394077 г. Воронеж, Московский проспект, 121, МОУ

Вывод формулы вещества по относительной плотности вещества и массовым долям элементов

Задача (№ 2, стр. 18). Массовая доля углерода в веществе составляет 45,86%, хлора - 45,22%, остальное - водород. Относительная плотность этого вещества по воздуху равна 2,707. Выведите молекулярную формулу вещества.

Дано: ω(С) = 45,86%;  ω(Сl)=45,22%; ω(Н) = 8,92% (вычислили); D=2,707 (относительная плотность одного газа по другому - эта величина даётся в условии задачи для вычисления молярной массы вещества по формуле: М₁=D*М₂ , где М₁ - молярная масса неизвестного вещества, а М₂ - молярная масса вещества, по которому измеряют относительную плотность, в данной задаче - воздух; его М = 29г/моль).

Найти: С_хCl_yH_z (индексы показывают число атомов каждого элемента в молекуле)

Решение. При решении задач подобного типа всегда можно использовать следующий приём: разделим массовые доли элементов на их атомные массы и получим отношение индексов:

X:Y:Z = 45,86/12 : 45,22/35,5 : 8,92/1 = 3,8 : 1,3 : 8,92. Нам надо получить целочисленные значения, поскольку индексы - всегда целые числа. Существует ещё один приём: разделим полученные числа на наименьшее (1,3) и округлим числа. Пполучим отношение: X:Y:Z = 3 : 1 : 7. Формула вещества будет C₃ClH₇. Проверим правильность полученной формулы по молярной массе, которую вычислим М(C₃ClH₇) = 12*3+35,5+1*7 = 78,5; вычислим молярную массу, исходя из относительной плотности: М(C₃ClH₇) =D*Мвозд. = 2,707*29 = 78,5. Найденная нами формула является истинной.

Ответ: C₃ClH₇    Попробуйте самостоятельно решить задачу № 1 стр. 18: установите молекулярную формулу углеводорода, массовая доля углерода в котором 80%. Относительная плотность его паров по водороду равна 15.  (Ответ: C₂H₆). 

Расчёты по термохимическим уравнениям.

Термохимические уравнения отличаются от обычных химических тем, что в них указан тепловой эффект реакции (количество энергии, выделяемой или поглощаемой в результате участия в реакции 1 моль вещества; он выражается в кДж/моль), коэффициенты перед формулами означают количества вещества (поэтому могут быть дробные коэффициенты, например 0,5 SО₂ означает 1/2 моль сернистого газа, а не 1/2 молекулы). Задача: при сгорании 8 г кальция выделилось 127 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение. Решение этой задачи предпологает вычисление теплового эффекта реакции (Q₁), а он относится к 1 моль вещества. Поэтому мы должны узнать, какое количество теплоты выделится при сгорании 1 моль кальция. Самым удобным способом решения задач по термохимическим уравнениям является способ пропорции.

Дано: m(Ca) = 8 г; Q = 127 кДж; Найти:Q₁ 

              2Ca+ O₂   = 2CaO +  Q₁   

M(Ca) = 40 г/моль;  n (Ca) = m/M = 8/40  = 0,2 моль

 Составляем пропорцию:   

0,2 моль Са выделяют при сгорании 127кДж

1  моль Са  выделяет при сгорании  Х кДж      

 Х= 1 * 127/ 0,2 = 635 кДж         

Записываем термохимическое уравнение:  2Ca+ O₂   = 2CaO + 635 кДж.

Расчёты с применением понятия " Молярный объём газа"

Молярный объём - это объём, который занимает 1 моль любого газа при нормальных условиях (н.у.). Он равен 22,4 л/моль. Vm =22,4 л/моль

Задача: вычислить массу водорода объёмом 0,224 л.

Дано: V(Н2)=0,224 л   Воспользуемся формулами: m=M*n (1) (M-молярная масса вещества,

Найти: m (Н2).               n-количество вещества).  V=Vm*n (2)

Из формулы (2) выразим количество n=V/Vm и подставим это значение в формулу (1). Получим m=M*V/Vm     m(H2)=2г/моль*0,224л/22,4л=0,02 г.

