Расчеты массы вещества по уравнению химической реакции. Схема расчёта по уравнениям химических реакций
Развернутый план-конспект урока «Расчеты по химическим уравнениям».
Учебник: О.С. Габриелян.
Класс: 8
Тема урока: Расчеты по химическим уравнениям.
Тип урока: комбинированный.
Образовательные задачи: познакомить с расчетами по химическим уравнениям; сформировать у учащихся знание о расчетах по химическим уравнениям; начать формировать умения по составлению химических уравнений и расчетам по уравнениям.
Воспитательные задачи: продолжить формирование естественнонаучного мировоззрения, представления о единичном и целом.
Развивающие задачи: продолжить формирования умения наблюдать, анализировать, объяснять, делать выводы.
Методы обучения: словесные (объяснение и рассказ учителя), словесно – наглядные(объяснение с использованием записей на классной доске).
Оборудование: классная доска, таблица Д. И. Менделеева.
Ход урока:
1.Организационный момент (2-5мин.)
Здравствуйте ребята присаживайтесь. Сегодня на уроке мы с вами должны будем научиться проводить расчеты по химическим уравнениям.
2. Контроль знаний и умений (10 – 15 мин.)
На предыдущих занятиях мы с вами проходили уравнения химических реакций, давайте вспомним, что такое химическое уравнение? (Химическим уравнением называют условную запись химической реакции с помощью химических формул и математических знаков).
На основе какого закона пишут химические реакции? (Закон сохранения массы веществ).
Как он звучит? (Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате ее).
3. Объяснение нового материала (20 – 30 мин.)
По химическому уравнению можно определить, какие вещества вступили в реакцию, и какие образовались, а также по химическому уравнению можно рассчитать массу, объем и количество реагирующих веществ.
Для расчетов очень важно выбрать соответствующие друг другу единицы измерения массы, объема и количества вещества. Давайте откроем учебники на странице 146 и найдем таблицу №7. Рассмотрим по этой таблице соотношение некоторых единиц физико – химических величин.
Для того чтобы решать расчетные задачи по химии, можно пользоваться алгоритмом. Алгоритм решения задач дан в учебнике на странице 147.
Пользуясь алгоритмом решения задач, давайте решим следующие задачу:
Задача: Рассчитайте объем водорода (н.у.), который потребуется для взаимодействия с 230 кг оксида железа (ІІІ). Вычислите количество вещества воды, которое при этом образуется.
Дано: Решение:
m(Fe 2 O 3)=230кг 1. Запишем уравнение химической реакции:
V(H 2) - ?
n(H 2 O) - ? 2. Запишем известные и неизвестные числовые значения над формулами веществ в уравнении.
Так как масса дана в килограммах, то объем находим в кубических метрах, а количество вещества – в киломолях. И тогда:
230кг х м 3 y кмоль
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O
где х – объем водорода V(H 2), y – количество вещества воды n(H 2 O).
3. а)Найдем заданную химическим уравнением массу 1кмоль Fe 2 O 3 и запишем полученное значение под его формулой:
Мr(Fe 2 O 3) = 56 * 2 + 16 * 3 = 160,
М(Fe 2 O 3) = 160 кг/кмоль.
б) Найдем заданный уравнением объем 3 кмоль водорода V = Vm*n, запишем под формулой водорода найденное значение: V(3H 2) = 22,4 м 3 /кмоль * 3 кмоль = 67,2 м 3 .
в) Под формулой воды укажем ее количество, заданное уравнением, - 3 кмоль.
Уравнение принимает вид
230кг х м 3 y кмоль
Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O
160кг 67,2 м 3 3 кмоль
4. Составим и решим пропорции:
а) 230 = х, х = 230*67,2 = 201,6 (м 3) – объем водорода V(H 2)
б) 230 = y , y = 230*3 = 9 (кмоль) – количество вещества воды n(H 2 O).
4.Первичное закрепление знаний (10 – 12 мин.)
Решите задачи (если можно, то несколькими способами):
Задача 1. В реакцию с кислородом вступает 0,1 моль цинка. Какое количество вещества кислорода потребуется? Какое количество вещества оксида цинка образуется?
