1. Кипение воды протекает без изменения химического состава веществ - это фазовый переход воды из жидкого состояния в газообразное, т.е. физический процесс. Ржавление железа - это химическая реакция, так как изменяется химический состав веществ: 2Fe+ 2H2O+O2= 2Fe(OH)2.
2.Фильтрование воды является физическим процессом, т.к. протекает без изменения химического состава веществ. Горение дерева - химический процесс, т.к. протекает с изменением химического состава веществ: С + О2= СО2.
3.Свечение электролампы является физическим процессом, т.к. протекает без изменения химического состава веществ. Проявление фотопленки - химический процесс, т.к. протекает с изменением химического состава веществ.
4.Дистиллированная вода является химическим соединением, т.к. состоит из одного сорта молекул: Н2О, а воздух - это смесь химических соединений, т.к. состоит из различных молекул: О2,N2,He,CO2, и т.п.
5.Стекло является химическим соединением, т.к. состоит из одного сорта молекул:SiO2, а нефть - это смесь химических соединений, т.к. состоит из различных молекул (предельные и непредельные углеводороды, ароматические и т.п.)
6. Гидроксид натрия (NaOH) является химическим соединением, т.к. состоит из одного сорта молекул, а железная руда - это смесь химических соединений, т.к. состоит из различных молекул: (Fe,FeO,Fe2O3, FeS, FeS2,Sи т.п.).
7. Мел встречается в природе, а серная кислота является продуктом химического производства:SO3+H2O=H2SO4.
8. Кварц встречается в природе, а аммиачная селитра является продуктом химического производства:NH4ОН +HNO3=NH4NO3+H2O.
9. Поваренная соль встречается в природе, а азотная кислота является продуктом химического производства:N2O5+H2O= 2HNO3.
10. В промышленности используются вода, кислород, азот, водород, метан, железо… В сельском хозяйстве используются вода, аммиачная селитра, фосфаты металлов, карбофос… В быту используются вода, хлористый натрий, пропан/бутан…
11.В природе протекают реакции: 3О2= 2О3(образование озона во время грозы), 2Fe+ 2H2O+O2= 2Fe(OH)2(ржавление железа). В промышленности проводят реакции: 3H2+N2= 2NH3(синтез аммиака),SO3+H2O=H2SO4 (синтез серной кислоты), в быту: С3Н8+ 5О2= 3СО2+ 4Н2О (горение пропана в газовой плите),Na2CO3+ 2CH3COOH= 2CH3COONa+H2O+CO2 (гашение соды уксусной кислотой).
12. Химическим элементом называется группа атомов с одинаковым зарядом ядра и электронной оболочкой. Химические элементы обозначаются двумя латинскими буквами, взятыми из полного латинского названия элемента.Al:aluminium/алюминий,At:astatium/астат, Ве:berillum/береллий,Bi:bismuthum/висмут,Fe:ferrum/железо,Ra:radium/радий,Cu:cuprum/медь, Се: cerium/церий.
13. Атом - электронейтральная частица, состоящая из ядра и вращающихся вокруг него по определенным орбитам электронов. Химический элемент - группа атомов с одинаковым зарядом ядра и электронной оболочкой.Ar:argon/аргон,Au:aurum/золото,Ag:argentum/серебро,Mg:magnesium/магний,Mn:manganum/марганец,Mo:molybdaenum/молибден,Ru:ruthenium/рутений,Re:rhenium/рений.
14.Барий Ва - металл, хлорCl- неметалл, германийGe- амфотерный металл, оловоSn- амфотерный металл, рубидийRb- металл, селенSe- неметалл.
15.БериллийBe-berillum- амфотерный металл, литийLi-lithium- металл, медьCu-cuprum- амфотерный металл, фторF-fluorum- неметалл, марганецMn-manganum- металл, ксенонXe-xenon- неметалл.
16.ТитанTi- titanium - амфотерный металл, цирконийZr-zirconium- металл, свинецPb-plumbum- амфотерный металл, сераS-sulfur- неметалл, стронцийSr-strontium- металл, азотN-nitrogenium- неметалл.
17. Простое вещество - группа атомов одного элемента, сложное вещество - группа атомов разных элементов. Сложные вещества - вода (Н2О), метан (СН4), аммиак (NH3), серная кислота(H2SO4). Простые вещества - хлор (Cl2), фосфор (P4).
