Практическая работа №1
Тема: "Основные понятия и законы химии"
Цель работы: отработать навыки применения законов химии при решении задач
Оборудование: таблица химических элементов Менделеева.
Ход работы.
Задание №1
Относительная молекулярная масса (Мr) вещества равна сумме относительных атомных масс, из которых состоит молекула вещества, с учетом числа атомов каждого элемента.
Пример: рассчитаем относительную молекулярную массу (Мr) NaCl
Мr (NaCl) = Аr (Na) + Ar (Cl) =23 + 35,5= 58,5 а.е.м.
Рассчитайте относительную молекулярную массу молекул:
а) Мr (КOH) =
б) Мr (Р2O5) =
в) Мr Al(NO3)3=
г) Мr Na2SO4=
Задание №2
Массовая доля элемента w (Х) в данном веществе – это отношение относительной атомной массы данного элемента, умноженной на число его атомов в молекуле, к относительной молекулярной массе вещества.
Аr (Х) · ν где: Мr – относительная молекулярная масса вещества;
w (Х) = Аr (Х) – относительная атомная масса элемента;
Мr ν – число атомов элемента Х в молекуле вещества.
Пример: рассчитаем массовую долю водорода в Н2О:
Аr (Н) · ν 1•2
w (Н) =•100% =•100% =11,1%
Мr (Н2О) 18
Рассчитайте массовую долю каждого элемента, входящего в состав молекул:.
а) Al2O3 Мr =
w (N) =
w (O) =
б) Ca(NO3)2
в) C6H12O6
Задание №3
Молярный объем любого газа при нормальных условиях (н.у.) равен 22,4л
Vm = 22,4л/моль.
ν (моль) – Vm (л) – Мr (г)
Пример: 3
Рассчитайте объем (при н.у) 11г углекислого газа (CO2)
1 моль – 22,4л – 44 г
Х - 11 г
Х= 22,4 моль •11 г / 44 = 5,6 л
а) Рассчитайте объем, который занимают при нормальных условиях:
1) 14 г азота;
2) 19 г фтора (F2).
б) Рассчитайте массу (при н.у) 2 моль гидроксида натрия NaOH.
в) Рассчитайте количество вещества (при н.у) 6,4г оксида серы (IV).
Задание №4
Относительная плотность одного газа по другому рана отношению их относительных молекулярных (Мr)масс:
D2 (1) = Mr (1) / Mr(2)
Пример: рассчитаем относительную плотность кислорода по водороду:
DH2 (O2) = Мr (О2) / Мr (Н2) = 32 / 2 = 16
Мr (О2) = 16•2 = 32; Мr (Н2) = 1•2 =2
а) Рассчитайте относительную плотность метана (СН4) по водороду (Н2)
DН2(СН4) =
б) Рассчитайте относительную плотность фтора (F2) газа по кислороду
DO2(F2) =
в) Рассчитайте относительную плотность кислорода по метану (СН4),
г) Рассчитайте молярную массу газа, если его относительная плотность равна по кислороду О2 – 1,25.
Задание №5
Алгоритм решения задач типа: «Расчет по химическому уравнению»
1. Кратко записать условие задачи («Дано», «Найти»).
2. Составить уравнение реакции.
3. Составить формулы по валентности, расставить индексы.
4.Уравнять реакцию, расставить коэффициенты.
5. Данные условия задачи перенести в уравнение реакции и записать их над формулами соответствующих веществ.
6. Перевести данные условия в «количество вещества» (моль) соединений участвующих в реакции и записать их над формулами веществ.
7. По уравнению реакции определить «количество вещества» (моль) соединений участвующих в реакции и записать их под формулами веществ.
Пример
Рассчитайте массу кислорода, необходимую для получения 40г оксида меди (II).
Дано: m(CuO) – 40г
Решение: 0,5моль
x 40г
2 Сu + O2 2CuO
1 моль 2 моль
ν(CuO) = m / M(CuO)
ν(CuO) = 40 г / 80 г/моль = 0,5 моль.
М(CuO) = 64 + 16 = 80г/моль
х/1 моль = 0,5 моль / 2 моль;
x =1 моль · 0,5моль /2моль = 0,25 моль; ν(O2) = 0,25моль
m(O2) = ν(O2) · М(O2) = 0,25 моль · 32 г/моль = 8г
М(O2) = 16 · 2 = 32 г/моль ответ: m(O2) = 8г
Найти: m(O2) - ?
1.Определить массу фосфорной кислоты, вступившей в реакцию с 42г гидроксида калия.
2.При взаимодействии раствора сульфата меди (II) с железом, образуется 128г меди. Определить массу сульфата железа (II).
3.Какую массу оксида натрия требуется растворить в воде для получения 8 г NаОН?