Задача 2. Цинк количеством вещества 0,1 моль взаимодействует с кислородом. Определите массу кислорода, вступающего в реакцию, а также массу образующегося оксида цинка.
Задача 3. Алюминий массой 6,3 г вступает в реакцию с кислородом. Определите массы кислорода и образующегося оксида железа, если алюминий содержит 20% примесей.
Задача 4. Какой объем водорода (н.у.) выделится при взаимодействии 2,7 г 25% - й соляной кислоты с необходимым по реакции количеством вещества алюминия? Каково это количество вещества?
Задача 5. Какой объем углекислого газа выделится при сгорании 60 кг угля?
Задача 6. Сколько молей оксида кальция образуется при сжигании в кислороде 8 г кальция, содержащего 30% примесей?
5. Итог урока (1 -3 мин.)
Сегодня на уроке мы с вами еще раз вспомнили написание химических уравнений и научились проводить расчеты с помощью химических уравнений.
6. Домашнее задание (1 – 4 мин.)
§28, задание в рабочих тетрадях.
Какая масса оксида железа (ІІІ) образуется при сжигании на воздухе 0,6 моль железа?
Рассчитайте массу сульфида алюминия, образующегося при сплавлении с серой 5,4 г алюминиевой пудры. Сколько граммов сульфида железа (ІІ) образуется при сплавлении с серой 11,2 г порошка железа?
Определите массу магния, необходимого для получения 19 г хлорида магния (например сжигая магний в хлоре).
Сколько литров хлороводорода образуется при взаимодействии хлора с 5,5 л водорода?
Какой объем водорода может вступить в реакцию со 150 л кислорода?
Какой объем углекислого газа образуется при сжигании 8 л метана СН 4 ?
Какой объем углекислого газа образуется при сжигании 480 г угля?
Какой объем кислорода выделится при разложении электрическим током 100г воды?
Какой объем азота образуется при взрыве 1 г йодистого азота:
2NJ 3 = N 2 + 3J 2
Сколько граммов оксида серы (ІV) образуется при сжигании 12,8 серы?
Какая масса оксида магния образовались при сжигании в кислороде 6 г магниевой стружки?
Сколько граммов воды образуется при сжигании в кислороде 9 г водорода?
Сколько граммов алюминия надо взять для получения 30,6 г оксида алюминия?
Сколько граммов лития необходимо сжечь в кислороде для получения 15 г оксида лития?
Сколько граммов хлорида натрия образуется при сжигании в хлоре 11,5г натрия?
Сколько молей железа необходимо взять для получения 32,5 г хлорида железа (ІІІ)?
Сколько граммов алюминия необходимо взять для получения 80,1 г хлорида алюминия?
Сколько молей оксида кальция образуется при сжигании в кислороде 8 г кальция?
Сколько граммов хлорида алюминия образуется при сгорании в хлоре 10,8 г алюминиевой фольги?
Атомно-молекулярное учение.
Основные понятия химии:
Атом - система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронов. Тип атома определяется составом его ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов= нуклоны.
Элемент -совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра,т.е. числом протонов.
Электрон (с греч- янтарь)- элементарная частица,несущая отрицательный заряд.
Изотоп - нуклиды, которые содержат одинаковое число протонов,но разное кол-во нейтронов(отличаются массовыми числами)
Молекула - наименьшая частица вещества, определяемая его свойства.
Ионы - электрически заряженные частицы,образуются при потери или присоединении элетрона.
Радикалы -частицы с неспаренными элементами,если делишь пары пополам,то это радикал.
Простое вещество - состоит из 1 хим элемента.
Аллотропия - способность химических элементов существовать в виде нескольких тел.
Полиморфизм (многообразный) существует в 2 или нескольких структурах и свойств,образуют разную кристаллическую решетку. Кислород=>озон;углерод=>,графит,алмаз.
Изоморфизм - способность сход. по составу веществ образовывать смешанные кристаллы.
