Решение задач по химии: подготовка к ЕГЭ 2022

Выгрузка

Химия: глубоко системная наука

И в школе (8-9 классы), и в вузе схема решения задач по химии примерно одинакова. Существует определенный набор определенных химических веществ. Каждое из этих веществ имеет определенные характеристики.

Понимая систему этой науки в целом, а также систему и сущность основных веществ, даже будучи гуманитарием до мозга костей, вы сможете усвоить и понять правила решения задач по химии.

А для этого вам понадобится:

  • Необходимая мотивация и желание работать. Если у вас есть цель и усердие, то все у вас получится, поверьте!
  • Хотя бы базовые знания теории: таблица Менделеева, минимальный глоссарий, знание простейших формул соединений и т.д.
  • Внимание. Часто школьники испытывают массу затруднений при решении задач по химии из-за банальной невнимательности. Очень внимательно прочитайте условие задачи, запишите все быстрые факты и определите, что вам еще нужно найти. А дальше все просто — действуем по стандартному алгоритму действий.

Алгоритм решения задачи по химии

Чтобы решить задачу по химии, выполните описанную ниже процедуру. Чем точнее вы будете следовать нашим рекомендациям, тем быстрее найдете правильное решение! Итак, перейдем непосредственно к алгоритму решения задач по химии:

  1. Напишите уравнение реакции (если нужно), не забудьте упорядочить коэффициенты. Для наглядности по соответствующим соединениям отметим известные и неизвестные данные.
  2. Определите, как найти неизвестные данные. Можно ли это сделать в одно действие или в несколько? Возможно, вам потребуется воспользоваться таблицей Менделеева (например, для определения молекулярной массы) или другими справочными данными (например, при переводе массы вещества в объем необходимо знать его плотность).
  3. Также при необходимости устанавливают соотношение (хотя у этого метода много противников) или пользуются понятием количества вещества. Или подставить известные и найденные данные в нужные формулы. Напоминаю, что в большинстве случаев действий больше, чем одно, поэтому определите, какие данные в выбранной формуле для нахождения нужного параметра неизвестны, и попробуйте найти их с помощью необходимых пропорций или формул.
  4. Если вам нужно использовать формулы, будьте осторожны с единицами измерения. Иногда необходимо перевести их в систему СИ.
  5. В конце еще раз прочитайте условие задачи по химии и проверьте правильность своего решения.

И, наконец, если вы не можете решить задачу по химии, то забудьте, как вы ее решили. Попробуйте подойти к ней с «другой стороны», найти другой способ ее решения.

Верьте в себя и у вас обязательно все получится. Решать задачи по химии не так сложно, как кажется! Удачи!

Количество вещества

Несколько веков назад алхимики, готовясь к различным опытам и после их проведения, часто взвешивали вещества и определяли их объемы. После открытия М. В. Ломоносовым и А. Л. Лавуазье закона сохранения массы веществ в химических реакциях химия стала быстро развиваться, приобретая статус точной науки. Расчеты стали неотъемлемой частью химических исследований.

Вы уже знаете, что вещества могут иметь молекулярное, атомарное или ионное строение. Превращение одних веществ в другие происходит в результате соединения атомов в молекулы, распада молекул на атомы, перегруппировки атомов или ионов.

Комментарий к реакции горения углерода

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

вы говорите, что каждый атом углерода реагирует с одной молекулой кислорода, образуя одну молекулу углекислого газа, два атома углерода реагируют с двумя молекулами кислорода, образуя две молекулы углекислого газа, и так далее

Для подготовки любого химического эксперимента нет смысла считать атомы, молекулы. Да, это невозможно сделать. Химики пользуются физической величиной, которая определяется количеством частиц вещества в определенной его части. Название этой величины — количество вещества. Обозначается латинской буквой Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Единицей измерения количества вещества является моль*.

Учеными установлено, что в 1 моле любого вещества содержится 602 его формульных единиц (атомов, молекул, наборов ионов). Это число можно записать как Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
(21 — количество нулей в первом входе), или Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами1 моль – это часть вещества, содержащая Количество вещества в химии - формулы и определения с примерамиего формульные единицы.

Так, 1 моль углерода (вещества атомарного строения) содержит Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
атомов углерода, 1 моль кислорода (молекулярная структура вещества) — 6Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
молекулы Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами1 моль поваренной соли Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами(вещество с ионным строением) — Количество вещества в химии - формулы и определения с примерамиионная пара Количество вещества в химии - формулы и определения с примерамид Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами, а именно. Количество вещества в химии - формулы и определения с примерамиионы Количество вещества в химии - формулы и определения с примерамид Количество вещества в химии - формулы и определения с примерамиионы Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами.

* Термин происходит от латинского слова moles — без конца.

Понятие «количество вещества» используется не только по отношению к веществам, но и по отношению к частицам: атомам, молекулам, ионам. Например, выражение «1 моль ионов Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами» это значит Количество вещества в химии - формулы и определения с примерамиионы Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами».

Количество Количество вещества в химии - формулы и определения с примерамибыл выбран не случайно. Ученые определили, что сколько атомов содержится в 12 г углерода, столько и масса этого простого вещества в граммах, что численно равно относительной атомной массе соответствующего элемента (углерода). Поэтому такое определение единицы измерения количества вещества:

1 моль – это часть вещества, содержащая столько формульных единиц, сколько атомов углерода содержится в 12 г углерода.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Представление о долях различных веществ в 1 моле можно получить из рисунка 1.

Количество Количество вещества в химии - формулы и определения с примераминазван числом Авогадро в честь итальянского ученого А. Авогадро.

Число Авогадро в миллиарды раз превышает количество волос на голове, усов, бород у всех людей, живущих на Земле. Если покрыть поверхность земли таким количеством (Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами) теннисные мячики, то толщина «покрытия» будет около 100 км если положить Количество вещества в химии - формулы и определения с примерамиатомы водорода, наименьшие среди всех атомов, расположены близко друг к другу в линию, то их длина будет примерно Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
километров. Нить такой длины может обернуть земной шар вокруг экватора более 1 500 000 раз (рис. 2).

