Федеральное агентство морского и речного транспорта

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского»

В.Я. Шапкина, г.П. Щетинина, н.В.Петроченкова

СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ

ПО ХИМИИ

Рекомендовано методическим советом

Морского государственного университета им. адм. Г.И. Невельского

в качестве учебного пособия для всех технических специальностей

Владивосток

2008

Позиция № 158

в плане издания

учебной литературы

МГУ на 2008 г.

Валерия Яковлевна Шапкина Галина Павловна Щетинина

Наталья Владимировна Петроченкова

СБОРНИК ЗАДАЧ И УПРАЖНЕНИЙ ПО ХИМИИ

Учебное пособие

Лицензия ЛР № 021060 от 19.06.96

7,5 уч.-изд. л. Формат 60 x 84 ¹/₁₆

Тираж 220 экз. Заказ №

Отпечатано в типографии ипк мгу им. Адм. Г.И. Невельского

Владивосток, 59, ул. Верхнепортовая, 50а

УДК 54 (076)

Шапкина В.Я., Щетинина Г.П., Петроченкова Н. В. Сборник задач и упражнений по общей химии:[Текст]: учеб. пособие. – Владивосток: МГУ им. адм. Г.И.Невельского, 2008. – 121 с.

Сборник содержит задачи и упражнения по основным разделам, соответствующим программе курса химии. Цель пособия – привить навыки к самостоятельному применению теории при решении задач. В начале каждого раздела приведены примеры решения типовых задач.

Рассчитано на студентов и курсантов первого курса МГУ им. адм. Г.И.Невельского

Ил. 2, табл. 8, библиогр. 7 назв.

Рецензент:

Т.А. Калинина, канд. хим. наук, доцент

зав. каф. химии ДВГТУ

ISBN 5-8343-0043-X © Шапкина В.Я., Щетинина Г.П.,

Петроченкова Н.В.

© Морской государственный университет

им. адм. Г.И. Невельского, 2008

Раздел 1. Важнейшие понятия и законы химии

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ХИМИИ

Важнейшей частью современного естествознания является химия – наука о веществах, их свойствах и превращениях их друг в друга.

Все химические вещества состоят из частиц; химические превращения связывают прежде всего с такими частицами, как атом, молекула, ядро, протон, нейтрон, электрон, ионы, радикалы.

Атом – это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Атом – это наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства.

Совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра называется химическим элементом. Атомы данного элемента характеризуются одинаковыми свойствами.

Молекула – это наименьшая электронейтральная частица вещества, способная к самостоятельному существованию, обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из одинаковых или различных атомов.

Молекулы могут содержать атомы только одного элемента, такие вещества называются простыми веществами (Br₂ – бром, O₃ – озон, Р₄ – белый фосфор). Вещества, молекулы которых состоят из атомов разных элементов, связанных между собой постоянными (стехиометрическими) соотношениями, называются сложными веществами (Н₂О – вода, Н₃РО₄ – фосфорная кислота, С₁₂Н₂₂О₁₁ – сахароза).

Массы атомов и молекул, из которых построены вещества, чрезвычайно малы, поэтому удобнее использовать относительные массы атомов и молекул.

Относительная атомная масса (A_r) – это число, показывающее, во сколько раз масса данного атома больше 1/12 части массы атома изотопа углерода ¹²С.

Относительная молекулярная масса (M_r) – это число, показывающее, во сколько раз масса молекулы этого вещества больше 1/12 части массы атома изотопа углерода ¹²С.

Таким образом, мерой относительных атомных и молекулярных масс избрана 1/12 часть массы атома изотопа углерода ¹²С, которая называется атомной единицей массы (а.е.м.).

Одной из важных величин в химии является количество вещества, единицей измерения которого является моль.

Моль – это количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов), сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода ¹²С. Количество вещества обозначается ν.

Данная масса углерода содержит 6,02∙10²³ атомов углерода. Следовательно, 1 моль любого вещества содержит 6,02∙10²³ структурных единиц (атомов, молекул, ионов, электронов). Число частиц 6,02∙10²³ называется числом Авогадро (N_A). Число частиц N (атомов, молекул) в данном количестве вещества (ν) определяется по формуле N = N_А∙ν.

Массу 1 моля вещества называют молярной массой (М). Молярная масса, выраженная в г/моль, равна относительной молекулярной массе вещества

М (г/моль) = M_r.

Связь между молярной массой вещества (М) и количеством этого вещества (ν) определяется следующей зависимостью: , где m – масса вещества, г.

Пример 1. Рассчитайте относительную молекулярную массу вещества H₂SO₄, Al₂(SO₄)₃.

Решение. М_r(H₂SO₄) = 2∙A_r(H) + 1∙A_r(S) + 4∙A_r(O) = 2 ∙1 + 1∙32 + 4 ∙16 = 98 a.e.м.

М_r(Al₂(SO₄)₃)= 2∙A_r(Al) + 3∙A_r(S) + 3 ∙ 4∙A_r(O) = 2∙27 + 3∙32 + 12∙16 = 342 a.e.м.

Пример 2. Какое количество вещества содержится в 15 г оксида углерода (IV)?

Решение. Рассчитаем молярную массу оксида углерода (IV) СО₂:

М(СО₂) = М_r(СО₂) = A_r(С) + 2A_r(О)

М(СО₂) = 12 + 2 ∙ 16 = 44 г/моль.

Определяем количество вещества оксида углерода (IV):

ν(СО₂) === 0,34 моль

Пример 3. Определите массу гидроксида натрия, если количество вещества равно 0,5 моль.

Решение. Рассчитаем молярную массу гидроксида натрия NaOH:

М(NaOH) = М_r(NaOH) = A_r(Na) + A_r(О) + A_r(H)

М(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.

Определяем массу 0,5 моль NaOH:

m(NaOH) = ν(NaOH) ∙ M(NaOH) = 0,5 моль ∙ 40 г/моль = 20 г.

ЗАДАЧИ

1. Определите относительные молекулярные массы следующих веществ:

оксида кремния (IV), угольной кислоты, гидроксида железа (III), нитрата кальция.

2. Определите количество вещества сероводорода H₂S, содержащееся в 15 г H₂S.

3. Определите количество вещества, содержащееся в 10 г серной кислоты.

4. Определите количество вещества брома Br₂, содержащееся в молекулярном броме массой 12,8 г.

5. Определите количество вещества, содержащееся в 12 г оксида серы (IV).

6. Определите массу иода I₂ количеством вещества 0,8 моль.

7. Какую массу имеет соляная кислота, если количество этого вещества равно 2 моль?

8. Определите массу карбоната натрия количеством вещества 0,25 моль.

9. Какую массу имеет хлорид железа (II), если количество этого вещества равно 1,5 моль?