Атомная единица массы принято 1/12углерода 12
Относительная молекулярная масса - отношение средней массы атома при его природном изотопном составе к 1/12 массы атома изотопа углерода 12.Масса атома или молекулы любого вещества равна произведению относительной массы на атомную единицу массы.
Молль - единица измерения количества вещества в котором содержится такое кол-во структурных, атомов, ионов, радикалов, в 12 гр. Углерода.
Закон сохранения массы -Масса всех веществ, вступающих в химическую реакцию, равна массе всех продуктов реакции.
Закон постоянства состава -Современная формулировка закона: каждое химически чистое вещество с молекулярным строением независимо от места нахождения и способа получения имеет один и тот же постоянный качественный и количественный состав.
Химическим уравнением (уравнением химической реакции) называют условную запись химической реакции с помощью химических формул, числовых коэффициентов и математических символов.
Правила составления
В левой части уравнения записывают формулы(формулу) веществ, вступивших в реакцию, соединяя их знаком "плюс". В правой части уравнения записывают формулы(формулу) образовавшихся веществ, также соединенных знаком "плюс". Между частями уравнения ставят стрелку. Затем находят коэффициенты - числа, стоящие перед формулами веществ, чтобы число атомов одинаковых элементов в левой и правой частях уравнения было равным.
Для составления уравнений химических реакций, кроме знания формул реагентов и продуктов реакции, необходимо верно подобрать коэффициенты. Это можно сделать, используя несложные правила:
1. Перед формулой простого вещества можно записывать дробный коэффициент, который показывает количество вещества реагирующих и образующихся веществ.
2. Если в схеме реакции есть формула соли, то вначале уравнивают число ионов, образующих соль.
3. Если участвующие в реакции вещества содержат водород и кислород, то атомы водорода уравнивают в предпоследнюю очередь, а атомы кислорода - в последнюю.
4. Если в схеме реакции имеется несколько формул солей, то необходимо начинать уравнивание с ионов, входящих в состав соли, содержащей большее их число.
Расчеты по химическим уравнениям
Памятка для расчета по химическим уравнениям
Для того, чтобы решить расчетную задачу по химии, можно воспользоваться следующим алгоритмом – сделать пять шагов:
1. Составить уравнение химической реакции.
2. Над формулами веществ записать известные и неизвестные величины с соответствующими единицами измерения (только для чистых веществ, без примесей). Если по условию задачи в реакцию вступают вещества, содержащие примеси, то сначала нужно определить содержание чистого вещества.
3. Под формулами веществ с известными и неизвестными записать соответствующие значения этих величин, найденные по уравнению реакций.
4. Составить и решить пропорцию.
5. Записать ответ.
Соотношение некоторых физико-химических величин и их единиц
Масса (m) : г; кг; мг
Кол-во в-ва (n) : моль; кмоль; ммоль
Молярная масса (M): г/моль; кг/кмоль; мг/ммоль
Объём (V) : л; м 3 /кмоль; мл
Молярный объём(V m) : л/моль; м 3 /кмоль; мл/ммоль
Число частиц (N): 6 10 23 (число Авагадро – N A); 6 10 26 ; 6 10 20
Часть 1
2. Рассмотрим пример.
Рассчитайте массу серной кислоты, которая взаимодействует с 5,6 г гидроксида калия. В результате реакции образуется сульфат калия и вода.
Часть II
1. Заполните пропуски, проанализировав уравнение реакции.
2. Рассчитайте массу магния, который может сгореть в кислороде объёмом 33,6 л (н. у.). Схема химической реакции:
3. В реакцию вступили 13 г цинка и соляная кислота. В результате реакции образовались водород и хлорид цинка. Определите объём (н. у.) и число молекул водорода.
4. Навеска 1,12 г железа полностью «растворилась» в растворе сульфата меди (II). Вычислите массу образовавшегося осадка меди. Какое количество вещества сульфата железа (II) получилось при этом?
5. Вычислите массу гидроксида меди (II), который образуется при взаимодействии 200 г 20%-го раствора гидроксида натрия и избытка раствора сульфата меди (II). В результате реакции образуется также сульфат натрия.
