Размещено на http://www.allbest.ru/

Методика решения задач по химии

При решении задач необходимо руководствоваться несколькими простыми правилами:

Внимательно прочитать условие задачи;

Записать, что дано;

Перевести, если это необходимо, единицы физических величин в единицы системы СИ (некоторые внесистемные единицы допускаются, например литры);

Записать, если это необходимо, уравнение реакции и расставить коэффициенты;

Решать задачу, используя понятие о количестве вещества, а не метод составления пропорций;

Записать ответ.

В целях успешной подготовки по химии следует внимательно рассмотреть решения задач, приводимых в тексте, а также самостоятельно решить достаточное число их. Именно в процессе решения задач будут закреплены основные теоретические положения курса химии. Решать задачи необходимо на протяжении всего времени изучения химии и подготовки к экзамену.

Моль, молярная масса

Молярная масса - это отношение массы вещества к количеству вещества, т.е.

М(х) = m(x)/н(x), (1)

где М(х) - молярная масса вещества Х, m(x) - масса вещества Х, н(x) - количество вещества Х. Единица СИ молярной массы - кг/моль, однако обычно используется единица г/моль. Единица массы - г, кг. Единица СИ количества вещества - моль.

Любая задача по химии решается через количество вещества. Необходимо помнить основную формулу:

н(x) = m(x)/ М(х) = V(x)/V_m = N/N_A, (2)

где V(x) - объем вещества Х(л), V_m - молярный объем газа (л/моль), N - число частиц, N_A - постоянная Авогадро.

1. Определите массу иодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.

Дано: н(NaI)= 0,6 моль.

Найти: m(NaI) =?

Решение.

Молярная масса иодида натрия составляет:

M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 г./моль

Определяем массу NaI:

m(NaI) = н(NaI)*M(NaI) = 0,6 * 150 = 90 г.

2. Определите количество вещества атомного бора, содержащегося в тетраборате натрия Na₂B₄O₇ массой 40,4 г.

Дано: m(Na₂B₄O₇)=40,4 г.

Найти: н(B)=?

Решение.

Молярная масса тетрабората натрия составляет 202 г./моль. Определяем количество вещества Na₂B₄O₇:

н(Na₂B₄O₇)= m(Na₂B₄O₇)/ М(Na₂B₄O₇) = 40,4/202=0,2 моль.

Вспомним, что 1 моль молекулы тетрабората натрия содержит 2 моль атомов натрия, 4 моль атомов бора и 7 моль атомов кислорода (см. формулу тетрабората натрия). Тогда количество вещества атомного бора равно: н(B)= 4 * н (Na₂B₄O₇)=4 * 0,2 = 0,8 моль.

Расчеты по химическим формулам. Массовая доля.

Массовая доля вещества - отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы, т.е. щ(Х) =m(Х)/m, где щ(X) - массовая доля вещества Х, m(X) - масса вещества Х, m - масса всей системы. Массовая доля - безразмерная величина. Её выражают в долях от единицы или в процентах. Например, массовая доля атомного кислорода составляет 0,42, или 42%, т.е. щ(О)=0,42. Массовая доля атомного хлора в хлориде натрия составляет 0,607, или 60,7%, т.е. щ(Cl)=0,607.

3. Определите массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl₂ * 2H₂O.

Решение:

Молярная масса BaCl₂ * 2H₂O составляет:

М(BaCl₂ * 2H₂O) = 137+ 2 * 35,5 + 2 * 18 =244 г./моль

Из формулы BaCl₂ * 2H₂O следует, что 1 моль дигидрата хлорида бария содержит 2 моль Н₂О. Отсюда можно определить массу воды, содержащейся в BaCl₂ * 2H₂O: m(H₂O) = 2 * 18 = 36 г.

Находим массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl₂ * 2H₂O.

щ(H₂O) = m(H₂O)/ m(BaCl₂ * 2H₂O) = 36/244 = 0,1475 = 14,75%.

4. Из образца горной породы массой 25 г., содержащей минерал аргентит Ag₂S, выделено серебро массой 5,4 г. Определите массовую долю аргентита в образце.

Дано: m(Ag)=5,4 г; m = 25 г.

Найти: щ(Ag₂S) =?

Решение:

Определяем количество вещества серебра, находящегося в аргентите: н(Ag) =m(Ag)/M(Ag) = 5,4/108 = 0,05 моль.

Из формулы Ag₂S следует, что количество вещества аргентита в два раза меньше количества вещества серебра. Определяем количество вещества аргентита:

н(Ag₂S)= 0,5 * н (Ag) = 0,5 * 0,05 = 0,025 моль

Рассчитываем массу аргентита:

m(Ag₂S) = н(Ag₂S) * М(Ag₂S) = 0,025* 248 = 6,2 г.