Амадей Авогадро (1776-1856)

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Выдающийся итальянский физик и химик. Выдвинул гипотезу о молекулярном строении веществ, в частности газов. Он открыл один из газовых законов (1811 г.), впоследствии названный его именем. Он уточнил атомные массы некоторых элементов, определил состав молекул воды, аммиака, углекислого и оксида углерода, метана, сероводорода и др. разработал экспериментальные методы определения молекулярных масс газообразных веществ.
Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Число Авогадро соответствует постоянной Авогадро. Ваше назначение Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
а размерность следует из следующего выражения:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Если часть вещества содержит N частиц (формульных единиц), можно вывести формулу для расчета соответствующего количества вещества n:

1 моль вещества содержит Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
частица,
в н моль вещества — N частиц;

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Слово «моль» не склоняется, если перед ним стоит число, но склоняется, если числа нет.

Примеры предложений: Возьмем 5 молей железа, определение моль.

Разрешение проблемы. Решим несколько задач, в которых используется величина «количество вещества».

ЗАДАНИЕ 1. Сколько вещества в нем содержится Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
атомы алюминия?

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Решение

Воспользуемся формулой, показывающей связь между количеством материи и количеством частиц (атомов):

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Отвечать:Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

1 моль любого молекулярного вещества всегда содержит более 1 моль атомов (1 моль элемента). Например, в 1 моль кислорода Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
— 2 моль атомов кислорода (2 моль элемента кислорода); в 1 моль метана Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
— 1 моль атомов углерода и 4 моль атомов водорода (1 моль углерода и 4 моль водорода).

Аналогично рассчитывают количества ионов веществ в ионном соединении.

ЗАДАНИЕ 2. Рассчитайте количество ионов вещества в оксиде железа (III Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
взято количество вещества 4 мол.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Решение

Формула оксидной единицы Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
содержит 2 иона Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
и 3 иона Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Итак, 1 моль Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
состоит из 2 молей ионов Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
и 3 моль ионов Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

В 4 молях этого соединения количество вещества ионов в четыре раза больше:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Отвечать:Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

По формуле соединения можно определить соотношение вещественных количеств атомов (элементов), ионов в нем. Например, в метане Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

и в оксиде железа (III Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Вернемся к химической реакции Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
обсуждалось в начале абзаца. Если речь идет о большом количестве взаимодействующих и образующихся частиц, то каждая Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
атомы углерода (1 моль) реагируют с Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
молекулы Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
(1 моль) с образованием Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
молекулы Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
(1 моль) написать химическое уравнение

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

мы видим, что количества материи соответствуют коэффициентам. Это справедливо для любой реакции. Вот еще один пример:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

РЕКОМЕНДАЦИИ. Количество вещества в химии определяется числом его частиц. Единицей измерения количества вещества является моль. 1 моль содержит Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
формульные единицы материи — атомы, молекулы, наборы ионов. Количество Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
позвонил по номеру Авогадро.

Это интересно. Количество вещества используется для характеристики состава растворов в научных исследованиях.

Молярная масса

Важной величиной, связанной с количеством вещества, является молярная масса. Он используется во многих расчетах: при подготовке к химическому эксперименту, внедрении технологических процессов на предприятиях, для обработки результатов изучения химических реакций.

Молярная масса – это масса 1 моля вещества.

Молярная масса обозначается латинской буквой М. Ее размерность г/моль.

Молярная масса численно равна относительной атомной, молекулярной или формульной массе.

Чтобы написать молярную массу любого вещества, достаточно указать значение соответствующей атомной, молекулярной или относительной формульной массы и добавить размерность — г/моль. Относительные атомные массы элементов представлены в периодической системе Д. И. Менделеева, а расчету молекулярных масс и относительных формул веществ вы научились в 7 классе.

Примеры регистрации молярных масс простых и сложных веществ:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

(расчет относительной молекулярной массы:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

(относительная формула расчета массы:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Поскольку понятие «моль» используется не только по отношению к веществам, но и по отношению к частицам (атомам, молекулам, ионам), то для них существуют молярные массы. Учитывая, что масса 1 моля атомов водорода равна 1 г, а 1 моль ионовКоличество вещества в химии - формулы и определения с примерами
— 96 г, запишем молярные массы этих частиц:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Выведем формулу, описывающую связь между массой, количеством вещества и молярной массой. Если, например, 1 моль атомов водорода имеет массу 1 г, то n моль этих атомов в n раз больше массы, то есть nг. Запишем соответствующее математическое выражение:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Общая формула расчета массы атомов, ионов, веществ по количеству вещества:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Отсюда

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Итак, молярная масса – это отношение массы вещества к количеству.

Разрешение проблемы. Рассмотрим два способа решения задач, связанных с использованием молекулярной массы. Один из них предполагает построение пропорции, а другой – расчеты по приведенным выше формулам.

ЗАДАНИЕ 1. Рассчитать количество вещества метан Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
если масса соединения 6,4 г.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Решение

1-й способ

1. Рассчитайте молярную массу соединения: Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2. Найдите количество метанового вещества, из которого состоит соотношение:

1 моль Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
имеет массу 16 г,

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
крот Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
— 6,4 г;

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2-й способ

Воспользуемся одной из формул, приведенных в абзаце:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Отвечать:Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

ЗАДАНИЕ 2. Какой массе железа соответствует количество вещества 1,5 моль?
Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Решение

1-й способ

Железо — простое вещество, состоящее из атомов элемента Феррум.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Рассчитаем массу железа по пропорции:

1 моль Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
имеет массу 56 г,

1,5 моля Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
грамм;

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2-й способ

Воспользуемся формулой, приведенной в абзаце:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Отвечать: Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

ЗАДАЧА 3. Вычислить массу Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
атомы натрия
Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Решение

1-й способ

Насколько Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
= 23 г/моль, то 1 моль атомов натрия имеет массу 23 г. Учитывая, что 1 моль элемента Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
атомов, составь пропорцию и реши ее:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
атомы Na имеют массу 23 г,

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
атомы Na-xr;

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2-й способ

1. Рассчитайте количество вещества натрия:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2. Рассчитайте массу атомов натрия:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Отвечать: Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

РЕКОМЕНДАЦИИ. Молярная масса – это масса 1 моля вещества. Он численно равен относительной атомной или молекулярной массе или формуле. Молярная масса – это отношение массы к количеству вещества.

