Тема 2. Основные понятия и законы химии

Цели, задачи:

На фактическом уровне получения знаний:

1. Основные положения атомно-молекулярного учения;

2. Основные стехиометрические законы и законы идеальных газов;

3. Понятия эквивалента и фактора эквивалентности;

4. Закон эквивалентов.

На операционном уровне получения знаний:

Обучить студента:

1. Рассчитывать молярную массу и количества вещества;

2. Определять молярные массы эквивалентов простых и сложных веществ, участвующих в кислотно-основных и окислительно-восстановительных реакциях;

3. Определять молярные объемы эквивалентов газов, участвующих в кислотно-основных и окислительно-восстановительных реакциях;

4. Проводить рассчеты по химическим уравнениям, используя основные стехиометрические и газовые законы.

На аналитическом уровне получения знаний:

Обучить студента:

Использовать современные представления атомно-молекулярного учения для решения комплексных расчетных задач, сформулированных с учетом проблем, соответствующих будущей специальности студента.

Фактический материал:

I. Основные положения атомно-молекулярного учения. Понятия химического элемента, атома, молекулы. Химические формулы вещества: эмпирическая, молекулярная, графическая, структурная, пространственная. Простые и сложные вещества. Аллотропия. Абсолютные массы атомов и молекул. Относительная атомная масса. Относительная молекулярная масса. Количество вещества. Моль – единица измерения количества вещества. Молярная масса вещества. Расчеты по химическим уравнениям.

II. Основные стехиометрические законы. Закон сохранения массы вещества. Закон постоянства состава вещества. Закон объемных отношений. Объединенный газовый закон. Закон Авогадро и следствия из него. Абсолютная и относительная плотность газов. Понятие нормальных условий для газов. Молярный объем газов. Число Авогадро. Уравнение Клапейрона – Менделеева. Универсальная газовая постоянная.

III. Понятия эквивалента, фактора эквивалентности, молярной массы эквивалента, молярного объема эквивалента вещества. Нахождение молярных масс эквивалентов и молярных объемов эквивалентов простых и сложных веществ в кислотно-основных и окислительно-восстановительных реакциях. Закон эквивалентов и его практическое использование.

Выводы по теме:

1. Все вещества состоят из атомов. Состав и строение молекул определяют состояние вещества при выбранных условиях и его свойства. При химических явлениях молекулы разрушаются, но атомы сохраняются.

2. Расчеты количественных соотношений между элементами в соединениях или между веществами в химических реакциях называются стехиометрическими расчетами. В основе их лежат законы сохранения массы, постоянства состава, кратных отношений, а также газовые законы.

Вопросы для самопроверки:

1.Что является предметом изучения химии? Дать наиболее развернутое определение химии как науки. Выбрать любую из современных технологий и показать, какие химические процессы используются в этой технологии.

2. Дать определение понятий: а) химический элемент, атом, молекула; б) простое и сложное вещество; в) относительные атомная и молекулярная массы. Определить связь между понятиями « химический элемент» и « простое вещество». Применить эти понятия к молекулам О₂и О₃.

3. Указать различия гомогенной смеси и химического соединения. Какие методы позволяют установить, является ли сложное вещество смесью более простых веществ или соединением?

4. Проиллюстрировать закон кратных отношений на примере оксидов азота, если по результатам химического анализа их проб установлены следующие массы элементов:

а) 18,662 г Nи 10,672 г О;

б) 1,260 г Nи 1,440 г О.

Составить эмпирические формулы соответствующих оксидов азота.

5. Какие параметры определяют физическое состояние газа, и какие условия состояния газа называют нормальными? Привести формулировки газовых законов и их математические выражения. Универсальная газовая постоянная, единицы измерения, области использования.

6. Что называют парциальным давлением газа? Сформулировать закон парциальных давлений Дальтона.

7. Привести определения эквивалента и фактора эквивалентности. Значения фактора эквивалентности для элементов, кислот, оснований, оксидов и солей, для веществ в окислительно-восстановительных реакциях.

8. Определить молярные массы эквивалентов веществ, участвующих в следующих реакциях:

а) Н₃РО₄+ 3NaOH=K₃PO₄+ 3H₂O;

б) 4 Аl+ 3O₂= 2Al₂O₃ .