6. Определите объём азота N2, необходимого для взаимодействия с кислородом, если в результате реакции получается 250 мл оксида азота (II).
7. Какой объём воздуха потребуется для взаимодействия 17,5 г лития, содержащего 20% примесей? В результате реакции получается оксид лития.
8. Придумайте задачу, при решении которой необходимо использовать следующую схему реакции:
Запишите условие задачи и решите её.
При взаимодействии 2 моль серной кислоты с нитратом свинца, образовался осадок, найти его массу.
Методическая разработка урока (2 часа)
Расчёты по химическим уравнениям
Хапугина Полина Ивановна,
учитель химии ГБОУ СОШ 277
Кировского района Санкт-Петербурга
Цели урока: Научить восьмиклассников производить расчёты по химическим уравнениям: находить количество, массу и объём продуктов реакции по количеству, объёму и массе исходных веществ.
Ход урока:
Прежде чем перейти к изучению новой темы нам необходимо вспомнить уже известные вам величины и формулы. Вспомнить типы химических реакций. А также вы уже умеете составлять химические уравнения и уравнивать их. Давайте проверим ваши знания, для этого выполним следующий тест на оценку. (содержание теста можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)
Объяснение учителя:
1. Прежде чем научиться производить расчёты по химическим уравнениям необходимо ещё раз вспомнить уже известные нам формулы нахождения количество вещества, массы и объёма веществ, за одно вы сможете проверить себя, после выполненной вами работы. Для этого обратимся к следующей презентации, которая поможет восстановить наши знания в памяти. Презентация №1 .
Запишите уже известные вам формулы в тетрадь:
n- количество вещества (моль)
m- масса вещества (г)
М - молярная масса (г/моль)
V- объём газа (л)
V m - молярный объём = 22,4 л/моль
n = m/M ; m = n.M
n = V/V m ; V = n.V m
2. Теперь, мы должны понять, что химическое уравнение показывает не только качественную (превращение веществ) сторону процесса, но также и количественную сторону его. Для этого обратимся к следующей Презентации№2 (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)
Запишите в тетрадь:
Коэффициент в уравнении реакции указывает на число частиц, а число частиц в свою очередь определяет количество молей!
2Н ₂ + О ₂ = 2Н ₂ О
Число частиц 2 молекулы 1 молекул 2 молекулы
Количество ↓ ↓ ↓
вещества, n 2 моль 1 моль 2 моль
2 Fe (OH )3 = Fe 2 O 3 + 3 H 2 O
↓ ↓ ↓
n = 2моль 1моль 3моль
3. Следующий этап, который мы должны разобрать - это умение составлять по уравнению реакции пропорцию, а также решить её. Для этого обратимся к следующей Презентации 3. (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)
Запишите в тетрадь:
Известно по условию: 2 моль Х моль (числитель)
4P + 5O ₂ = 2P ₂ O ₅
Известно по уравнению: 4 моль 5 моль 2 моль (знаменатель)
Составим и решим пропорцию:
2 моль Х моль
_______ = _______
4 моль 2 моль
Х моль = 2 моль. 2 моль = 1 моль
4 моль
Х = n (P ₂ O ₅ )= 1 моль
4. Переходим к решению задач с использованием уравнений химических реакций. Для того чтобы решить расчетную задачу по химии, необходимо воспользоваться следующим алгоритмом - сделать пять шагов. Презентация 4. (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии) Учебник стр. 101
В тетрадь:
Учащимся раздаётся уже готовый алгоритм решения, для вклейки в тетрадь.
Алгоритм решения расчётных задач с использованием уравнением химических реакций:
1. Составить уравнение химической реакции(т.е. обязательно - расставить коэффициенты!)
2. Над соответствующими формулами в уравнении записать количественные данные о веществах с единицами измерения, которые известны или их можно рассчитать, исходя из условия задачи, и искомую величину Х также с единицами измерения.
3. Под этими формулами записать соответствующие количественные величины, задаваемые самим уравнением, также с единицами измерения.
