Контрольное задание 1

Моль. Эквиваленты и молярные массы

Эквивалентов простых и сложных веществ

Закон эквивалентов

Пример 1.Выразите в молях 6,0210²¹молекул азота. Определите объем, который займет это количество молей молекул азота при нормальных условиях (н. у.). Рассчитайте абсолютные массы атома и молекулы азота.

Решение.Моль – это количество простого или сложного вещества, содержащее такое число структурных частиц-атомов, молекул, ионов, которое равно числу атомов в 12 г изотопа углерода¹²С и составляет

6,022 10²³(постоянная Авогадро). Отсюда, 1 моль молекул азота содержит 6,0210²³молекул. Следовательно, 6,0210²¹ молекул составит

6,02 10²¹/ 6,0210²³= 0,01 моль.

Из закона Авогадро вытекает, что 1 моль любого газа при н.у. занимает объем 22,4 л (молярный объем). Следовательно, 0,01 моль молекул азота займет 0,224 л.

Молярная масса атома азота (N) равна 14 г/моль, молярная масса молекулы (N₂) равна 28 г/моль. Поскольку число молекул в 1 моле любого вещества равно постоянной Авогадро, то абсолютная масса атома азота равна, абсолютная масса молекулы:

Пример 2.Вычислите молярную массу эквивалента металла М_эМе, если его оксид содержит 20,12 % кислорода. Чему равна молярная масса атома металла, если его валентность равна двум.

Решение. Химическим эквивалентом называется реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим образом эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Один моль эквивалентов содержит столько эквивалентов, сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода-12. Масса моля эквивалентов называется молярной массой эквивалента и выражается в граммах на моль (г/моль).

Молярную массу эквивалента элемента можно рассчитать как отношение молярной массы атома элемента к его валентности. Молярная масса эквивалента водорода М_э(Н) = 1 г/моль. Молярная масса эквивалента кислорода М_э(О) = 8 г/моль.

В соответствии с законом эквивалентов массы взаимодействующих веществ прямо пропорциональны их молярным массам эквивалентов:

.

Примем массу оксида равной 100г, тогда по условию задачи масса металла равна 100 – 20,12 = 79,88 г. В соответствии с законом эквивалентов: . Следовательно: .

Молярная масса атома элемента равна произведению молярной массы эквивалента элемента на его валентность. Отсюда молярная масса атома металла равна: 31, 77 2 = 63,54 г/моль.

Пример 3. На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу эквивалентов оксида и металла.

Решение.В том случае, если одно из реагирующих веществ находится в газообразном состоянии, массу и молярную массу эквивалента вещества можно заменить объемом и молярным объемом эквивалентаV_э. Закон эквивалентов будет выражаться соотношением:

Молярная масса водорода равна 2 г/моль, молярный объем его при н.у. - 22,4 л. Молярная масса эквивалента водорода М_э(Н)= 1 г/моль, следовательно, молярный объем эквивалента водородаV_э(Н₂) = 11,2 л.

По закону эквивалентов: , отсюда:

г/моль.

Молярная масса эквивалента оксидов равна:

М_э(МеО) = М_э(Ме) + М_э(О). Тогда М_э(Ме) = 35,45 – 8 = 27,45 г/моль.

Пример 4.Какая масса металла, молярная масса эквивалента которого 12,16 г/моль, взаимодействует с 310 см³кислорода (н.у.).

Решение: Так как молярная масса О₂(32 г/моль) при н.у. занимает объем 22,4 л, то молярная масса эквивалента кислорода (8 г/моль) займет объем равный:

32 г О₂(н.у.) занимают объем 22,4 л

8 г О₂(н.у.) занимают объемV_э (О₂)

Отсюда: V_э(О₂) == 5,6 л = 5600 см³.

По закону эквивалентов:

отсюда: г.

ЗАДАНИЯ

1.Молярная масса эквивалента трехвалентного металла равна

9 г/моль. Вычислите молярную массу атома металла, молярную массу его оксида и процентное содержание кислорода в оксиде. Какой это металл?

2.Оксид трехвалентного элемента содержит 31,58% кислорода. Используя закон эквивалентов, вычислите молярную массу эквивалента элемента, молярную массу атома этого элемента. Какой это элемент?

3.Один оксид марганца содержит 22,56% кислорода, а другой 50,50%. Используя закон эквивалентов, вычислите молярную массу эквивалента и валентность марганца в этих оксидах. Составьте формулы оксидов.

4.Выразите в молях: а) 6,02 10²²молекул С₂Н₆; б) 1,8010²⁴атомов азота; в) 3,0110²³молекулNH₃. Чему равны молярные массы указанных веществ.

5.В 2,48 г оксида одновалентного металла содержится 1,84 г металла. Используя закон эквивалентов, вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида. Чему равны молярные массы указанных веществ?

6.Вещество содержит 38,0% серы и мышьяк. Молярная масса эквивалента серы 16,0 г/моль. Вычислите молярную массу эквивалента мышьяка и его валентность. Составьте формулу данного сульфида.

7.Исходя из молярной массы углерода и воды, определите абсолютную массу атома углерода и молекулы воды.

8.При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось

21,54 г оксида. Используя закон эквивалентов, вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида. Чему равна молярная масса металла. Какой это металл?

9.При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу эквивалента металла и его молярную массу. Какой это металл?

10.Какой объем при н.у. занимает молярная масса эквивалента кислорода? Вычислите молярную массу двухвалентного металла, если на окисление 8,34 г этого металла пошло 0,68 л кислорода (н.у.). Какой это металл?

11.3,04 г некоторого металла вытесняют 0,252 г водорода, 26,965 г серебра и 15,885 г меди из соединений этих элементов. Вычислите молярные массы эквивалентов металла, серебра и меди.

12.На сжигание 0,5г металла требуется 230мл кислорода, измеренного при н.у. Используя закон эквивалентов, вычислите молярную массу эквивалента металла. Определите, какой это металл, если валентность его равна 2.

13.При растворении 1,11 г металла в кислоте выделилось 382,6 мл водорода, измеренного при н.у. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

14.При восстановлении 1,305 г оксида марганца получено 0,825 г марганца. Определите молярные массы эквивалентов марганца и его оксида. Рассчитайте валентность марганца и составьте формулу его оксида.

15.На восстановление 15,91 г оксида металла требуется 4,48 л водорода, измеренного при н.у. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида.

16.В водородном соединении элемента содержится 8,8% водорода. Найдите молярную массу эквивалента элемента, образующего этот гидрид.

17.Один оксид хрома содержит 52% металла, а другой 68,42%. Вычислите молярные массы эквивалентов хрома и его валентность в этих оксидах. Составьте формулы оксидов.

18.На образование 43,239 г гидрида щелочного металла требуется

5,6 л водорода, измеренного при н.у. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его гидрида. Какой это металл?

19.На полное сгорание 0,3 г некоторого элемента расходуется 480 мл кислорода, измеренного при н.у., а при неполном сгорании того же количества элемента требуется в два раза меньше кислорода. Вычислите молярные массы эквивалентов элемента в каждом из оксидов.

20.При восстановлении водородом 10,17 г оксида двухвалентного металла образовалось 2,25 г воды, молярная масса эквивалента которой

9,0 г/моль. Используя закон эквивалентов, вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида. Чему равна молярная масса металла?