Необходимый уровень знаний студентов

Место химии в системе наук. Атомно-молекулярное учение. Химические элементы. Современная система атомных масс. Атомная масса, относительные молекулярные массы веществ. Моль- единица вещества.

Законы стехиометрии (закон кратных отношений, постоянства состава, химических эквивалентов), ограниченность этих законов. Закон сохранения массы и энергии, их взаимосвязь. Периодический закон и теория химического строения.

Примеры решения задач.

Пример 1. Приведение объема газа к нормальным условиям.

Какой объем (н.у.) займут 0,4·10^-3 м³ газа, находящиеся при 50 ⁰С и давлении 0,954·10⁵ Па?

Решение. Для приведения объема газа к нормальным условиям пользуются общей формулой, объединяющей законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

Объем газа (н.У.) равен , гдеТ₀=273 К;

P₀=1,013·10⁵ Па;

Т=273+50=323 К.

Пример 2. Определение средней молекулярной массы смеси газов по относительной плотности.

Вычислите среднюю молекулярную массу смеси газов, состоящей на 80% из метана и 20% кислорода (по объему), используя значения относительной плотности этих газов по водороду.

Решение. Часто вычисления производят по правилу смешения, которое заключается в том, что отношение объемов газов в двухкомпонентной газовой смеси обратно пропорционально разностям между плотностью смеси и плотностями газов, составляющих эту смесь. Обозначим относительную плотность газов через . Она будет больше плотности метана, но меньше плотности кислорода:

Плотность этой газовой смеси по водороду равна 9,6. средняя молекулярная масса газовой смесиравна удвоенной ее плотности по водороду:

Пример 3. Определение давления газовой смеси.

В сосуде объемом 0,05 м³ при 25 ⁰С содержится смесь из 0,020 м³ этилена под давлением 83950 Па и 0,015 м³ метана под давлением 95940 Па. Найдите общее давление газов в сосуде.

Решение. Сначала определяем парциальное давление каждого из газов:

Общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений ее компонентов:

Пример 5. Вычисление химических эквивалентов.

На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода, измеренного при (н.у.). Вычислить молярные массы металла и оксида. Чему равна относительная масса металла?

Решение. По закону эквивалентов массы веществ m₁ и m₂, вступающих в реакцию, пропорциональны молярным массам их эквивалентов

; (1)

(2)

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то как правило, его количество измеряется в объемных единицах (см³, л, м³).

Формулу (2) преобразуем относительно объема водорода:

Находим молярную массу эквивалента металла:

По закону эквивалентов:

Относительную атомную массу металла определяем из соотношения:

Перечень

контрольных вопросов на тему

«Основные законы химии»

1. В 2,48г оксида одновалентного металла содержит 1,84г металла. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равна мольная и атомная масса этого металла.

2. 3,04г некоторого металла вытесняют 0,252г водорода, 26,965г серебра и 15,885г меди из соединений этих металлов. Вычислите эквивалентные массы указанных металлов.

3. Оксид металла содержит 28,57% кислорода, а его фторид 48,72% фтора. Вычислите эквивалентные массы металла и фтора.

4. Напишите уравнение реакций гидроксида железа (III) с соляной кислотой при которой образуются: а) хлорид дигидроксожелеза(III), б) хлорид гидроксожелеза(III), в) хлоид железа (III). Вычислите эквивалент и моляреую массу эквивалента гидроксида железа в этих реакциях.

5. Избытком гидроксида калия подействовали на растворы: а) дигидрофосфата калия, б)нитрата дигидроксовисмута (III). Напишите уравнения реакций этих веществ с КОН и определите их эквиваленты и молярные массы эквивалентов.

6. Вещество содержит 38% серы и мышяк. Эквивалентная масса серы 16,0 г/моль. Вычислите молярную массу эквивалента и валентность мышяка, составьте формулу данного сульфида.

7. Избытком соляной кислоты подействовали на растворы: а) гидрокарбоната кальция, б) хлорида гидроксоалюминия. Напишите уравнения реакций этих веществ с НCI, определите их эквиваленты и молярные массы эквивалентов.

