Основные химические понятия и законы химии. (Часть 1)

Наиболее распространенные количественные величины, используемые в химических расчетах:
молярная масса;
количество вещества;
В Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева приведены средние взвешенные значения молярных масс всех известных химических элементов.
Молярная масса вещества M легко вычисляется по формуле вещества:
Например, Молярная масса M вещества:
сульфата железа (3) ??2(??4)3 будет определяться так:
M[??2(??4)3] = 2М(Fe) + 3М(S) + 3·4М(O).
M[??2(??4)3] = 2 · 56 + 3 · 32 + 12 · 16 = 400г/моль.

Количество вещества, моль
(обозначается латинской буквой n)
-это реальная физическая величина, показывающая количество вещества любой химической системы, которая содержит столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в (12 г) изотопа углерода С12.
Количество атомов в одном моле атомов изотопа углерода ?12 равно 6,022 · 1023.
Эта величина известна как число Авогадро.
(обозначается ?А).

Для определения количества вещества любой химической системы можно использовать следующие расчетные формулы:
1)
2) n= NA- число Авогадро, равно 6,022ꞏ 1023
3) данная формула используется только для газов, если условия, при которых находится газ, нормальные (Т0 = 273 К и Р0 = 101325 Па), то молярный
объем равен Vm =22,4 л/моль

Обучающие примеры с алгоритмами решения по теме:«Основные химические понятия и законы химии»
Пример1. Определите количество вещества (n) каждого химического соединения, содержащего:
а) 6,02 · 1021 молекул оксида углерода (4) CO2
б) 4,48 л диоксида серы SO2, измеренного при нормальных условиях;
в) 6,8 г аммиака NH3;
M(C)=12г/моль, M(S)=32г/моль, M(O)=16г/моль
M(N)=14г/моль, M(H)=1г/моль,

дано:
а) N(??2) = 6,02 · 1021
б) V(S?2 ) = 4,48 л (н.у.)
в) m(NH3) = 6,8 г
Найти:
n(??2 )-?
n(S?2 )-?
n(NH3 )-?

Решение:
а) n (??2)= = 6,02 · 1021 / 6,022 · 1023 = 0,01 моль.
б) n (S?2)= = 4,48 / 22,4=0,2 моль
в) n(NH3 )= , M(NH3)=М(N)+3·M(H)
M(NH3 =14+1·3=17г/моль
n(NH3 )= 6,8/ 17=0,4 моль

Пример 2. Определите количество атомов в 5 г железа (Fe) и в 3 л гелия (He) (объем измерен при нормальных условиях). M(Fe)=56г/моль,
Дано:
m (Fe) =5г
V(He) =3л
Найти:
N (Fe) -?
N (He) -?

Решение:
1) n (Fe)=
2) n (He)=

Решение:
Так как : n=
1) N (Fe)=
2) N (He)=

Пример 3. Определите, в каком образце содержится больше молекул: в 2 г меди (Cu) или в 2 л кислорода (O2)(объем измерен при нормальных условиях). Ответ обоснуйте соответствующими расчетами. M(Сu)=64г/моль
Дано:
m (Cu) =2г
V(O2) =2л
Найти:
N (Cu) -?
N (O2) -?

1) n (Cu) =
2) n (O2)=

Решение:
Так как : n=
1) N (Cu)=
2) N (O2)=
Ответ: N (O2) > N (Cu)

пример4.Рассчитайте число атомов кислорода в 4,9г бертолетовой соли (KClO3).
M(K)=39г/моль, M(Cl)=35,5г/моль, M(0)=16г/моль
Дано:
m(KClO3)=4,9г
Найти:N(О)=?
Решение: М=39+35,5+3*16=122,5г/моль
n(KClO3)=
n(KClO3)=4,9/122,5=0,04моль
В одной молекуле соли (KClO3) содержится три атома кислорода (индекс кислорода в формуле соли 3), поэтому: n(O)=3·0,04=0,12моль.