Молярный объем

Порция вещества может быть охарактеризована не только его массой, но и его объемом. Поэтому неслучайно, кроме молярной массы, существует еще одна физическая величина: молярный объем.

Молярный объем – это объем 1 моля вещества.

Обозначение молярного объема — Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
а единицы измерения Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Из курса физики 7 класса вы знаете формулу, в которую входит масса вещества Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
его плотность Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
и объем Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Аналогичная зависимость существует между молярной массой и молярным объемом:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Из этой формулы получаем другую:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Его можно использовать для расчета молярного объема любого вещества. Для этого нужно вычислить молярную массу вещества и найти в справочнике его плотность.

Каждое твердое и жидкое вещество имеет свой молярный объем (например, для алюминия, хлорида натрия, воды и спирта — Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
соответственно). Молярный объем, как и плотность таких веществ, почти не зависит от температуры и давления.

Газы расширяются при нагревании или под давлением, а при охлаждении или под давлением сжимаются. Это связано с тем, что расстояния между молекулами газов очень велики (в отличие от твердых тел и жидкостей, где частицы контактируют друг с другом).

При изменении условий меняются также плотность газа и его молярный объем. Поэтому при даче значений этих физических величин необходимо указывать соответствующие температуру и давление.

Нормальные условия (на) = О°С; 101,3 кПа

Для газов в н и. Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Ученые установили, что молярный объем различных газов при одинаковых условиях одинаков. В частности, при температуре 0 °С и давлении 101,3 кПа (или 760 мм рт ст.) она составляет 22,4 л/моль. Данные условия называются нормальными (сокращенно — на.).

1 моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 литра.

Описать физические свойства вещества, указать его агрегатное состояние при нормальных условиях. В данном случае речь идет об условиях, которые чаще всего существуют в помещении, где изучается или используется вещество. Это температура около +20°С и давление около 760 мм рт.
Соотношение объемов Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
количество вещества Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
и молярный объем Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
описывает следующую формулу (попробуйте вывести ее самостоятельно):

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

От него можно получить еще два:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Итак, молярный объем – это отношение объема к количеству вещества.

Закон Авогадро

Вы уже знаете, что 1 моль водорода, кислорода или углекислого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 литра и содержит Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
молекулы. В начале была высказана гипотеза об одинаковом числе молекул в равных объемах разных газов, основанная на результатах исследований реакций между газами

XIX век. А. Авогадро. Получив впоследствии экспериментальное подтверждение и теоретическое обоснование, эта гипотеза стала законом.

Закон Авогадро формулируется следующим образом:
равные объемы разных газов при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое количество молекул*.

Вот важное следствие закона Авогадро:
в равных объемах разных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое количество вещества.

* — Для инертных газов — то же количество атомов.

Представленный материал обобщает рисунок 3.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Разрешение проблемы. Рассмотрим несколько задач, для решения которых используется молярный объем газа.

ЗАДАЧА 1. Рассчитайте объем 0,4 г водорода при стандартных условиях.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Решение

1-й способ

1. Найдите количество вещества водорода:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2. Рассчитаем объем водорода, составив соотношение:

1 моль Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
занимает в ny объем 22,4 л, 0,2 моль Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
-xl;

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2-й способ

1. Найдите количество вещества водорода:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2. Рассчитываем объем водорода по соответствующей формуле:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Отвечать: Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

ЗАДАНИЕ 2. Рассчитайте количество молекул в 1 л кислорода при нормальных условиях.
Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Решение

1-й способ

Рассчитаем количество молекул кислорода в 1 л газа при нормальных условиях:

22,4 литра кислорода содержит Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
молекулы,
в 1 л кислорода — х молекул;

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2-й способ

Рассчитаем количество молекул кислорода в 1 л газа при нормальных условиях. Для этого из формулы Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
мы получаем:Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Выполняем расчет:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Ответ: Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Эту проблему можно решить другим способом. По соответствующим формулам сначала рассчитывается количество вещества кислорода, а затем количество молекул.

ЗАДАНИЕ 3. Рассчитайте плотность оксида углерода СО при нормальных условиях.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Решение

1-й способ

1. Найдите молярную массу оксида углерода:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2. Рассчитайте плотность газа при нормальных условиях:

1 моль оксида углерода, т

28 г CO занимает в ny объем 22,4 л,
хг СО-1л;

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2-й способ

1. Найдите молярную массу оксида углерода:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2. Рассчитаем плотность оксида углерода при нормальных условиях, переведя формулу Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
(стр. 17) другому:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Ответ: Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

РЕКОМЕНДАЦИИ

Молярный объем – это объем 1 моля вещества. Эта физическая величина представляет собой отношение объема к количеству вещества.

Молярные объемы твердых тел и жидкостей разные, а газов (при одинаковых температуре и давлении) одинаковые. При нормальных условиях (температура 0°С и давление 101,3 кПа, или 760 мм рт ст.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.

В равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул (закон Авогадро).

Соотношение объемов газа в химических реакциях

По закону Авогадро в равных объемах газов содержится одинаковое число молекул (при одинаковых условиях). Если каждая молекула одного газа реагирует с одной молекулой другого, например, при реакции

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

то равные объемы веществ должны взаимодействовать, скажем, Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
В ответ

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

на один объем кислорода должно приходиться два объема реагирующего с ним водорода. Только при этом условии число молекул водорода будет вдвое больше числа молекул кислорода, как «требует» химическое уравнение.

Обобщением этих выводов является закон объемных пропорций газов, открытый французским ученым Ж. Гей-Люссаком в 1808 г.: объемы газов, вступающих в реакцию и образующихся в результате реакции, связаны как малые целые числа.