4. Составить и решить пропорцию.
5. Оформить ответ.
5. Решим задачу.
Рассчитайте массу воды, которая образуется в результате взаимодействия 0,5 моль оксида алюминия с серной кислотой при нагревании.
Прочитайте задачу.
Запишите условие задачи. (Дано, найти.)
В тетрадь: (учащиеся записывают решение под объяснения учителя согласно Презентации 5 ) (презентацию можно посмотреть на моём личном сайте в папке файлы и фотографии)
Дано:
n(Al₂O₃)=0,5 моль
_________________
Найти:
Решение:
n =0,5 моль Х моль
Al ₂ O ₃ +3 H ₂ SO ₄ = Al ₂ (SO ₄ ) ₃ +3 H ₂ O
n = 1 моль 3 моль
М = 102 г/моль 18 г/моль
Расчет молекулярной массы:
Мr(Al₂O₃)= 2.27+3.16= 54+48=102
Мr(H₂O)= 2.1+16=18
Составить и решить пропорцию.
0,5 моль = Х моль
1 моль 3 моль
Х моль = n (H ₂ O ) = 0,5 моль. 3 моль = 1,5 моль
1 моль
Найдём массу воды.
m (H ₂ O ) = n (H ₂ O ) . M (H ₂ O )
m (H ₂ O ) = 1,5 моль.18 г/моль = 27 г
Ответ: m (H ₂ O )=27 г
6. Решите задачи самостоятельно.
Два учащихся вызываются к доске, для решения на оценку.
1. Определите объѐм хлора (н.у.), необходимый для получения 634 г хлорида алюминия по уравнению: 2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 . Ответ: 159, 6 л
2. Рассчитайте количество вещества и массу лития, необходимого для реакции с кислородом массой 128 г по уравнению: 4Li + O 2 = 2Li 2 O Ответ: 16 моль, 112 г
7. Домашнее задание.
Задача.
Найти массу оксида цинка, который образуется при взаимодействии 13г цинка с кислородом.
Расчеты по химическим уравнениям (стехиометрические расчеты) основаны на законе сохранения массы веществ. В реальных химических процессах из-за неполного протекания реакций и потерь масса продуктов обычно меньше теоретически рассчитаной. Выходом реакции (ŋ) называют отношение реальной массы продукта (m практическая) к теоретически возможной (m т еоретическая), выраженное в долях единицы или в процентах:
ŋ= (m практическая / m теоретическая) 100%.
Если в условиях задач выход продуктов реакции не указан, его в расчетах принимают за 100% (количественный выход).
Пример 1 . Сколько г меди образуется при восстановлении 8 г оксида меди водородом, если выход реакции составил 82% от теоретического?
Решение: 1. Рассчитаем теоретический выход меди по уравнению реакции:
CuO + H2 = Cu + H2O
80 г (1 моль) CuO при восстановлении может образовать 64 г (1 моль) Cu; 8 г CuO при восстановлении может образовать Х г Cu
2. Определим, сколько граммов меди образуется при 82% выходе продукта:
6,4 г –– 100% выход (теоретический)
Х г –– 82%
X = (8 82) / 100 = 5,25 г
Пример 2. Определите выход реакции получения вольфрама методом алюминотермии, если из 33,14 г концентрата руды, содержащей WO 3 и невосстанавливающиеся примеси (массовая доля примесей 0,3) было получено 12,72 г металла.
Решение 1) Определим массу (г) WO 3 в 33,14 г концентрата руды:
ω(WO 3)= 1,0 - 0,3 = 0,7
m(WO 3) = ω(WO 3) m руды = 0,7 33,14 = 23,2 г
2) Определим теоретический выход вольфрама в результате восстановления 23,2 г WO 3 порошком алюминия:
WO 3 + 2Al = Al 2 O 3 + W.
При восстановлении 232 г (1 г-моль) WO 3 образуется 187 г (1 г-моль) W, а из 23,2 г WO 3 –– Х г W
X = (23,2 187) / 232 = 18,7 г W
3) Рассчитаем практический выход вольфрама:
18,7 г W –– 100%
12,72 г W –– Y%
Y = (12,72 100) / 18,7 = 68%.
