Контрольная работа № 1

Т е м а I

Атомно-молекулярное учение основные понятия и законы химии

9. Дайте определения понятий «атомная единица массы», «относительная атомная масса», «относительная молекулярная масса», «молярная масса». Запишите математическое выражение объединенного газового закона и объясните его суть.

а) Определите эквивалент и рассчитайте молярную массу эквивалента Н₃РО₄, если эта кислота массой 9,8 г прореагировала с гидроксидом калия массой 5,6 г; массой 11,2 г;  массой 16,8 г. Напишите уравнения соответствующих реакций.

б) Назовите следующие вещества: Tl₂Cr₂O₇, Cd₂SiO₄, Fe(HSO₄)₂, (CuOH)₃PO₄, HClO₂ .

Ответ:

Постоянная атомной массы (m_u, u) – физическая величина, численно равная одной двенадцатой массы атома :

1 а.е.м. = .

.

Раньше эту величину называли «атомная единица массы» (а. е. м) или «углеродная единица» (у. е.). В биологической литературе встречается ещё одно устаревшее название этой величины – «Дальтон» (Dа).

Относительная атомная масса элемента A_r(Э) – величина, равная отношению средней массы атомов данного элемента к m_u:

Относительная атомная масса является одной из главных характеристик химического элемента и приводится в таблице Периодической системе под символом элемента.

Относительная молекулярная масса (M_r) – величина, равная отношению средней массы молекул или формульных единиц данного вещества к m_u.

Например, относительная молекулярная масса воды равна:

Значение относительной молекулярной массы можно найти, исходя из значений относительных атомных масс, например:

M_r(H₂O) = 2 ∙ A_r(H) + A_r(O) = 2 ∙ 1,0079 + 15,9994 = 18,0152.

Молярная масса вещества (М) – физическая величина, равная отношению массы данного вещества Х к его химическому количеству:

Единицы молярной массы – г/моль.

Физический смысл молярной массы: она численно равна массе вещества, взятого в количестве 1 моль.

Числовые значения молярных масс всех сложных веществ и простых веществ молекулярного строения совпадают с соответствующими числовыми значениями относительных молекулярных масс, например:

М_r(Н₂О) = 18,015 и М(Н₂О) = 18,015 г/моль;

M_r(CuSO₄ ∙ 5H₂O) = 249,681 и M(CuSO₄ ∙ 5H₂O) = 249,681 г/моль.

Значения молярных масс простых веществ немолекулярного строения численно равны соответствующим значениям относительных атомных масс, например: A_r(Si) = 28,085 и М(Si) = 28,085 г/моль.

Объединённый газовый закон (уравнение Клапейрона): «Произведение давления данной порции газа и его объёма, отнесённое к абсолютной температуре газа, есть величина постоянная».

Математическое выражение закона:

,

где V₁ – объём газа при давлении р₁ и температуре Т₁, а V₂ – объём газа при давлении р₂ и температуре Т₂.

При решении задач данное уравнение часто используется для расчёта объёма газа (V_o) при нормальных условиях (р_о,Т_о) если известно значение объёма (V₁) при других условиях (p₁, T₁):

, откуда следует, что .

а) Определите эквивалент и рассчитайте молярную массу эквивалента Н₃РО₄, если эта кислота массой 9,8 г прореагировала с гидроксидом калия массой 5,6 г; массой 11,2 г;  массой 16,8 г. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Решение:

Закон эквивалентов: вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам, или массы (объемы) реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентным массам (объемам).

По закону эквивалентов:

m(Н₃РО₄) m(КОН)

=

М(1/z Н₃РО₄) М(1/z КОН)

Выразим молярную массу эквивалента ортофосфорной кислоты:

m (Н₃РО₄)∙ М(1/z КОН)

М(1/z Н₃РО₄) =

m (КОН)

Число эквивалентности z для КОН равно 1, так как калий проявляет постоянную валентность I, поэтому фактор эквивалентности 1/z гидроксида калия равен 1, следовательно,

М(1/z КОН) = М(КОН) = 56 г/моль.

1) Вычислим молярную массу эквивалента Н₃РО₄, если m(КОН) = 11,2 г.

9,8 ∙ 56

М(1/z Н₃РО₄) = = 98 г/моль

5,6

Молярная масса эквивалента кислоты рассчитывается по формуле:

1

М(1/z Н₃РО₄) = ∙ M(Н₃РО₄)

z

М(Н₃РО₄) = 98 г/моль.

Так как М(1/z Н₃РО₄) = М(Н₃РО₄), тогда 1/z = 1, то эквивалент ортофосфорной кислоты 1 Н₃РО₄.

Реакция протекает следующим образом:

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O

2. Вычислим молярную массу эквивалента Н₃РО₄, если m(КОН) = 11,2 г.

9,8 ∙ 56

М(1/z Н₃РО₄) = = 49 г/моль

11,2

Так как М(1/z Н₃РО₄) = ½ М(Н₃РО₄), тогда 1/z = ½ , то эквивалент ортофосфорной кислоты ½ Н₃РО₄.

2. Вычислим молярную массу эквивалента Н₃РО₄, если m(КОН) = 16,8 г.

9,8 ∙ 56

М(1/z Н₃РО₄) = = 32,67 г/моль

16,8

М( Н₃РО₄) 98

= = 3

М(1/z Н₃РО₄) 32,67

Так как М(1/z Н₃РО₄) = 1/3 М(Н₃РО₄), тогда 1/z = 1/3 , то эквивалент ортофосфорной кислоты 1/3 Н₃РО₄.

Ответ: 1) М(1/z Н₃РО₄) = 98 г/моль;1 Н₃РО₄; 2) М(1/z Н₃РО₄) = 49 г/моль; ½ Н₃РО₄;

3) М(1/z Н₃РО₄) = 32,67 г/моль; 1/3 Н₃РО₄.

б) Назовите следующие вещества: Tl₂Cr₂O₇, Cd₂SiO₄, Fe(HSO₄)₂, (CuOH)₃PO₄, HClO₂ .

Tl₂Cr₂O₇ – дихромат таллия (I);

Cd₂SiO₄ ортосиликат кадмия;

Fe(HSO₄)₂ – гидросульфат железа (II);

(CuOH)₃PO₄ – ортофосфат гидроксомеди (II);

HClO₂  - хлористая кислота.

Т е м а II