Со временем ученые установили, что эти числа являются соответствующими коэффициентами в химических уравнениях.

Так для газов в реакциях (1) и (2)

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Использование закона Гей-Люссака позволяет химику или технологу определить, какие объемы газов необходимо ввести для проведения реакции. Гораздо проще выбрать определенный объем газа, чем взвесить его необходимую массу.

Относительная плотность газа

Равные объемы разных газов содержат одинаковое количество молекул*. Так как молекулы разных веществ обычно имеют разные массы, то и массы одних и тех же объемов газов, как правило, различны. Например, масса 1 Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
кислорода 0,00143 г, а масса такого же объема водорода 0,0000893 г. Это означает, что кислород тяжелее водорода (рис. 4). Как часто? Разделить 1 Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
кислород по массе 1 Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
водород:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

* — При тех же условиях.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Число 16 называется относительной плотностью кислорода по отношению к водороду. Обозначается буквой Д и записывается следующим образом:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Относительная плотность одного газа по отношению к другому газу — это отношение массы данного объема газа к массе того же объема другого газа (при тех же температуре и давлении).

Вес 1 Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
вещества численно равна его плотности. Плотности кислорода и водорода (при нормальных условиях:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Узнать, во сколько раз кислород тяжелее водорода, можно, разделив плотность кислорода на плотность водорода:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Эта формула объясняет, почему физическая величина, обсуждаемая в параграфе, называется относительной плотностью.

Относительная плотность, как и относительная атомная масса (молекулярная, формула), безразмерна.

Если взять по 22,4 л кислорода и водорода при нормальных условиях, то массы веществ (в граммах) будут численно равны их молярным массам или относительным молекулярным массам. Поэтому такие варианты расчета относительной плотности кислорода по водороду:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Преобразуем все приведенные выше формулы в общие формулы. Обозначим более тяжелый газ буквой В, более легкий — буквой А, относительную плотность первого газа — второй — Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Помните: отношение масс газов можно использовать для вычисления относительной плотности только при условии, что Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Газы часто сравнивают с воздухом. Хотя воздух представляет собой смесь газов, его условно можно считать газом с относительной молекулярной массой 29. Это число называется средней относительной молекулярной массой воздуха. Именно в промежутке между цифрами 32 и 28 — относительные молекулярные массы кислорода Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
и азот Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
основные компоненты воздуха. (Эти два газа занимают почти 99% его объема.)

Очень легко определить, легче или тяжелее тот или иной газ воздуха. Достаточно наполнить резиновый мячик и отпустить его (рис. 5, 6).

Формулы для расчета относительной плотности газа В в воздухе следующие:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Это интересно. Водород самый легкий газ Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
а самый тяжелый радон Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Разрешение проблемы. Покажем, как решаются задачи, используя материал, представленный в параграфе.

ЗАДАНИЕ 1. Рассчитайте относительную плотность углекислого газа по водороду и по воздуху.
Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
Решение

Находим относительную плотность углекислого газа в водороде и в воздухе.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Ответ:Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Согласно полученному результату, углекислый газ в 1,52 раза тяжелее воздуха. Очевидно, что воздух во столько же раз легче углекислого газа.

Если для неизвестного газа В определить его относительную плотность к газу А, то можно рассчитать относительную молекулярную или молярную массу газа В по формулам, следующим из приведенных выше:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

ЗАДАЧА 2. Относительная плотность газа X (соединения серы) по отношению к водороду равна 17. Вычислите молярную массу газа X и найдите формулу соединения.

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Решение

1. Рассчитайте молярную массу газа X по одной из формул, приведенных в пункте:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

2. Найдите формулу соединения. Насколько Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
то молекула соединения X содержит атом серы. (Если бы атомов этого элемента было два и более, то молярная масса соединения превышала бы Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
) Второй элемент в молярной массе соединения представляет собой Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Очевидно, этот элемент — Водород; его атомов в молекуле соединения два. Составная формула Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Отвечать: Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
составная формула — Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

РЕКОМЕНДАЦИИ

Относительная плотность одного газа по отношению к другому газу — это отношение массы данного объема газа к массе того же объема другого газа (при тех же температуре и давлении). Относительная плотность газа показывает, во сколько раз он тяжелее другого газа.

В качестве эталонного газа часто используется воздух. Он ведет себя как газ с относительной молекулярной массой 29.

Относительную плотность газа можно использовать для расчета его молярной массы.

О средней относительной молекулярной массе воздуха.

Почему средняя относительная молекулярная масса воздуха равна 29, а не 30, среднему арифметическому относительных молекулярных масс кислорода (32) и азота (28)? Потому что в воздухе содержится неодинаковое количество этих газов: кислорода — 21% по объему, азота — 78%.

Рассчитаем среднюю молярную массу воздуха (численно она равна средней относительной молекулярной массе).

Предположим, что воздух состоит только из кислорода и азота. Тогда средняя молярная масса воздуха будет равна массе 1 моля газовой смеси Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количества веществ в газах пропорциональны их объемам или объемным долям Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Принимая ориентировочные значения объемных долей газов Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами
в воздухе (0,2 и 0,8 соответственно), вычисляем количество вещества каждого газа в 1 моль смеси:

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Найдите массу 1 моля воздуха, то есть 1 моля газовой смеси Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Поэтому, Количество вещества в химии - формулы и определения с примерами

Валентность и степень окисления

Проблема: Почему углерод в большинстве ваших соединений четырехвалентен?

Решение:

Для углерода в невозбужденном атоме электроны на внешнем уровне распределяются по орбиталям следующим образом:

Решать задачи по химии

По этой схеме углерод двухвалентен, так как валентность в простейшем случае определяется числом неспаренных электронов. Но атом углерода имеет свободную 2p-орбиталь, и при сравнительно небольшой затрате энергии один 2s-электрон переходит в 2p-состояние, в результате чего общее число неспаренных электронов увеличивается до четырех:

Решать задачи по химии

Энергия, затрачиваемая на 2s-2p-переход электрона, с лихвой компенсируется энергией, выделяющейся при появлении двух дополнительных связей.

