бесцветное твердое кристаллическое вещество. Красный фосфор и фосфорная кислота не являются кристаллическими веществами. Белый фосфор не является бесцветным.
4. Фосфор встречается в природе:
- А. в соединениях
- Б. в свободном состоянии
- В. не встречается
Правильный ответ: А. в соединениях
Обоснование: Фосфор в природе встречается в различных соединениях, таких как фосфаты, гидрофосфаты и органические соединения.
5. Выпадение желтого осадка при действии нитрата серебра - качественная реакция на:
- А. Сульфат-ионы
- Б. Нитрат-ионы
- В. Фосфат-ионы
- Г. Хлорид-ионы
Правильный ответ: В. Фосфат-ионы
Обоснование: При действии нитрата серебра на раствор или соединение содержащие фосфат-ионы, образуется желтый осадок аглината серебра (Ag3PO4).
Часть В:
6. Установите соответствие между названием вещества и его формулой:
- Название: Фосфор Формула: 1. Ca3P2
- Название: Фосфид кальция Формула: 2. NH4HSO4
- Название: Фосфорная кислота Формула: 3. (NH4)2 HPO4
- Название: Гидрофосфат аммония Формула: 4. P2O5
- Название: Оксид фосфора (V) Формула: 5. P
- Название: H3PO4 Формула: 6. H3PO4
Часть С:
7. Закончите молекулярное уравнение, расставьте коэффициенты и назовите продукты реакции:
1) H3PO4 + Ca → Ca3(PO4)2 + H2
Обоснование: В данной реакции происходит двойная замещение, кальций (Са) замещает водород в фосфорной кислоте (H3PO4).
2) K3PO4 + AgNO3 → Ag3PO4 + KNO3
Обоснование: В данной реакции происходит двойная замещение, серебро (Ag) замещает калий (K) в фосфате калия (K3PO4).