18. Простое вещество - группа атомов одного элемента, сложное вещество - группа атомов разных элементов. Сложные вещества - азотная кислота (НNO3), бензол (С6Н6), гидразин (N2H4), силан (SiH4). Простые вещества - железо (Fe), углерод (C).
19.История атомно-молекулярного учения: у древних мыслителей представление об атомах возникло скорее как философское понятие. В учениях Демокрита, Лукреция материя рассматривалась состоящей из мельчайших неделимых частиц - атомов. Такие древнегреческие философы, как Платон и Аристотель материю считали непрерывной. Почти 18 веков научная мысль в Европе находилась под влиянием философских идей Платона и Аристотеля. Бойль, Лавуазье, Ломоносов создали фундамент новой химии: развили далее учение об элементах (Бойль, Лавуазье), молекулах, атомах (Ломоносов), показали, что масса является фундаментальным свойством материи и сохраняется в химических реакциях.
Джон Дальтон (1766-1844) философское понятие об атомах превратил в реальность. Атомистическая теория Дальтона, опубликованная в 1803-1807 гг., была основана на экспериментальных наблюдениях и занимает господствующее положение в науке до наших дней:
Каждый элемент состоит из мельчайших частиц - атомов
Все атомы одного элемента одинаковы. Атомы различных элементов имеют различные массы
В результате химических реакций атомы одного элемента не разрушаются, не превращаются в атомы другого элемента
Соединения образуются в результате комбинации атомов двух или нескольких элементов.
В определенном состоянии относительные количества атомов разного вида и вид этих атомов всегда постоянен
Началу современной атомистики способствовало открытие Рентгеном (1895) Х-лучей, не отклоняющихся в магнитном поле, открытие Беккерелем (1896) явления радиоактивности и др. Далее последовательно создавались модели строения атома: Дж.Дж. Томсоном (слоистая модель), Э. Резерфордом (планетарная модель), Бором (современная модель).
20.Атомно-молекулярное учение Дальтона: Каждый элемент состоит из мельчайших частиц - атомов. Все атомы одного элемента одинаковы. Атомы различных элементов имеют различные массы. В результате химических реакций атомы одного элемента не разрушаются, не превращаются в атомы другого элемента. Соединения образуются в результате комбинации атомов двух или нескольких элементов. В определенном состоянии относительные количества атомов разного вида и вид этих атомов всегда постоянен. Атом - система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронов. Молекула - нейтральная по заряду наименьшая совокупность атомов, связанных вследствие химического взаимодействия в определенном порядке, не имеющая, как правило, неспаренных электронов и способная к самостоятельному существованию. О существовании атомов и молекул свидетельствуют многочисленные спектроскопические исследования. В настоящее время методом электронной микроскопии высокого разрешения возможно прямое наблюдение атомов и молекул.
21. Закон сохранения массы: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.Закон постоянства состава: каждое химическое соединение независимо от способа его получения имеет определенный состав.Закон эквивалентов: химические соединения соединяются друг с другом в строго определенных количествах, соответствующих их химическим эквивалентам.Закон кратных отношений: если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся между собой как простые целые числа.Закон объемных отношений и закон Авогадро: Объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу, а также к объему получающихся газообразных веществ как простые целые числа. Любые газы (в том числе и простые) состоят не из атомов, а из молекул. В равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Эти законы основаны на постулатах атомно-молекулярной теории: а) в результате химических реакций атомы не разрушаются и не превращаются в атомы других элементов б) химические реакции заключаются в образовании новых веществ из тех же самых атомов, из которых состоят первоначальные вещества.
22. Закон сохранения массы: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образующихся в результате реакции.(т.е. если в реакцию вступило 2кг. веществ, то образуется 2 кг. продуктов) Закон постоянства состава: каждое химическое соединение независимо от способа его получения имеет определенный состав. (т.е. каким бы способом не получали воду, ее состав одинаков - Н2О).Закон эквивалентов: химические соединения соединяются друг с другом в строго определенных количествах, соответствующих их химическим эквивалентам.(т.е. гидроксид натрия может взаимодействовать с соляной кислотой только в соотношении 1:1, и не может ни в каких других соотношениях).Закон кратных отношений: если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся между собой как простые целые числа. (например,ClF,ClF3,ClF5,ClF7).Закон объемных отношений и закон Авогадро: Объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу, а также к объему получающихся газообразных веществ как простые целые числа. Любые газы (в том числе и простые) состоят не из атомов, а из молекул. В равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. (например, и 22,4 литра кислорода, и 22,4 л азота содержат 6,02*1023соответствующих молекул).