Так как: n= => N=n ·NA
N(O)=n(O)·NA=0,12· 6,022 · 1023 =
= 0,72· 1023
Ответ: N(O)=0,72 · 1023

Пример 5.
Определите число атомов водорода в 17 г аммиака (NH3 ).
M(N)=14г/моль, M(H)=1г/моль,
Дано:
m(NH3)=17г
Найти:
N(H)-?

Пример 6.
Определите число атомов кислорода в 12 г углекислого газа (??2).
M(C)=12г/моль, M(O)=16г/моль
Дано:
m(??2)=12г
Найти:
N(O)-?

Решение:

пример 7.
Химическое соединение содержит натрий (массовая доля 36,5 %), серу (25,4 %) и кислород (38,1 %). Определите простейшую формулу этого вещества.
M(Na)=23г/моль, M(S)=32г/моль, M(O)=16г/моль
Дано:
ω (Na)=36,5 %
ω(S)=25,4 %
ω(O)=38,1 %
Найти:
NaxSyOz-?

Решение:
Берем образец вещества массой 100г, тогда
m (Na)=36,5г
m(S)=25,4г
m(O)=38,1г
Определяем количество вещества каждого элемента:
n (Na)= =36,5/23=1,5869моль
n(S)= =25,4/ 32=0,7937моль
n(O)= =38,1/16=2,3812моль
n (Na) : n(S) : n(O)=1,5869 : 0,7937: 2,3812=2:1:3
Ответ:Na2SO3

Пример 8. В соединении калия, хлора и кислорода массовые доли элементов равны соответственно: 31,8 %; 29,0 %; 39,2 %. Установите простейшую формулу этого вещества. ). M(K)=39г/моль, M(Cl)=35,5г/моль, M(O)=16г/моль
Дано:
ω (K)=31,8 %
ω(Cl)=29,0 %
ω(O)=39,2 %
Найти:
KxClyOz-?

Решение:
Берем образец вещества массой 100г, тогда
m (K)=31,8г
m(Cl)= 29,0 г
m(O)= 39,2 г
Определяем количество вещества каждого элемента:
n (K)= =31,8/39=0.8153моль
n(Cl)= =29/ 35,5=0,8169моль
n(O)= =39,2/16=2,45моль
n (K) : n(Cl) : n(O)=0,8153 : 0,8169: 2,45=1:1:3
Ответ:KClO3

пример 9.
При полном сгорании 11,5 г органического вещества, состоящего из углерода, водорода и кислорода, образовалось 11,2 л диоксида углерода (объем измерен при н.у.) и 13,5 мл воды. Плотность паров этого вещества по водороду равна 23. Выведите молекулярную формулу органического вещества и напишите уравнение реакции его горения. ). M(C)=12г/моль, M(H)=1г/моль, M(O)=16г/моль
Дано:
m(CxHyOz)=11,5г
V(??2)= 11,2 л
V(H2O)= 13,5мл
DH2(CxHyOz)=23
Найти:CxHyOz

решение:
n(??2)= V/Vm=11,2:22,4=0,5моль
n(?)=n(??2)=0,5моль
m(H2O)=?(?2?) · ?(?2?)=1 · 13,5=13,5г
?(?2?)=m/M=13,5:18=0,75моль
n(H) =2 · 0,75=1,5моль
Определяем массу кислорода по формуле:
m(O)=m(CxHyOz)-(m(C)+m(H))
m(?)=n(?) · M(C)=0,5 ·12=6г
m(H) =n(H) · M(H)=1,5·1=1,5г
m(O)=11,5-(6+1,5)=4г
?(?)=m/M=4:16= 0,25 моль
n(?): n(H): ?(?)=0,5 :1,5: 0,25 =2:6:1
Простейшая формула вещества:C2H6O
M(C2H6O)=46 г⁄моль.