Задачи на правило Вант-Гоффа.  Это правило говорит о влиянии температуры на скорость химической реакции: при увеличении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза.

 V t2 = Vt1 γ^t2-t1/10

Решим задачу. Во сколько раз возрастёт скорость реакции при нагревании от 20 до 60 градусов. Температурный коэффициент реакции равен 2.

Подставим значения в формулу, разделив  V t2  на  Vt1   Vt2 /Vt1 = 2 ^60-20/10 = 2⁴=32, т.е. скорость реакции возрастёт в 32 раза при увеличении температуры на 40 градусов.

Задачи "Вычисление массы или продукта реакции по массе или объёму исходных веществ, если одно из исходных веществ дано в избытке".

Решим задачу. Для реакции взяли 4 г водорода и 4 г кислорода. Вычислить массу полученной воды.

Дано: m(H₂) = 4 г                                                   Решение

 m(О₂) = 4 г                                     2H₂ +  О₂ = 2Н₂О

Найти:  m(H₂О) = 4 г             Поскольку даны массы двух исходных веществ, то неясно, какое из веществ полностью вступает в реакцию, а какое дано в избытке. Поэтому к обычному действию по решению задачи добавляется ещё одно: надо узнать, какое вещество полностью вступает в реакцию. Это будет первое действие.

1) Делаем вычисления количеств исходных веществ. По уравнению реакции n(H₂) : n(O₂) =2:1. Вычислим количества водорода и кислорода, которые даны для реакции: n(H₂)=m:M=4г:2г/моль= 2 моль; n(O₂) = 4г: 32 г/моль = 0,125 моль. Согласно отношению количеств по уравнению реакции, количество водорода должно быть в два раза больше количества кислорода, а на самом деле количество водорода значительно больше. Следовательно, водород дан в избытке, а дпльнейший расчёт мы будем делать, исходя из кислорода, который полностью вступает в реакцию.

2)  По уравнению реакции n(O₂) : n(Н₂О)  = 2: 1. Если количество кислорода 0,125 моль, то количество воды 0,125*2=0,25 моль. Масса воды: m(H₂O)=0,25 моль*18г/моль=4,5 г. Ответ: m(H₂O)=4,5 г

Задачи "Расчёты по уравнениям химических реакций".

Алгоритм. 1. Составляем краткое условие задачи: выписываем числовые значения, данные в условии задачи. 2. Составляем уравнение реакции (не забыть коэффициенты!).  3. Подчёркиваем одной чертой формулу известного вещества, а двумя чертами - формулу искомого вещества. 4. Составляем соотношение количеств "подчёркнутых" веществ (количество показывает коэффициент перед формулой вещества в уравнении реакции). 5. Находим количество известного вещества по формуле: n=m/M или n=V/V_m.  6. По соотношению (см. п. 4) определяем количнество искомого вещества. 7. Находим массу или объём искомого вещества по формуле: m=n*M или V=n*V_m . 8. Записываем ответ задачи.

9 класс. "Вычисление по уравнению реакции, если исходное вещество содержит примеси"

Природные или технические вещества не бывают чистыми, они всегда содержат какие-то примеси - вещества, не вступающие в данную реакцию. Поэтому необходимо вычислить сначала массу или объём чистого вещества, а затем решать задачу как обычно. Например. Вычислите объём кислорода, полученного при разложении калиевой селитры массой 110 г (н.у.). Калиевая селитра - это нитрат калия + примеси. Поэтому в кратком условии задачи запишем m _смеси = 110 г. А в уравнении реакции будет формула KNO₃:   2KNO₃= 2KNO₂ + O₂ Вычислим массу чистого нитрата калия по формуле:

m _{чист. в-ва} = m _смеси*ω/100%. Если селитра содержит 5% примесей, то 95 % чистого вещества: m _{чист. в-ва} = 110*95%/100% = 104,5 г. Далее задача решается обычным способом.