Задание: Определите степень окисления азота в молекулах и ионах: а) Решать задачи по химии
, б) Решать задачи по химии
, в) Решать задачи по химии
.

Решение:

а) Степень окисления азота х, кислорода -2. Исходя из нейтральности молекулы, составляем уравнение:

2х + 4 (-2) = 0,

откуда х = + 4, то есть степень окисления азота в Решать задачи по химии
равно +4.

б) Степень окисления водорода +1, кислорода -2, углерода в карбонатах (солях угольной кислоты Решать задачи по химии
) +4, азот х составляем уравнение

Решать задачи по химии

откуда х = -3, то есть степень окисления азота вРешать задачи по химии
равно -3. 88

в) Степени окисления кислорода и азота равны -2 и х соответственно. Учитывая, что заряд иона Решать задачи по химии
равен -1, мы делаем уравнение

Решать задачи по химии

Следовательно, x = +3, то есть степень окисления азота в ионе Решать задачи по химии
равно +3.

Задание: Определить валентность и степень окисления углерода в соединениях Решать задачи по химии
, Решать задачи по химии
, Решать задачи по химии
.

Решение:

Из структурных формул этих соединений Решать задачи по химии
, Решать задачи по химии
, Решать задачи по химии
следует, что углерод в этих соединениях четырехвалентен, и его степень окисления будет равна:

Решать задачи по химии

Химическая связь

Задание: Определите, как изменяется прочность связей в ряду: HF, HCl, HBr, HI.

Решение:

Для этих двухатомных молекул прочность связи зависит от длины связи. А так как при переходе от фтора к йоду увеличивается радиус атома, то увеличивается и длина Н-галогенной связи в этом направлении, то есть прочность соединений при переходе от фтора к йоду уменьшается.

Проблема: Сера образует химические связи с калием, водородом, бромом и углеродом. Какие из связей являются наиболее и наименее полярными? Укажите, в каком направлении движется коммуникационное электронное облако.

Решение:

Используя значения относительной электроотрицательности атомов (см табл. 2.2), находим различия относительной электроотрицательности серы и атомов, образующих с ней химическую связь (значение Решать задачи по химии
):

Решать задачи по химии

Самый большой по абсолютной величине Решать задачи по химии
тем более полярна связь. В этом примере связь сера-калий SK является наиболее полярной.

Периодический закон Д. И. Менделеева

Задание: В какой группе и в какой период периодической системы элементов Д. И. Менделеева находится элемент с порядковым номером 42?

Решение:

Расположение элементов в периодической системе по строению их атомов следующее: в первом периоде 2, во втором 8, в третьем 8. Третий период заканчивается элементом с порядковым номером 18 (2 +8+8=18). В четвертом периоде 18 предметов, то есть он заканчивается предметом с порядковым номером 36. В пятом периоде также 18 предметов, поэтому предмет с порядковым номером 42 попадает в пятый период. Он занимает шестое место, поэтому находится в шестой группе. Этот элемент – молибден (Mo).

Задание: Какой из элементов, натрий или цезий, обладает более выраженными металлическими свойствами?

Решение:

Структуру электронной оболочки атомов натрия и цезия можно представить следующим образом:

Решать задачи по химии
или сокращенно Решать задачи по химии

Решать задачи по химии
либоРешать задачи по химии

Как видите, оба атома имеют по одному электрону на внешнем энергетическом уровне. Однако в атоме цезия внешний электрон расположен дальше от ядра (на шестом энергетическом уровне, а у натрия — на третьем) и поэтому легче отделяется. Поскольку металлические свойства обусловлены способностью отдавать электроны, они более выражены у цезия.

Задание: Какие соединения с водородом образуют элементы главной подгруппы VI группы? Назовите наиболее и наименее прочные из них.

Решение:

Основными подгрупповыми элементами группы VI являются р-элементы. У них 6 электронов на внешнем электронном уровне: Решать задачи по химии
. Поэтому в соединениях с водородом они имеют степень окисления -2.Формулы соединений: Решать задачи по химии
, Решать задачи по химии
, Решать задачи по химии
, Решать задачи по химии
, Решать задачи по химии
.

С увеличением порядкового номера элемента (от кислорода до полония) увеличивается радиус атома, что приводит к уменьшению прочности соединения с водородом (от Решать задачи по химии
за Решать задачи по химии
). Таким образом, из этих соединений вода является наиболее прочной Решать задачи по химии
, наименее прочный — Решать задачи по химии
.

Задание: Основываясь на месте в периодической системе, опишите химические свойства элемента с порядковым номером 23.

Решение:

По таблице Менделеева определяем, что элемент с порядковым номером 23 находится в периоде IV и в латеральной подгруппе группы V. Этот элемент – ванадий V. Электронная формула ванадия

Решать задачи по химии
или сокращенно Решать задачи по химии

Из электронной формулы делаем вывод, что ванадий является d-элементом.

Элемент может легко отдать 2 электрона с 4s-подуровня, демонстрируя степень окисления +2. При этом он образует оксид VO и гидроксид Решать задачи по химии
показ основных свойств. Ванадий не образует газообразных водородных соединений, так как находится в боковой подгруппе.

Атом ванадия также может отдавать электроны с предвнешнего d-подуровня (3 электрона) и, таким образом, проявляет высшую степень окисления +5 (численно равно номеру группы, в которой находится элемент). Оксид, соответствующий высшей степени окисления, Решать задачи по химии
. Этот оксид обладает кислотными свойствами. В виде гидроксида он соответствует нестабильной метаванадиновой кислоте Решать задачи по химии
(их соли — ванадаты — устойчивые соединения).

Вычисление скорости химической реакции химическое равновесие

Задача: Равновесие реакции 2NO + O2 <=> 2NO2 установили при таких концентрациях реагентов, моль/л С(NO) = 0,5; С(О2) = 0,7; С(NO2) = 2,1. Как изменятся скорости прямой и обратной реакций, если общее давление в системе уменьшить в 2 раза? Нарушится ли равновесие реакции? Подтвердите свой ответ расчетами.