Объяснение:
H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + CO2↑ + H2O
2H(+) + SO4(2-) + 2Na(+) + CO3(2-) = 2Na(+) + SO4(2-) + CO2↑ + H2O
2H(+) + CO3(2-) = CO2↑ + H2O
H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O
2H(+) + SO4(2-) + 2K(+) + 2OH(-) = 2K(+) + SO4(2-) + 2H2O
H(+) + OH(-) = H2O
H2SO4 + MgO = MgSO4 + H2O
2H(+) + SO4(2-) + MgO = Mg(2+) + SO4(2-) + H2O
2H(+) + MgO = Mg(2+) + H2O
H2SO4 + Fe = FeSO4 + H2
2H(+) +2e = H2(0) 1 в-ие
ок-ль
Fe(0) -2e = Fe(+2) 1 ок-ие
в-ль
H2SO4 + Zn(OH)2 = ZnSO4 + 2H2O
2H(+) + SO4(2-) + Zn(OH)2 = Zn(2+) + SO4(2-) + 2H2O
2H(+) + Zn(OH)2 = Zn(2+) + 2H2O
Условие: при сгорании 0,9 г вещества выделилось 0,896 л CO₂; 1,26 г H₂O и 0,224 л N₂. Плотность по азоту = 1,607. Определить формулу.
Дано:
m (CxHyNz) = 0,9 г;
V (CO₂) = 0,896 л;
m (H₂O) = 1,26 г;
V (N₂) = 0,224 л;
D (по N₂) = 1,607.
Найти:
x, y, z (формулу) — ?
1. Найдём количества веществ углекислого газа, воды и азота. По формулам:
‣ n = V ÷ Vm; где: n - количество вещества (моль), V - объём (л), Vm - молярный объём газов, постоянная величина, равная 22,4 л/моль при н.у.
‣ n = m ÷ M; где: n - количество вещества (моль), m - масса (г), M - молярная масса, значения берутся из таблицы Менделеева (г/моль).
n (CO₂) = V ÷ Vm = 0,896 л ÷ 22,4 л/моль = 0,04 (моль).
n (H₂O) = m ÷ M = 1,26 г ÷ 18 г/моль = 0,07 (моль).
n (N₂) = V ÷ Vm = 0,224 л ÷ 22,4 л/моль = 0,01 (моль).
2. Теперь нужно вычислить количество вещества каждого элемента в неизвестном соединении. Решаем далее по данному правилу:
n (C в CxHyNz) = n (CO₂) ⇒ 0,04 (моль).
n (H в CxHyNz) = 2n (H₂O) ⇒ 0,14 (моль).
n (N в CxHyNz) = 2n (N₂) ⇒ 0,02 (моль).
Водород и азот умножили на 2, так как в формуле воды и молекуле азота по 2 атома водорода / азота.
3. Так как количество вещества каждого элемента неизвестного соединения найдено, мы по вышенаписанной формуле (выражаем m) можем найти массу каждого элемента.
m (C в CxHyNz) = n · M= 0,04 моль · 12 г/моль = 0,48 (г).
m (H в CxHyNz) = n · M = 0,14 моль · 1 г/моль = 0,14 (г).
m (N в CxHyNz) = n · M = 0,02 моль · 14 г/моль = 0,28 (г).
4. После того, как мы нашли массу каждого элемента в соединении, сложим массы и проверим, имеется ли в соединении кислород.
m (C + H + N в CxHyNz) = 0,48 г + 0,14 г + 0,28 г = 0,9 (г).
Масса получилась такая же, как дана в условии, а это значит, что кислорода в соединении нет. Решаем дальше.
5. Теперь соотнесём количество моль каждого элемента в соединении (то, что мы находили в первом действии), чтобы найти соотношения атомов и вывести простейшую формулу соединения.
C : H : N
0,04 : 0,14 : 0,02 | ÷ 2
2 : 7 : 1
Таким образом, простейшая формула — C₂H₇N.
Его молярная масса = 2 · 12 + 7 · 1 + 14 = 45 (г/моль).
6. Нам дана плотность соединения по азоту. Она нам дана для того, чтобы мы нашли истинную молярную массу соединения и уже через эту массу посмотрели, соответствует ли простейшая формула истинной. Находим молярную массу по формуле: M (соед.) = M (газа) · D; где: M (соед.) - молярная масса соединения (г/моль), M (газа) - молярная масса газа (г/моль), D - относительная плотность (безразмерная величина).
M (CxHyNz) = 28 г/моль · 1,607 = 45 (г/моль).
Мы видим, что найденная молярная масса соответствует той, которая была в простейшей формуле, а это значит, что в нашей задаче простейшая формула и есть истинная.
ответ: C₂H₇N.