Тема 1. Основные понятия и законы химии. Количественные отношения в химии

Химия - наука, изучающая процессы превращения веществ, сопровождающиеся изменением состава и структуры, а также взаимные переходы между этими процессами и другими формами движения материи.

Все количественные расчеты в химии производят в соответствии со стехиометрическими законами. На основании закона постоянства состава составляют химические формулы. На основании закона сохранения массы веществ расставляют коэффициенты в уравнениях реакций.

Пример 1: Вычислите массовые доли элементов в ортофосфате магния.

Д ано: Mg3(PO4)2 ____________ ω(Mg) - ? ω(Р) - ? ω(О) - ?

Решение: Определим по ПС молярную массу Mg3(PO4)2 М = 3∙24 + 2∙31 + 8∙16 = 262 г/моль Определим массовую долю магния: или (27,48 %) Определим массовую долю фосфора: или (23,66 %) Определим массовую долю кислорода: или (48,86 %) массовую долю кислорода можно рассчитать иначе: ω(О) = 100 % - (27,48 % + 23,66 %) = 48,86 %), так как сумма всех массовых долей элементов в сложном веществе составляет 100%. Ответ: массовые доли элементов в Mg3(PO4)2 равны: ω(Mg) = 27,48 %; ω(Р) = 23,66 %; ω(О) = 48,86 %.

Пример 2: Какая масса серной кислоты потребуется для полной нейтрализации 120 г гидроксида натрия?

Д ано: m(NaОН) = 120 г M(Н2SО4) = 98 г/моль М(КОН) = 56 г/моль m(Н2SО4) = ?

Решение: Составим уравнение реакции нейтрализации 120 г х г 2NaОН + Н2SО4 = Na2SО4 + 2Н2О 2 моль 1 моль 2) Определим количество вещества гидроксида натрия (моль) По уравнению ν(NaОН) : ν(Н2SО4) = 2 : 1 => ν(Н2SО4) = ½·ν(NaОН) = ½·3 = 1,5 (моль) Определим массу серной кислоты m(Н2SО4) = ν(Н2SО4)·М(Н2SО4) = = 1,5 моль·98 г/моль = 147 г Ответ: для полной нейтрализации 120 г гидроксида натрия потребуется 147 г серной кислоты.

Пример 3: Какой объем водорода (н.у.) необходим для получения 60 л аммиака?

Задания для самостоятельной работы:

1. Вычислите молярные массы соединений: Ва₃(РO₄)₂, Sn(ОН)₄, I₂O₅, Pb(NO₂)₂, Са(ClO₃)₂, Na₂Cr₂O₇, ZnOHNO₃, CuCl₂, Аl₂(SO₄)₃, H₃AsO₄, SnSO₃, PН₃, О₃, As₂S₃, H₂O₂.

2. Рассчитайте массовые доли элементов в нитрате меди (II).

3. Определите массу 0,25 моль карбоната натрия.

4. Определите массу одной молекулы брома.

5. Какой объем занимают 96 г озона?

6. Сколько атомов содержится в 20,8 г хрома?

7. Какой объем водорода (н.у.) выделится при действии цинка массой 32,5 г на избыток серной кислоты?

8. Какие объемы (н.у.) кислорода и сернистого газа (SO₂) необходимы для получения серного ангидрида (SO₃)?

9. К раствору, содержащему 20 г нитрата серебра (I), прилили раствор, содержащий 5,85 г хлорида натрия. Определите массу осадка, если выход продукта реакции равен 95%.

10. При действии соляной кислоты на 44,8 г неизвестного металла образуется хлорид металла (II) и выделяется 17,92 л газа (н.у.). Определить, какой металл вступил в данную реакцию.