Пример 3 . Сколько граммов осадка сульфата бария образуется при сливании растворов, содержащих 20,8 г хлорида бария и 8,0 г сульфата натрия?
Решение . Уравнение реакции:
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 + 2NaCl.
Расчет количества продукта реакции ведут по исходному веществу, взятому в недостатке.
1). Предварительно определяют, какое из двух исходных веществ находится в недостатке.
Обозначим количество г Na 2 SO 4 –– X.
208 г (1моль) BaCl 2 реагирует с 132 г (1 моль) Na 2 SO 4 ; 20,8 г –– с Х г
X = (20,8 132) / 208 = 13,2 г Na 2 SO 4 .
Мы установили, что на реакцию с 20,8 г BaCl 2 затратится 13,2 г Na 2 SO 4 , а дано 18,0 г Таким образом, сульфат натрия взят в реакцию в избытке, и дальнейшие вычисления следует вести по BaCl 2 , взятому в недостатке.
2). Определяем количество граммов выпавшего осадка BaSO 4 . 208 г (1 моль) BaCl 2 образует 233 г (1 моль) BaSO 4 ; 20,8 г –– Y г
Y = (233 20,8) / 208 = 23,3 г.
Закон постоянства состава
Впервые сформулировал Ж.Пруст (1808 г).
Все индивидуальные химические вещества молекулярного строения имеют постоянный качественный и количественный состав и определенное химическое строение, независимо от способа получения.
Из закона постоянства состава следует, что химические элементы соединяются в определенных количественных соотношениях.
Например, углерод с кислородом образует соединения с различным массовым соотношением элементов углерода и кислорода. СО С: О = 3: 4 СО2 С: О = 3: 8 Ни в каких других отношениях углерод с кислородом не соединяются. Это значит, что соединения СО и СО2 имеют постоянный состав, который определяется степенями окисления валентности углерода в соединениях. Валентность каждого элемента имеет определенные значения (их может быть несколько, переменная валентность), поэтому и состав соединений является определенным.
Все вышесказанное относится к веществам молекулярного строения. Так как молекулы имеют определенную химическую формулу (состав), то образуемое ими вещество имеет постоянный состав (совпадающий, очевидно, с составом каждой молекулы). Исключением являются полимеры (состоящие из молекул разной длины).
Сложнее обстоит дело с веществами немолекулярного строения. Речь идет о веществах в конденсированном (твердом и жидком состояниях). Т.к. NaCl – ионное соединение в твердом состоянии (чередование Na+ и Cl–) в газообразном – представляет собой отдельные молекулы NaCl. В капле жидкости или в кристаллике нельзя выделить отдельные молекулы. Например FeO
Fe 2+ O 2– Fe 2+ O 2– и т.д. идеальный кристалл
Закон постоянства состава требует, чтобы число ионов Fe2+ точно равнялось числу ионов O2–. А эти числа даже для очень маленьких кристалликов огромны (кубик, ребро 0,001 мм это – 5 × 1011). Для реального кристалла это невозможно. В реальном кристалле неизбежны нарушения регулярности. Оксид железа (II) может содержать измененное количество кислорода в зависимости от условий получения. Реальный состав оксида выражается формулой Fe1 – хO, где 0,16 ³ х ³ 0,04. Это бертоллид, соединение переменного состава в отличие от дальтонидов с х = 0. При нестехиометрическом составе ионного соединения обеспечивается электронейтральность. Вместо отсутствующего иона Fe 2+ присутствуют Fe 3+
В атомном (не ионном) веществе, некоторые атомы могут отсутствовать, а некоторые замещать друг друга. Такие соединения также относят к дальтонидам. Формула интерметаллического соединения меди с цинком, которое является составной частью латуни, существующего в интервале составов 40 – 55 ат % Zn можно записать так: (Cu0,.9 – 1,0Zn0,1 – 0)(Cu0 –,0,2Zn0 – 0,8) атомы меди могут замещаться атомами цинка и наоборот.