Решение:

Равновесные концентрации

Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

Если давление уменьшить в 2 раза, концентрация всех реагентов уменьшится вдвое. Так

Решать задачи по химии

Отвечать. Скорость обратной реакции будет в 2 раза больше скорости прямой реакции. Равновесие сместится влево, то есть в сторону разложения NO2.

Задача: Смесь монооксида углерода (II) и пара, содержащая 50% СО и 50% Н2О (по объему), пропускали при 1400 К над железным катализатором. Константа равновесия реакции СО + Н2О = СО2 + Н2 равна 0,5. Рассчитайте выход продуктов и состав равновесной газовой смеси в процентах (по объему).

Решение:

Решать задачи по химии
Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

Ответ.Решать задачи по химии

Задача: Для реакции N2 + O2 -> 2NO при 2400 °C Kc = 0,0035. Рассчитайте состав равновесной смеси в объемных процентах, если исходная смесь содержит равные количества N2 и O2.

Решение:

Решать задачи по химии
Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

Равновесные концентрации соответственно:

Решать задачи по химии

Для газовРешать задачи по химии

Ответ.Решать задачи по химии

Задача: В емкости объемом 10 литров при 400°С смешали 2 г водорода и 80 г брома. При равновесии 20% брома превращается в бромистый водород. Сколько бромистого водорода останется в равновесной смеси, если исходное количество брома уменьшить в 2 раза?

Решение:

Решать задачи по химии

Решать задачи по химии
Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

Решать задачи по химии
Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

Ответ.Решать задачи по химии

Домашнее задание: Химическое равновесие реакции CO2 + H2Решать задачи по химии
СО + Н2О устанавливали при таких концентрациях реагентов, моль/лРешать задачи по химии
С(Н2О) = 14. Равновесие системы было нарушено за счет снижения концентрации Н2О до 11 моль/л. Рассчитайте новые равновесные концентрации реагентов после нарушения равновесия.

Решение:

Решать задачи по химии

Равновесные концентрацииРешать задачи по химии

Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

Равновесные концентрацииРешать задачи по химии

Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

Отвечать.Решать задачи по химии

Задача: Химическое равновесие реакции Решать задачи по химии
устанавливается в таких концентрациях реагентов, моль/л: С(Решать задачи по химии
) = 10; С(СО)=2; С (Решать задачи по химии
) = 4. К равновесной системе добавляли хлор в количестве 4 моль/л. Определите новые равновесные концентрации реагентов после нарушения равновесия.

Решать задачи по химии

Отвечать:Решать задачи по химии

Задача: Состав реакционной смеси (%) на момент установления равновесия реакции Решать задачи по химии
объем был следующим: Решать задачи по химии
Находить Решать задачи по химии
дРешать задачи по химии
для этой реакции, если полное давление в системе при данной температуре (2273 К) равно 1,0133*105 Па.

Решение:

Я иду пешком

Решать задачи по химии

Решать задачи по химии

кудаРешать задачи по химии
= 3-2 = 1; Решать задачи по химии
— разница между количеством молей газообразных продуктов реакции и газообразных исходных материалов;

Решать задачи по химии

Второй способ

Решать задачи по химии

Ответ.Решать задачи по химии

Нахождение формулы вещества из результатов анализа

Задание: Определите формулу вещества, содержащего 40 % кальция, 12 % углерода и 48 % кислорода.

Решение:

Обозначим количество молей атомарного кальция в 1 моле вещества через x, углерода — через y, кислорода — через z. Формула вещества будет Решать задачи по химии
В 100 г этого вещества содержится 40 г Са, 12 г С и 48 г О. Молярные массы атомов: кальция 40 г/моль, углерода 12 г/моль, кислорода 16 г/моль. Если разделить массы всех элементов на молярные массы их атомов, то получим отношение числа молей атомов в соединении:

Решать задачи по химии

Формула соединения CaCO3.

Задача: Вещество содержит 20% водорода и 80% углерода. Определите формулу этого вещества, если его молярная масса равна 30 г/моль.

Решение:

Представим формулу вещества в виде Решать задачи по химии
, где x и y – количество молей атомарных C и H в 1 моле вещества. Молярные массы те же: углерод 12 г/моль, водород 1 г/моль в 100г Решать задачи по химии
содержит 80 г C и 20 г N. Находим связь x и y:

Решать задачи по химии

Приняв 20/3 за единицу, получим х:у=1:3, откуда

у = Zx. (а)

Зная, что молярная масса соединения равна 30 г/моль, можно написать

12х + у = 30. (б)

Из системы уравнений (а) и (б) получаем х = 2, у = 6. Следовательно, составная формула Решать задачи по химии

Задача: При полном сгорании соединения серы с водородом образовалось 3,6 г воды и 12,8 г оксида серы (IV). Определите формулу исходного соединения.

Решение:

Представим формулу соединения в виде Решать задачи по химии
, где x – количество молей атомов H, а y – количество молей атомов серы, содержащихся в 1 моле вещества. Для решения задачи определяем молярные массы: воды 18 г/моль, оксида серы (IV) 64 г/моль, атомов Н 1 г/моль, атомов серы 32 г/моль. На основании формул продуктов сгорания и молярных масс получаем, что 1Решать задачи по химии
18 г = 18 г Решать задачи по химии
можно получить из 2 • 1 г = 2 г H:

Решать задачи по химии

Формируем соотношение: 18_2=3,6:х, откуда

Решать задачи по химии

Точно так же 1Решать задачи по химии
64 грамма = 64 грамма Решать задачи по химии
можно получить от 1Решать задачи по химии
32 г = 32 г S:

Решать задачи по химии

Формируем соотношение: 64_32=12,8:и,откуда

Решать задачи по химии

Таким образом, исходное соединение содержало 0,4 г водорода и 6,4 г серы. Разделив массы водорода и серы на молярные массы их атомов, получим отношение числа молей атомов H и S:

Решать задачи по химии

Формула исходного соединения Решать задачи по химии

Строение электронных оболочек атомов

Задание: Напишите электронную формулу элемента, атом которого содержит электрон на подуровне 3d. В каком периоде, группе и подгруппе он расположен и как называется этот элемент?