23. Закон постоянства состава: каждое химическое соединение независимо от способа его получения имеет определенный состав.
а) HCl+NaOH=NaCl+H2O ----NH4OH=NH3+H2O
б) 3H2 + N2 = 2NH3 ---- NH4OH = NH3 + H2O
в) СaCO3 = CaO + CO2 ---- C + O2 = CO2
Соединения ZnO,ZnS,TiO2являются соединениями переменного состава - бертоллидами (формально подчиняются закону постоянства состава, но на практике из-за множества дефектов решетки образуются в нестехиометрических соотношениях).
24.Закон кратных отношений: если два элемента образуют друг с другом несколько химических соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся между собой как простые целые числа.(N2O, NO, N2O3, N2O5). Возьмем по 1 моль каждого оксида: N2O m(N):m(O)=28:16=7:4, NO m(N):m(O)=14:16=7:8, N2O3 m(N):m(O)=28:48=7:12, N2O5 m(N):m(O)=28:80=7:20.
25. Молекула- нейтральная по заряду наименьшая совокупность атомов, связанных вследствие химического взаимодействия в определенном порядке, не имеющая, как правило, неспаренных электронов и способная к самостоятельному существованию.Формульная единица вещества- наименьшая частица вещества, отвечающая его составу. Азотная кислота -HNO3- молекула, поваренная соль -NaCl- формульная единица, углекислый газ -CO2- молекула, оксид алюминия -Al2O3- формульная единица.
26.Молекулярная структура - азотная кислотаHNO3, диоксид углеродаCO2, кислородO2. Немолекулярная структура - хлористый натрийNaCl, оксид алюминияAl2O3, сульфид цинкаZnS. Оксид углерода (II) -CO- молекула, сульфат натрия -Na2SO4- формульная единица, сахар С6Н12О6- молекула, оксид кальция - СаО - формульная единица.
27.Аллотропия - свойство вещества при одинаковом стехиометрическом составе находиться в состояниях с различными химическими и физическими свойствами. Углерод - алмаз, графит, карбин, фуллерен. Кислород - кислород, озон. Сера - сера, пластическая, моноклинная модификации. Фосфор - черный, белый, красный, Карбонат кальция - известняк, мел, мрамор.
28.Простое вещество - это набор атомов одного элемента. Согласно атомно-молекулярной теории, в результате химических реакций атомы одного элемента не разрушаются, не превращаются в атомы другого элемента. Поэтому невозможно химическим путем получить из одного простого вещества другое простое вещество.
29.Дальтониды - вещества, имеющие постоянный стехиометрический состав:HNO3,CO2,O2. Бертоллиды - вещества, имеющие переменный стехиометрический состав:ZnO,ZnS,TiO2
30.А) Смесь порошка железа и серы можно разделить нагреванием - сера при 392 К перейдет в жидкое состояние, а железо останется в твердом. Б) Медь и иод можно разделить на основании различной растворимости их в спирте: иод при обработке спиртом перейдет в раствор, а медь останется в твердом состоянии. В) Цинк из его сплава с медью можно извлечь в виде хлорида при обработке соляной кислотой, с которой медь не взаимодействует.
1.2. Атомная, молекулярная и молярная масса
31.Абсолютные массы атомов и молекул не используются в расчетах, т.к. имеют очень маленькие величины, с которыми работать не удобно. В качестве единицы массы используетсяатомная единица массы(а.е.м.), которая равна 1/12 массы изотопа углерода12С.Ar(Na) = 23 а.е.м., Mr(NaOH) = 40 а.е.м., Mr(H2SO4) = 98 а.е.м.
32. Абсолютная масса атома (молекулы) равна отношению массы атома (молекулы) к 1/12 массы изотопа углерода12С. Масса одной молекулы кислорода = 32/6.02*1023 = 5.31*10-23 г. масса одного миллиарда молекул кислорода = 5.31*10-23 * 109= 5.31*10-14г.
33. Количество вещества измеряется в химии в моль (не склоняется). Моль составляют 6.02*1023частиц. Это число называется «числом Авогадро».
34. Относительной молекулярной массойMrвещества называют отношение массы молекулы вещества к 1/12 массы изотопа углерода12С. Моль - это такое количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов и т.п.), сколько их содержится в 1/12 массы изотопа углерода12С. Молярная масса - масса одного моль вещества. М(СаО) = 56 г/моль, М(СаСО3) = 100 г/моль, М(Са(ОН)2) = 74 г/моль.