Закон постоянства состава, таким образом, строго выполняется для веществ молекулярного строения (исключения – высокомолекулярные) и имеет ограниченное применение для немолекулярных веществ.
Массовая доля элемента ω(Э)– это доля одного элемента в общей массе вещества. Вычисляется в процентах или в долях. Обозначают греческой буквой ω (омега). ω показывает, какую часть составляет масса данного элемента от всей массы вещества:
ω(Э) = (n Ar(Э)) / Mr
где n - число атомов; Ar(Э) - относительная атомная масса элемента; Mr - относительная молекулярная масса вещества.
Зная количественный элементный состав соединения, можно установить его простейшую молекулярную формулу. Для установления простейшей молекулярной формулы:
1) Обозначают формулу соединения A x B y C z
2) Рассчитывают отношение X: Y: Z через массовые доли элементов:
ω (A) = (х Ar(А)) / Mr(A x B y C z)
ω (B) = (y Ar(B)) / Mr(A x B y C z)
ω (C) = (z Ar(C)) / Mr(A x B y C z)
X = (ω (A) Mr) / Ar(А)
Y = (ω (B) Mr) / Ar(B)
Z = (ω (C) Mr) / Ar(C)
x: y: z = (ω (A) / Ar(А)) : (ω (B) / Ar(B)) : (ω (C) / Ar(C))
3) Полученные цифры делят на наименьшее для получения целых чисел X, Y, Z.
4) Записывают формулу соединения.
Закон кратных отношений
(Д.Дальтон, 1803 г.)
Если два химических элемента дают несколько соединений, то весовые доли одного и того же элемента в этих соединениях, приходящиеся на одну и ту же весовую долю второго элемента, относятся между собой как небольшие целые числа.
N 2 O N 2 O 3 NO 2 (N 2 O 4) N 2 O 5
Число атомов кислорода в молекулах этих соединений, приходящиеся на два атома азота, относятся между собой как 1: 3: 4: 5.
Закон объемных отношений
(Гей-Люссак, 1808 г.)
"Объемы газов, вступающих в химические реакции, и объемы газов, образующихся в результате реакции, относятся между собой как небольшие целые числа".
Следствие. Стехиометрические коэффициенты в уравнениях химических реакций для молекул газообразных веществ показывают, в каких объемных отношениях реагируют или получаются газообразные вещества.
Примеры .
a) 2CO + O 2 = 2CO 2
При окислении двух объемов оксида углерода (II) одним объемом кислорода образуется 2 объема углекислого газа, т.е. объем исходной реакционной смеси уменьшается на 1 объем.
б) При синтезе аммиака из элементов:
N 2 + 3H 2 = 2NH 3
Один объем азота реагирует с тремя объемами водорода; образуется при этом 2 объема аммиака - объем исходной газообразной реакционной массы уменьшится в 2 раза.
«Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде – 12 (12 С) массой 0,012 кг (точно). При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц». Речь идет не об углероде вообще, а его изотопе 12 С, как и при введении атомной единицы массы. Так как в 12 г углерода 12 С содержится 6,02 × 10 23 атомов, то можно сказать, что моль – это количество вещества, содержащее 6,02 × 10 23 своих структурных элементов (атомов или групп атомов, молекул, групп ионов (Na 2 SO 4), комплексных групп и т.д.). Число N A = 6,02 × 10 23 названо постоянной Авогадро . Молярная масса вещества – это масса одного моля. Ее обычная единица измерения г/моль, обозначение М.
Вспомним, что относительная молекулярная масса (М r) – это отношение массы одной молекулы к массе атомной единицы массы, которая равна 1/N A г.
Пусть относительная молекулярная масса какого-то вещества равна М r . Вычислим его молекулярную массу М.
Масса одной молекулы: m = М r а.е.м. = М r × г
Масса одного моль (N A молекул): М = m N A = М r × = М r . Видим, что численно молярная масса в граммах совпадает с относительной молекулярной массой. Это следствие выбора определенной атомной единицы массы (1/12 массы изотопа углерода 12 С).