Теперь определяем массовую долю аргентита в образце горной породы, массой 25 г.

химический формула соединение масса

щ(Ag₂S) = m(Ag₂S)/ m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.

Вывод формул соединений

5. Определите простейшую формулу соединения калия с марганцем и кислородом, если массовые доли элементов в этом веществе составляют соответственно 24,7, 34,8 и 40,5%.

Дано: щ(K) =24,7%; щ(Mn) =34,8%; щ(O) =40,5%.

Найти: формулу соединения.

Решение:

Для расчетов выбираем массу соединения, равную 100 г., т.е. m=100 г. Массы калия, марганца и кислорода составят:

m (К) = m щ(К); m (К) = 100 * 0,247= 24,7 г;

m (Mn) = m щ(Mn); m (Mn) =100 * 0,348=34,8 г;

m (O) = m щ(O); m (O) = 100 * 0,405 = 40,5 г.

Определяем количества веществ атомных калия, марганца и кислорода:

н(К)= m(К)/ М(К) = 24,7/39= 0,63 моль

н(Mn)= m(Mn)/ М(Mn) = 34,8/ 55 = 0,63 моль

н(O)= m(O)/ М(O) = 40,5/16 = 2,5 моль

Находим отношение количеств веществ:

н(К): н(Mn): н(O) = 0,63: 0,63: 2,5.

Разделив правую часть равенства на меньшее число (0,63) получим:

н(К): н(Mn): н(O) = 1: 1: 4.

Следовательно, простейшая формула соединения KMnO₄.

6. При сгорании 1,3 г вещества образовалось 4,4 г оксида углерода (IV) и 0,9 г воды. Найти молекулярную формулу вещества, если его плотность по водороду равна 39.

Дано: m (в-ва) =1,3 г; m(СО₂)=4,4 г; m(Н₂О)=0,9 г; Д_Н2 =39.

Найти: формулу вещества.

Решение:

Предположим, что искомое вещество содержит углерод, водород и кислород, т.к. при его сгорании образовались СО₂ и Н₂О. Тогда необходимо найти количества веществ СО₂ и Н₂О, чтобы определить количества веществ атомарных углерода, водорода и кислорода.

н(СО₂) = m(СО₂)/ М(СО₂) = 4,4/44 = 0,1 моль;

н(Н₂О) = m(Н₂О)/ М(Н₂О) = 0,9/18 = 0,05 моль.

Определяем количества веществ атомарных углерода и водорода:

н(С)= н(СО₂); н(С)=0,1 моль;

н(Н)= 2*н(Н₂О); н(Н)= 2 * 0,05 = 0,1 моль.

Следовательно, массы углерода и водорода будут равны:

m(С) = н(С) * М(С) = 0,1* 12 = 1,2 г;

m(Н) = н(Н) * М(Н) = 0,1* 1 =0,1 г.

Определяем качественный состав вещества:

m (в-ва) = m(С) + m(Н) = 1,2 + 0,1 = 1,3 г.

Следовательно, вещество состоит только из углерода и водорода (см. условие задачи). Определим теперь его молекулярную массу, исходя из данной в условии задачи плотности вещества по водороду.

М (в-ва) = 2 * Д_Н2 = 2 * 39 = 78 г./моль.

Далее находим отношение количеств веществ углерода и водорода:

н(С): н(Н) = 0,1: 0,1

Разделив правую часть равенства на число 0,1, получим:

н(С): н(Н) = 1: 1

Примем число атомов углерода (или водорода) за «х», тогда, умножив «х» на атомные массы углерода и водорода и приравняв эту сумму молекулярной массе вещества, решим уравнение:

12х + х = 78. Отсюда х= 6. Следовательно, формула вещества С₆Н₆ - бензол.

Молярный объем газов. Законы идеальных газов. Объемная доля.

Молярный объем газа равен отношению объема газа к количеству вещества этого газа, т.е.

V_m= V(X)/ н(x),

где V_m - молярный объем газа - постоянная величина для любого газа при данных условиях; V(X) - объем газа Х; н(x) - количество вещества газа Х. Молярный объем газов при нормальных условиях (нормальном давлении р_н= 101 325 Па ? 101,3 кПа и температуре Тн= 273,15 К ? 273 К) составляет V_m= 22,4 л/моль.

Состав газовых смесей часто выражают при помощи объемной доли - отношения объема данного компонента к общему объему системы, т.е.

ц(Х) = V(X)/V

где ц(Х) - объемная доля компонента Х; V(X) - объем компонента Х; V - объем системы. Объемная доля - безразмерная величина, её выражают в долях от единицы или в процентах.

Размещено на Allbest.ru