35. Моль - единица измерения количества вещества в химии. Моль - это такое количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов и т.п.), сколько их содержится в 1/12 массы изотопа углерода12С. Постоянная АвогадроNa= 6.02*1023. Молярная масса - масса одного моль вещества. М(СО2) = 44 г/моль, М(HNО3) = 63 г/моль, М(Н2SO4) = 98 г/моль, М(NH3) = 17 г/моль.
36.Простое вещество - группа атомов одного элемента, сложное вещество - группа атомов разных элементов. Сложные вещества - вода (Н2О - 18 г/моль), метан (СН4 - 16 г/моль), аммиак (NH3 - 17 г/моль), серная кислота(H2SO4 - 98 г/моль). Простые вещества - хлор (Cl2 - 71 г/моль), кальций (Ca- 40 г/моль).
37.Относительная молярная масса молекулы равна сумме относительных молярных масс атомов, входящих в ее состав, умноженных на стехиометрические коэффициенты: что объясняет первый расчет. Молярная масса молекулы равна сумме молярных масс атомов, входящих в ее состав, умноженных на стехиометрические коэффициенты: что объясняет второй расчет.
38.Моль - единица измерения количества вещества в химии. Моль - это такое количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов и т.п.), сколько их содержится в 1/12 массы изотопа углерода12С -Na= 6.02*1023(число Авогадро). Молярная масса - масса одного моль вещества. Из этих определений видно, что, несмотря на различную массу, один моль любого вещества содержит одинаковое число частиц. Один моль хлораCl2весит 75 г, один моль хлороводородаHClвесит 36,5 г, один моль хлороводородной кислотыHClOвесит 52,5 г, но все эти количества содержат 6.02*1023частиц.
39. Для азотаа)масса одной молекулыm(N2) =M(N2)/Na= 28/6.02*1023= 4.65*10-23г.б)Молекулярная масса азота = 28 а.е.м.в)Молярная масса азота = 28 г.г) В одном грамме азота содержится = 1/4.65*10-23= 2.15*1022молекул. В 14 граммах азота содержится = 14/4.65*10-23= 3.01*1023молекул. В 28 граммах азота содержится = 28/4.65*1023= 6.02*1023молекул.
40. Масса одной молекулы воды = М(Н2О)/Na= 18/6.02*1023= 2.99*10-23г. В 0.1 грамме воды содержится 0.1/2.99*10-23= 3.34*1021молекул. Если отсчитывать по одной молекуле в секунду, то потребуется 3.34*1021/(60*60*24*365) = 1.06*1014лет.
41.В одном килограмме иода содержитсяm(I2)/M(I2)*Na= 1000*6.02*1023/254 = 2,37*1024молекул. Если отсчитывать по одной молекуле в секунду, то потребуется 2,37*1024/(60*60*24*365) = 7.52*1016лет.
42. Постоянная Авогадро (Na= 6.02*1023) равно количеству изотопов углерода12С, содержащихся в 12 г. этого вещества. Это же количество частиц содержит любое вещество в количество 1 моль. А. Авогадро является одним из основоположников атомно-молекулярного учения - ему принадлежит открытие известного газового закона: В равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул.
43.Число АвогадроNa= 6.0224*1023. Число Авогадро было определено при помощи спектроскопических методов. Число Авогадро равно количеству изотопов углерода12С, содержащихся в 12 г. этого вещества.
44.а)1 г. H2 n(H2) =m/M= 1/2 = 0.5 моль.
б) 4 кг. NaOH n(NaOH) =m/M= 4000/40 = 100 моль
в) 135 г. Aln(Al) =m/M= 135/27 = 5 моль
45.а)0.8 кг. CuO n(CuO) =m/M= 800/80 = 10 моль.
б) 220 кг. Na2CO3 n(Na2CO3) = m/M = 220000/106 = 2075,5 моль
в) 56 г. KOHn(KOH) =m/M= 56/56 = 1 моль
46. а) 9.8 г. H2SO4 n(H2SO4) = m/M = 9.8/98 = 0.1 моль.
б) 98 г. H3PO4 n(H3PO4) = m/M = 98/98 = 1 моль
в) 160 г. O2n(O2) =m/M= 160/32 = 5 моль
47.а)1000 моль H2 m(H2) =n*M= 1000*2 = 2000 г.
б) 10 моль NaCl m(NaCl) =n*M= 10*58,5 = 585 г
в) 200 моль NH3m(NH3) =n*M= 200*17 = 3400 г.
