- •Самостоятельная работа № 1 по химии
- •§ 1. Методические указания к изучению темы «Основные химические понятия и законы химии»
- •Раздел 2. Обучающие примеры с алгоритмами решения по теме «Основные химические понятия и законы химии» Пример 1. Определение молярной массы вещества и абсолютной массы молекулы вещества
- •Пример 2. Определение эквивалента и молярной массы эквивалента вещества
- •Пример 3. Определение формулы химического вещества
- •Пример 4. Комплексные задачи с использованием большинства законов стехиометрии
- •Раздел 3. Приобретение компетенций и закрепление навыков
- •А) Домашнее задание для закрепления навыков решения задач (Трудоемкость задания – 5 баллов)
Раздел 2. Обучающие примеры с алгоритмами решения по теме «Основные химические понятия и законы химии» Пример 1. Определение молярной массы вещества и абсолютной массы молекулы вещества
1. Определите массу атомарной серы в 85,5 г алюминия сульфата.
Решение. Вначале необходимо определить количество веществаnалюминия сульфатамассой 85,5 г. Для этого рассчитаем относительную молекулярную массу одной молекулы этого вещества по его формуле с использованием данных таблицы Д.И. Менделеева. Она составляет:
.
Мы помним, что молярная масса вещества численно равна его относительной молекулярной массе, и тогда . Количество вещества этой соли определяется как отношение физической массы к молярной массе соли:
.
Подставив известные и найденные значения, определяем количество вещества алюминия сульфата: .
Из химической формулы сложного вещества алюминия сульфата следует, что количество вещества атомарной серы в одной молекуле в три раза превосходит количество вещества самой молекулы. Значит, . Теперь не сложно определить искомую физическую массу атомарной серы в заданной массе соли:.
Ответ:.
2.Определите плотность газообразного аммиака по водороду и азоту. Рассчитайте физическую массу одной молекулы аммиака.
Решение.Зная химические формулы веществ, указанных в задаче, вычисляем относительную молекулярную массу молекул аммиака, водородаи азота, используя данные таблицы Д.И. Менделеева. Получим:
;;.
Помня, что молярные массы веществ численно равны их относительным молекулярным массам, можем записать:
;;.
Для определения абсолютной физической массы одной молекулы аммиака () необходимо молярную массу вещества разделить на количество структурных единиц, содержащихся в количестве вещества 1 моль, т.е. на постоянную Авогадро (). Тогда получим:.
Плотность аммиака по водороду и азоту рассчитываем согласно второму следствию из закона Авогадро: ;.
Ответ: химическое вещество аммиак в 8,5 раз тяжелее водорода и в 0,6 раза легче азота; г.
3. Определите количество вещества (n) каждого химического соединения, содержащего: а)молекул оксида углерода (4); б) 100 мл воды; в)атомов кислорода. Сделайте вывод о том, у какого вещества самые тяжелые молекулы.
Решение. Для определения количества вещества) в задании а) и) в задании в) по количеству структурных единиц химического объекта используем понятие о постоянной Авогадро:) ==.
Поскольку одна молекула кислорода состоит из двух его атомов, то расчетная формула для ) будет иметь вид:.
Для определения количества вещества воды ) в задании б) вспомним, что ее плотность как жидкости равна 1и тогда
, а;
и в окончательном виде .
Подставив в это выражение данные условия задачи и молярную массу воды, определенную по таблице Д.И. Менделеева (), найдем искомое значение количества вещества воды:
.
Установить самое тяжелое вещество из находящихся в газообразном состоянии можно сравнением их молярных масс, т.е. определением относительной плотности газов по следствию из закона Авогадро. Расчет показывает:
.
Следовательно, молекула диоксида углерода в 1,4 раза тяжелее молекулы кислорода.
Для сравнения масс молекул диоксида углерода и воды следует рассчитать абсолютные физические массы одной молекулы каждого вещества, зная их молярные массы и.
Подставив в эти выражения известные данные, получим:
;
.
Сравнивая физические массы молекул и, увидим, что
.
Следовательно, молекула диоксида углерода в 2,4 раза тяжелее молекулы воды.
Ответ: а); б); в); самой тяжелой является молекула.
4. Определите молярную массу вещества и массу одной его молекулы, если при температуре 340и давлении Па 0,24 г этого вещества занимают объем 0,087 л.
Решение. Для определения молярной массы неизвестного веществаиспользуем уравнение Менделеева - Клапейрона, преобразовав его относительно. Получим выражение для расчета:.
В этом выражении – физическая масса (0,24 г) неизвестного вещества;– объем (0,087 л), занимаемый неизвестным веществом при давлении( Па или 101 кПа) и температуре(340);– универсальная газовая постоянная, равная 8,314. Подставив все данные в выражение и произведя расчеты, получим значение молярной массы неизвестного вещества:
.
Массу одной молекулы неизвестного вещества вычисляем по формуле:
.
Ответ:;.
5. Определите массу сложного вещества калия хлората, из которого при прокаливании было получено 700 мл газообразного кислорода. Объем газа был измерен при температуреС и давлении Па.
Решение. Для определения количества вещества выделившегося кислорода используем понятие молярного объема газа:,. Произведя соответствующие преобразования, получим расчетную формулу:
.
В этой формуле: ) – количество вещества выделившегося кислорода;– заданное давление ( Па),) – объем газа, измеренный при заданных параметрах системы (700 мл или 0,7 л),) – объем, который заняло бы это же количество газа при нормальных условиях,– исходная температура (С или),– давление газа при нормальных условиях ( Па),- температура при нормальных условиях (),– молярный объем газа или объем, который занимает 1моль любого газа при нормальных условиях (22,4). Подставив в расчетную формулу все известные значения, получим:
= 0,037 моль.
Запишем теперь уравнение реакции разложения сложного вещества - калия хлората:
.
Из этого уравнения следует, что для получения 1 моля газообразного кислорода необходимо израсходовать 2/3 моля калия хлората. Ясно, что количество вещества соли, необходимое для получения 0,037 моль будет равно:
.
Искомую массу соли определяем по уравнению
).
При этом и, следовательно,. В результате получим
.
Ответ:.