Решение:

Согласно шкале энергий (см п. 2.7 и рис. 2.3) подуровень СР заполняется после заполнения подуровня СР Решать задачи по химии:

Решать задачи по химии

либо

Решать задачи по химии.

Общее количество электронов в атоме, определяющее атомный номер элемента в периодической системе, равно 21. Это скандий. Из электронной формулы видно, что этот элемент находится в периоде IV, третьей группе (три валентных электрона Решать задачи по химии
), побочная подгруппа (элемент семейства d).

Задание: Составьте электронную формулу и сокращенную электронную формулу элемента с порядковым номером 20. Покажите распределение электронов в квантовых ячейках (орбиталях).

Решение:

На основании порядкового номера делаем вывод: в атоме 20 электронов. Этот элемент – кальций. Электронная формула по принципу наименьшей энергии (см п. 2.7) имеет вид

Решать задачи по химии

Более компактное написание электронной формулы, называемое краткой электронной формулой, будет

Решать задачи по химии

В нем его часть, соответствующая электронным уровням, заполненным инертным газом, обозначена его символом (в скобках), а остальные электроны представлены рядом с ним.

Электронная формула атома кальция соответствует следующему распределению электронов по орбитам:

Решать задачи по химии

Расчеты по химическим уравнениям

Расчеты по химическим уравнениям (стехиометрические расчеты) основаны на законе сохранения массы веществ. Однако в реальных химических процессах из-за незавершенности реакции и различных потерь веществ масса образующихся продуктов часто оказывается меньше той, которая должна образоваться по закону сохранения массы веществ. Выход продукта реакции (или массовая доля выхода) — это отношение массы фактически полученного продукта, выраженное в процентах, к его массе, которая должна образоваться по теоретическому расчету, т.е

η = mp(X) • 100/m(X)

Где η – выход продукта, %; mp(X) — масса продукта X, полученного в реальном процессе; m(X) – расчетная масса вещества X.

В тех задачах, где выход продукта не указан, его принимают количественным (теоретическим), т е. η=100%.

9. Какую массу фосфора необходимо сжечь, чтобы получить оксид фосфора(V) массой 7,1 г?

Дано: m(P2O5)=7,1 г.

Найти: m(P) =?

Решение: Запишем уравнение реакции горения фосфора и упорядочим стехиометрические коэффициенты.

4Р+ 5О2 = 2Р2О5

Определить количество вещества P2O5, полученного в результате реакции.

ν(P2O5) = m(P2O5)/M(P2O5) = 7,1/142 = 0,05 мол.

Из уравнения реакции следует, что ν(P2O5)= 2•ν(P), следовательно, количество фосфористого вещества, необходимое в реакции, равно:

ν(P2O5)= 2•ν(P) = 2• 0,05= 0,1 мол.

Отсюда находим массу фосфора:

m(P) = v(P) • M(P) = 0,1 • 31 = 3,1 г.

10. Если в избытке соляной кислоты растворить 6 г магния и 6,5 г цинка, какой объем водорода, измеренный при нормальных условиях, при этом выделится?

Дано: m(Mg)=6г; m(Zn)=6,5 г; хорошо.

Найти: V(H2) =?

Решение: Запишем уравнения реакции взаимодействия магния и цинка с соляной кислотой и составим стехиометрические коэффициенты.

Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2↑

Mg + 2 HCl = MgCl2 + H2↑

Определяли количество веществ магния и цинка, прореагировавших с соляной кислотой.

ν (Mg) = m (Mg) / M (Mg) = 6/24 = 0,25 моль

ν(Zn)=m(Zn)/M(Zn)=6,5/65=0,1 мол.

Из уравнений реакции следует, что количества вещества металла и водорода равны, то есть ν(Mg) = ν(H2); ν(Zn) = ν(H2), определяем количество водорода, образующегося в результате двух реакций:

ν(N2) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1= 0,35 мол.

Рассчитаем объем водорода, выделившегося в результате реакции:

V(H2) = Vm • ν(H2) = 22,4 • 0,35 = 7,84 литра.

11. При пропускании сероводорода объемом 2,8 л (стандартные условия) через избыток раствора сульфата меди (II) образовался осадок массой 11,4 г. Определить выход продукта реакции.

Дано: V(H2S)=2,8 л; m(осадок)=11,4 г; хорошо.

Найти: η =?

Решение: Запишем уравнение реакции взаимодействия сероводорода и сульфата меди(II).

H2S + CuSO4 = CuS ↓ + H2SO4

Определите количество сероводородного вещества, участвующего в реакции.

ν(H2S) = V(H2S)/Vm = 2,8/22,4 = 0,125 мол.

Из уравнения реакции следует, что ν(H2S) = ν(СuS) = 0,125 мол. Тогда можно найти теоретическую массу CuS.

m(CuS) = v(CuS) • M(CuS) = 0,125 • 96 = 12 г.

Теперь определим выход продукта по формуле (4):

η = mp(X) • 100/m(X) = 11,4 • 100/12 = 95%.

12. Какая масса хлористого аммония образуется при взаимодействии хлористого водорода массой 7,3 г с аммиаком массой 5,1 г? Какой газ останется в избытке? Определить массу избытка.

Дано: m(HCl)=7,3 г; m(NH3)=5,1 г.

Найти: m(NH4Cl) =? м(избыток) =?

Решение: напишите уравнение реакции.

HCl + NH3 = NH4Cl

Эта задача на «избыток» и «недостаток». Рассчитываем количество хлороводорода и аммиака и определяем, какой газ избыточен.

ν(HCl) = m (HCl)/M (HCl) = 7,3/36,5 = 0,2 моль;

ν(NH3)=m(NH3)/M(NH3)=5,1/17=0,3 мол.