48. а)5 моль Ar m(Ar) =n*M= 5*40 = 200 г.
б) 1 моль Fe m(Fe) =n*M= 1*56 = 56 г
в) 0.1 моль Aum(Au) =n*M= 0.1*197 = 19.7 г.
49.а)50 моль Mg m(Mg) =n*M= 50*24 = 1200 г.
б) 10 моль Br2 m(Br2) =n*M= 10*160 = 1600 г
в) 0.1 моль KMnO4 m(KMnO4) =n*M= 0.1*158 = 15.8 г.
50. Поскольку молярная масса гидроксида натрия меньше, чем у гидроксида калия, то в 1 кг.NaOHсодержится больше молекул, чем в 1 кг.KOH. Число частицN=n*Na= (m*Na)/M
В
раза
больше частиц вNaOH, чем вKOH.
51. Поскольку молярная массаHNO3меньше, чем уH2SO4, то в 1 кг.HNO3содержится больше молекул, чем в 1 кг.H2SO4. Число частицN=n*Na= (m*Na)/M
В
раза
больше частиц вHNO3,
чем вH2SO4
52. Пусть m(H2) = m(N2) = m(CO2)=1.
Т.к. количество вещества n = m/M, тоn(H2) :n(N2) :n(CO2) = 1/2 : 1/28 : 1/44 = 1 : 1/14 : 1/22.
Т.к. число молекул N = n*Na, тоN(H2) :N(N2) :N(CO2) = 1*6.02*1023: 1/14*6.02*1023: 1/22*6.02*1023= 1 : 1/14 : 1/22.
53. a) n(NaNO3) = 5 моль. n(N) = n(NaNO3) = 5 моль. m(N) = n*M = 5*14 = 70г.
б) n(NH4NO3) = 5 моль. n(N) = 2n(NH4NO3) = 10 моль. m(N) = n*M = 10*14 = 140г.
54.V(H2O) = 3 литра. Следовательно,m(H2О) = 3 кг.n(H2O) =m/M= 3000/18 = 166.67 моль. Поскольку 1 моль любого вещества содержит одинаковое количество частиц, то 166.67 моль воды и 166.67 моль сероуглерода содержат равное количество частиц:n(CS2) = 166.67 моль.m(CS2) =n*M= 166.67*76 = 12666.7 г.
55.V(H2O) = 2 литра. Следовательно,m(H2О) = 2 кг.n(H2O) =m/M= 2000/18 = 111.11 моль. Поскольку 1 моль любого вещества содержит 6.02*1023частиц, то человек ежедневно потребляет 111.11*6.02*1023= 6.69*1025частиц.
56.m(Sx) = 4.25*10-22г. Сера состоит из х = (4.25*10-22* 6.02*1023)/Ar(S) = 255/32 = 8 атомов, где 6.02*1023- число Авогадро, Ar(S) - относительная атомная масса серы.
57.m(Рx) = 2.056*10-22г. Фосфор состоит из х = (2.056*10-22* 6.02*1023)/Ar(Р) = 124/31 = 4 атомов, где 6.02*1023- число Авогадро, Ar(Р) - относительная атомная масса фосфора.
58.m(Оx) = 8*10-23г. Озон состоит из х = (8*10-23* 6.02*1023)/Ar(О) = 48/16 = 3 атомов, где 6.02*1023- число Авогадро, Ar(О) - относительная атомная масса кислорода.
59. m(Na2CO3*x(H2O)) = 14.3 г., m(Na2CO3) = 5.3 г.
а) Найдем количество безводного карбоната натрия: n(Na2CO3) =m/M= 5.3/106 = 0.05 моль. б) Масса воды равнаm(H2O) =m(Na2CO3*x(H2O)) -m(Na2CO3) = 14.3 - 5.3 = 9 г.
в) Количество воды n(H2O) =m/M= 9 / 18 = 0.5 моль, следовательно, х = 0.5 / 0.05 = 10; Ответ:Na2CO3*10(H2O).
60. m(FeSO4*x(H2O)) = 277.91 г., m(FeSO4) = 151,91 г.
а) Найдем количество безводного сульфата железа: n(FeSO4) =m/M= 151.91/152 = 1 моль. б) Масса воды равнаm(H2O) =m(FeSO4*x(H2O)) -m(FeSO4) = 277.91 - 151,91 = 126 г.
в) Количество воды n(H2O) =m/M= 126 / 18 = 7 моль, следовательно, х = 7 / 1 = 7; Ответ:FeSO4*7(H2O).