- •Раздел 1
- •ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ
- •Уравнение Клапейрона-Менделеева
- •Закон Авогадро
- •Средняя молярная масса смеси газов
- •Решение
- •Ответ: mМОЛЕК. = 22,2·10-23 г.
- •Пример 2
- •Решение
- •Ответ: Р4
- •Пример 3
- •Решение
- •Из выражения
- •Пример 4
- •Решение
- •ν(О2) = ν(Н2) = 0,067 (моль)
- •Ответ: m(Н2) = 0,134 г.
- •Пример 5
- •Решение
- •По формуле (1) находим массы азота и водорода
- •Решение
- •1 способ
- •МЭ(Н2) = А(Н2) / W = 1 (г/моль)
- •Используя молярный объем Vm, определим количество вещества водорода и его массу ν(Н2) = 4,48 / 22,4 = 0,2 (моль)
- •Из выражений (2,1) вычислим эквивалентную и атомную массы металла
- •А(Ме) = 32,7 · 2 = 65,4 (г/моль)
- •По периодической системе Д.И. Менделеева находим, что это за металл – Zn (цинк)
- •Пример 7
- •Решение
- •Решение
- •По закону эквивалентов
- •Эквивалентные молярные массы кислорода и хлора находим из выражения
- •Пример 9
- •Решение
- •Ответ: ν(НС1) = 3,5 моль, m(НС1) = 127,8 г, N(НС1) = 21,1·1023 молекул.
- •Пример 10
- •Решение
- •Ответ: DСМ. = 9,4.
- •Пример 11
- •Решение
- •Ответ: N2Н4.
- •Пример 12.
- •Решение
- •m(SiO2) = w · mПЕСКА / 100 = 85 · 3 / 100 = 2,55 (кг) = 2550 (г)
- •М (SiO2) = 60 (г/моль); ν (SiO2) = 2550 / 60 = 42,5 (моль)
- •М (Nа2SiO3) = 122 (г/моль)
- •ν (Nа2SiO3) = ν (SiO2) = 42,5 (моль)
- •Ответ: η = 96,4 %.
- •Пример 13
- •К раствору, содержащему сульфат меди массой 30 г, прилили раствор, содержащий 8 г сульфида натрия. Определите массу выделившегося осадка.
- •Решение
- •Ответ: m(СuS) = 9,89 г.
- •Решение
- •По уравнению объединенного газового закона
- •Преобразуем это соотношение и вычислим V1
- •Ответ: w(Сd) = 49,25%, w(Mg) = 50,75%.
- •КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
РАЗДЕЛ 1
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ХИМИИ
Относительная атомная масса (Аr) химического элемента показывает, во сколько раз средняя масса атома естественного изотопного состава элемента больше 1/12 массы атома изотопа углерода–12 (12С):
mатома
Ar = ¾¾¾¾¾
1/12 m (12C)
Относительная молекулярная масса (Mr) простого или сложного вещества показывает, во сколько раз средняя масса молекулы естественного изотопного состава вещества больше 1/12 массы атома углерода 12C:
mмолекулы
Mr = ¾¾¾¾¾
1/12 m (12C)
Атомная единица массы (а. е. м.) = 1,6606•10−27 кг, Аr и Mr – безразмерные величины (или а.е.м.).
Моль – это количество вещества системы (n), содержащее столько же структурных единиц (атомов, молекул, ионов), сколько содержится атомов в углероде 12C, взятого массой 0,012 кг. Определяется n отношением числа структурных единиц N, содержащихся в системе, к постоянной Авогадро NА, массы вещества к молярной массе и объема газа к молярному объему (для газовVM = 22,4 л/моль):
N m V n = ¾¾ = ¾¾ = ¾¾
NА M VM
Определено, что число структурных единиц в одном моле численно
равно постоянной Авогадро NA = 6,02•1023 моль −1.
Молярная (мольная) масса М – масса единицы количества вещества, т.е. масса одного моля данного вещества (г/моль, кг/моль).
Молярная масса вещества (М) численно равна его относительной молекулярной или атомной массе.
Эквивалент (Э) – это некоторая реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо иным способом эквивалентна одному атому или одному иону водорода в кислотно – основных реакциях или одному электрону в окис- лительно-восстановительных реакциях. Моль вещества эквивалента содержит 6,02•1023 эквивалентов.
6
Эквивалент химического элемента равен единице, деленной на степень окисления W элемента в данном соединении:
1
Ээлемента = ¾¾
│W│
Эквивалент сложного вещества (кислоты, основания, соли) равен единице, деленной на суммарную зарядность (заряд, выраженный в единицах элементарного заряда) катиона (или аниона):
1
Эвещества = ¾¾ ,
k · z
где k – число атомов катиона (аниона) в молекуле; z – заряд катиона (аниона).
Эквивалент вещества в реакциях окисления-восстановления (окислителя/восстановителя) равен единице, деленной на число принятых или отданных молекулой электронов n:
1
Э окислителя = ¾¾ .
(восстановителя) n
Масса 1 моль эквивалентов элемента (вещества) – это мольная (молярная) масса эквивалента элемента (вещества) или эквивалент-
ная масса МЭ.
Эквивалентная масса элемента (МЭ кг/моль или г/моль) равна мольной массе его атомов (М), деленной на степень окисления элемента W в данном соединении:
|
Мэлемента |
|
МЭ(элемента) = ¾¾¾¾¾ |
|
|W| |
или |
МЭ(элемента) = Ээлемента · Мэлемента. |
Эквивалентная масса сложного вещества (кислоты, основания, соли) равна его мольной массе (М), деленной на суммарную зарядность:
Мвещества
МЭ(вещества) = ¾¾¾¾¾
k · z
или |
МЭ(вещества) = Эвещества · Мвещества, |
где z – заряд катиона (аниона); k – число катионов элемента (анионов) в молекуле.
7
Эквивалентная масса вещества в реакциях окисления-восста- новления окислителя (восстановителя) равна его мольной массе, деленной на число принятых (отданных) молекулой (ионом) электронов n:
M окис-ля
МЭ(окис-ля) = ¾¾¾¾¾ |
или |
МЭ(окис-ля) = Э окис-ля · М окис-ля ; |
n |
|
|
М восст-ля |
|
|
МЭ(восст-ля) = ¾¾¾¾¾ |
или |
МЭ(восст-ля) = Э восст-ля · М восст-ля |
n |
|
|
Закон эквивалентов
Массы (объемы) реагирующих друг с другом или образующихся в результате реакции веществ, пропорциональны их эквивалентным массам МЭ (эквивалентным объемам VЭ):
m1 МЭ1 mВ. Vгаза V1 VЭ1
¾¾ = ¾¾ или ¾¾ = ¾¾ или ¾¾ = ¾¾.
m2 МЭ2 МВ.Э VЭ V2 VЭ2
Эквивалентный объем – объем, который занимает при нормальных условиях 1 моль эквивалентов газообразного вещества.
Vm
VЭ = ¾¾¾¾
k · z
ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ
Параметры состояния, единицы измерения:
V – объем, м3; р – давление, Па; Т – температура, К; m – масса газа, кг; М – молярная масса газа, кг/моль; МЭ – молярная масса эквивалентов (эквивалентная масса) газа, кг/моль,
R – универсальная газовая постоянная, R = 8,314 Дж/(моль•К).
Нормальные условия (н.у.): 273,15 К (0 °С); 1,0133•105 Па.
Объединенный газовый закон:
р1 · V1 |
р2 · V2 |
р · V |
¾¾¾¾ = ¾¾¾¾ или ¾¾¾¾ = const.
T1 |
T2 |
Т |
8