Аммиак в избытке, поэтому расчет ведется по недостатку, т.е по хлороводороду. Из уравнения реакции следует, что ν(HCl) = ν(NH4Cl) = 0,2 мол. Определить массу хлористого аммония.

m(NH4Cl)=ν(NH4Cl)•M(NH4Cl)=0,2*53,5=10,7 г.

Определяем, что аммиак в избытке (по количеству вещества избыток 0,1 моль). Рассчитайте массу избытка аммиака.

m (NH3) = ν (NH3) • M (NH3) = 0,1 • 17 = 1,7 г.

13. Технический карбид кальция массой 20 г обработали избытком воды с получением ацетилена, при этом при пропускании через избыток бромной воды образовался 1,1,2,2-тетрабромэтан массой 86,5 г. Определить массовую долю СаС2 в техническом карбиде.

Дано: m = 20г; m(C2H2Br4)=86,5 г.

Находим: ω(СаС2) =?

Решение: Запишем уравнения взаимодействия карбида кальция с водой и ацетилена с бромной водой и упорядочим стехиометрические коэффициенты.

СаС2 +2Н2О = Са(ОН)2 + С2Н2

C2H2 +2Br2 = C2H2Br4

Найдите количество вещества тетрабромэтан.

ν(C2H2Br4) = m(C2H2Br4)/M(C2H2Br4) = 86,5/346 = 0,25 мол.

Из уравнений реакции следует, что ν(C2H2Br4) = ν(C2H2) = ν(СаC2) = 0,25 мол. Отсюда можно найти массу чистого карбида кальция (без примесей).

m (СаС2) = ν (СаС2) • М (СаС2) = 0,25 • 64 = 16 г.

Определяли массовую долю СаС2 в техническом карбиде.

ω(CaC2) = m(CaC2)/m = 16/20 = 0,8 = 80%.

Решения. Массовая доля компонента раствора

14. Сера массой 1,8 г растворена в бензоле объемом 170 мл Плотность бензола 0,88 г/мл. Определить массовую долю серы в растворе.

Дано: V(C6H6)=170 мл; m(S) = 1,8 г; ρ(С6C6)=0,88 г/мл.

Найти: ω(S) =?

Решение: Чтобы найти массовую долю серы в растворе, необходимо вычислить массу раствора. Определите массу бензола.

m(С6C6) = ρ(С6C6) • V(C6H6) = 0,88•170 = 149,6 г.

Найдите общую массу раствора.

m (раствор) = m (С6С6) + m (S) = 149,6 + 1,8 = 151,4 г.

Рассчитайте массовую долю серы.

ω(S) = m(S)/m=1,8/151,4 = 0,0119 = 1,19 %.

15. Железный купорос FeSO4 • 7H2O массой 3,5 г растворяют в воде массой 40 г. Определите массовую долю сульфата железа(II) в полученном растворе.

Дано: m(H2O)=40 г; м(FeSO4•7H2O)=3,5г.

Найти: ω(FeSO4) =?

Решение: Найдите массу FeSO4, содержащуюся в FeSO4•7H2O. Для этого рассчитаем количество вещества FeSO4•7H2O.

ν(FeSO4•7H2O)=m(FeSO4•7H2O)/М(FeSO4•7H2O)=3,5/278=0,0125моль

Из формулы сульфата железа следует, что ν(FeSO4)= ν(FeSO4•7H2O)=0,0125 мол. Рассчитайте массу FeSO4:

m (FeSO4) = ν (FeSO4) • M (FeSO4) = 0,0125 * 152 = 1,91 г.

Учитывая, что масса раствора состоит из массы сульфата железа (3,5 г) и массы воды (40 г), вычисляем массовую долю сульфата железа в растворе.

ω(FeSO4) = m(FeSO4)/m = 1,91/43,5 = 0,044 = 4,4 %.

Задачи для автономного решения

  1. 50 г йодистого метила в гексане обработали металлическим натрием и выделили 1,12 л газа, измеренного при нормальных условиях. Определите массовую долю йодистого метила в растворе. Ответ: 28,4%.
  2. Часть спирта окислялась с образованием одноосновной карбоновой кислоты. При сжигании 13,2 г этой кислоты была получена двуокись углерода, для полной нейтрализации которой понадобилось 192 мл раствора КОН с массовой долей 28%. Плотность раствора КОН составляет 1,25 г/мл. Определите формулу спирта. Ответ: бутанол.
  3. Газ, полученный взаимодействием 9,52 г меди с 50 мл 81%-ного раствора азотной кислоты плотностью 1,45 г/мл, пропускали через 150 мл 20%-ного раствора NaOH плотностью 1,22 г/мл миллилитры Определить массовые доли растворенных веществ. Ответ: 12,5% NaOH; 6,48% NaNO3; 5,26% NaNO2.
  4. Определить объем газов, выделившихся при взрыве 10 г нитроглицерина. Ответ: 7,15 литров.
  5. Навеску органического вещества массой 4,3 г сжигали в кислороде. Продуктами реакции являются окись углерода (IV) объемом 6,72 л (нормальные условия) и вода массой 6,3 г. Плотность паров исходного вещества по водороду равна 43. Определите формулу вещества. Ответ: C6H14.

Советы по самостоятельному решению задач по химии

Вот несколько советов, которые, я очень надеюсь, помогут вам справиться с этой непростой задачей.

  • Первое и самое главное – это ваше желание, ваш труд и усердие. Ставьте цель и не сдавайтесь!
  • Второе – это теоретические знания, без которых вы просто не сможете правильно написать даже самую простую формулу соединения, не говоря уже об уравнениях реакций между ними. Здесь важно научиться «читать» таблицу Менделеева — самую большую открытую шпаргалку, на которой можно найти информацию о свойствах элементов и соединениях, которые они образуют.
  • Сама задача. Внимательно прочитайте условие задачи по химии и кратко запишите все известные факты, а также то, что необходимо найти (иногда даже это вызывает определенные затруднения). При этом мы четко следуем выбранному алгоритму решения химических задач.
Оцените статью
Adblock
detector