8. При окислении 16,74г двухвалентного металла образовалось 21,54г оксида. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида.

9. При взаимодействии 3,24 трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу металла.

10. На нейтрализацию 0,943г фосфористой кислоты израсходовано 1,291 г КОН. Вычислите основность кислоты и молярную массу эквивалента

11. Соединение металла с галогеном содержит 64,5% галогена, оксид того же металла содержит 15,4% кислорода. Определите галоген.

12. Вычислите молярную массу эквивалента оксида углерода (IV) в реакциях образования с раствором КОН: а)КНСО₃ , б) К₂ СО₃ .

13. На нейтрализацию 2,3г основания израсходовано 2,14г НСI. Вычислить молярную массу эквивалента основания.

14. В каком количестве NаОН содержится столько же эквивалентов, сколько в 140г КОН?

15. В каком количестве Ва(ОН) х8Н₂О содержится столько же эквивалентов, сколько в 156г АI(OH)₃ ?

16. 0.376г алюминия при взаимодействии с кислотой вытеснили 0,468 л водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить эквивалентный объем водорода, зная, что эквивалентная масса алюминия равна 8,,99г/моль

17. Серная и ортофосфорная кислоты имеют одинаковую молярную массу. Каково отношение масс этих кислот, пошедших на нейтрализацтю одного и того же количества щелочи, если образовались соответственно сульфат и дигидроортофосфат?

18. 1,6г кальция и 2,61г цинка вытесняют из кислоты одинаковые количества водорода. Вычислить молярную массу эквивалента цинка, зная, что эквивалентная масса кальция равна 20,0 г/моль?

19. Медь образует два оксида. На определенное количество меди при образовании первого оксида пошло вдвое больше кислорода, чем при образовании второго. Каково отношение валентности меди в первом оксиде к ее валентности во втором?

20. При взаимодействии 5,95г некоторого вещества с 2,75г хлороводорода получилось 4,4г соли. Вычислить молярную массу эквивалента вещества и образовавшейся соли.

21. При взрыве смеси, полученной из одного объема некоторого газа и двух объемов кислорода, образуются два объема СО₂ и один объем N₂ . Найти молекулярную формулу газа.

22. Найти молекулярную формулу соединения бора с водородом, если масса 1 л этого газа равна массе 1 л азота, а содержание бора в веществе составляет 78,2%.

23. При пропускании над катализатором смеси,состоящей из 10 молей оксида серы(IV) и15 молей кислорода, образовалось 8 молей оксида серы (VI). Сколько молей диоксида серы и кислорода не вступило в реакцию?

24. При пропускании водяного пара над раскаленным углем получается водяной газ, сотоящий из равных объемов СО и водорода. Какой объем водяного газа (н.у.) может юыть получен из 3 кг угля?

25. Через раствор, содержащий 7,4 г гидроксида кальция, пропустили 3,36л диоксида углерода(н.у.). Найти массу вещества, образовавшегося в результате реакции.

26. Рассчитать массу кристаллогидрата Cu(NO₃)₂х3Н₂О, полученного растворением 10г меди в азотной кислоте и последующим выпариванием раствора.

27. В одном из двух закрытых баллонов одинаковыми объемами находится кислород, в другом- азот. Массы обоих газов одинаковы. Температура обоих газов 27 С. В каком баллоне давление больше и во сколько раз? До какой температуры следует нагреть содержимое одного баллона, чтобы давление внутри него достигло давления в другом баллоне?

28. В закрытом баллоне находится 160г кислорода под давлением 121,6 кПа при 12 С. Вычислить массу диоксида углерода в таком же объеме, если он находится под давлением 202,6 кПа и при 37 С.

29. Сколько литров кислорода при 21 С и 104,5 кПа выделится при разложении 490 г КС1О₃ ?

30. 1 г металла соединяется с массой хлора, занимающей 336 мл при 37 С и 98 кПа. Вычислить молярную массу эквивалента металла.