Основные химические понятия и законы

Контрольные вопросы

1. Дайте формулировки основных стехиометрических законов (постоянства состава, простых объемных отношений, простых кратных отношений, Авогадро, эквивалентов).

2. Дайте определения химическим понятиям: атом, молекула, атомная и молекулярная масса, элемент, эквивалент, простое и сложное вещество.

3. Дайте определения химическим понятиям: моль, молярная масса, молярный объем, молярная масса эквивалента, молярный объем эквивалента, относительная плотность газа.

4. Охарактеризуйте типы химических реакций (соединения, разложения, обмена, замещения).

5. Дайте определения основным классам неорганических соединений (оксиды, основания, кислоты, соли).

6. Изложите основные принципы номенклатуры неорганических соединений.

7. Приведите классификацию и охарактеризуйте свойства оксидов.

8. Приведите классификацию и охарактеризуйте общие химические свойства кислот.

9. Приведите классификацию и охарактеризуйте общие химические свойства оснований.

10. Приведите классификацию, опишите свойства и способы получения солей.

Примеры выполнения упражнений и решения задач

Пример 1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Co®CoO®Co(OH)₂®CoCl₂.

Данное задание направлено на актуализацию знаний о классах неорганических соединений и их генетических связях. Необходимо написать соответствующие реакции и расставить коэффициенты.

Для получения из кобальта его оксида необходимо окислить металл кислородом:

2Co + O₂ = 2CoO

оксид кобальта (II)

2) Оксиду кобальта соответствует нерастворимый гидроксид, поэтому его нельзя получить непосредственно реакцией с водой. Необходимо растворить оксид в сильной кислоте, а затем из раствора полученной соли осадить нерастворимый гидроксид реакцией со щелочью.

а) CoO + H₂SO₄ = CoSO₄ + H₂O

б) CoSO₄+2KOH=Co(OH)₂¯+Na₂SO₄

гидроксид

кобальта(II)

3) Получить соль из гидроксида кобальта (II) можно реакцией нейтрализации с соответствующей кислотой:

Co(OH)_2­ + 2HCl = 2H₂O + CoCl₂

хлорид кобальта(II)

Пример 2. Какой объем при н.у. займет углекислый газ, полученный при термическом разложении 10 г карбоната кальция? Какова масса этой порции газа? Сколько молекул она содержит?

Дано: m(CaCO3)= 10 г	Решение. Напишем уравнение реакции: 10 г х (л), у (г) CaCO 3 = CaO + CO2
Найти: V(CO2), N(CO2), m(CO2).	М=100 г/моль, Vm=22,4 л/моль М=44 г/моль
По уравнению реакции из одного моля карбоната кальция получается 1 моль углекислого газа, определим, сколько молей СаСО3 взято для реакции: n=m/М, n(СаСО3)=10/100=0,1(моль). Следовательно n(СО2)=0,1 моль. Найдем объем этого количества газа: V=n×Vm, V=0,1×22,4=2,24(л). Найдем массу газа: m=M×n, m=0,1×44=4,4 (г) Найдем число молекул: N=n×NA, NA=6,02×1023 моль-1, N=0,1×6,02×1023=6,02×1022(молекул) Ответ: V(CO2)=2,24 л, m(CO2)=4,4 г, N(CO2)=6,02×1022 молекул.

Пример 3. Определите массу углекислого газа, который при 17^оС и давлении 95 кПа занимает объем, равный 2 л.

Дано:	Решение. Воспользуемся уравнением Менделеева – Клапейрона:
p = 95 кПа = 95×103 Па tо = 17oC; V=2 л = 2×10-3 м3	pV=mRT/M, откуда m=pVM/RT р=95×103Па, V=2×10-3 м3, Т=17+273=290 К, R=8,314 Дж/моль×К, М(СО2)=44×10-3 кг/моль,
Найти: m(СО2)

m=95×10³×2×10^-3×44×10^-3/8,314×290=346,75×10^-3 (кг)

Ответ: m(CO₂)= 346,75 г.

Пример 4. Вычислите молекулярную массу газа, если плотность его по кислороду 1,38.

Дано: D(O2)=1,38	Решение. D(O2)=Мr(газа)/Мr(О2), Мr(газа) = D(O2)× Мr(О2)
Найти: Мr(газа)	Мr(O2) = 16×2=32, Мr(газа)=1,38×32=44.

Ответ: М_r(газа)=44.

Пример 5. При восстановлении водородом 2,68 г оксида металла образовалось 0,648 г воды. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

 

Дано: m(MexOy)=2,68 г	Решение. Найдем массу кислорода. Из схемы реакции видно, что весь кислород, входивший в состав оксида, перешел в воду:
M(H2O) = 0,648 г
Найти: МЭ(Ме)	MexOy + H2 ® Me + H2O

M(H₂O)=18 г/моль, n(H₂O) =O,648:18=0,036 (моль)

n(O) = n (H₂O) = 0,036 моль

М(О) = 16 г/моль

m(O) = 0,036×16 = 0,576 (г)

Найдем массу металла.

M (Me) = m (Me_xO_y) – m (O)

m (Me) = 2,68 – 0,576 = 2,104 (г)

Найдем молярную массу эквивалента металла, пользуясь законом эквивалентов, учитывая, что М_Э (О)=8 г/моль-экв:

Ответ: М_Э(Ме) = 29,2 г/моль-экв.

Пример 6. Рассчитайте молярную массу эквивалента соли – Cr₂(SO₄)₃.

Дано: Cr2(SO4)3	Решение: МЭ=М×f, fсоли=1/число атомов металла×валентность металла
Найти: МЭ	М(Cr2(SO4)3)=2×52+3×(32+4×16)=392(г/моль), f(Cr2(SO4)3)= МЭ=369×1/6=65,3 (г/моль-экв)

Ответ: М_Э=65,3 г/моль-экв.

Пример 7. При взаимодействии 2,33 г смеси железа и цинка с кислотой выделилось 896 мл водорода при н.у. Вычислите массу железа и цинка в смеси.

Дано:	Решение: x моль х моль y моль y моль
m(Zn+Fe)=2,33 г	2HCl + Zn= ZnCl2 + H2, Fe + 2HCl = H2 + FeCl2
V(H2)=896 мл=0,896 л	1 моль 1 моль 1 моль 1 моль
Найти: m(Zn), m(Fe).	M=M×n, M(Zn)=65 г/моль, M(Fe)=56 г/моль m(Zn)=65×x (г), m(Fe)=56×y (г)

(моль) 65х+56у=2,33

х + у = 0,04

х=0,01 моль, m(Zn)=65×0,01=0,65 (г)

у=0,03 моль, m(Fe)=56×0,03=1,68 (г).

Ответ: m(Zn)=0,65 г; m(Fe)=1,68 г.

Задания для самостоятельного решения

Вариант 1

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Zn®ZnO®ZnSO₄®Zn(OH)₂®ZnO.

2. Сколько цинка надо растворить в кислоте для получения 2,8 л водорода (при н.у.)?

3. Какой объем займут 8 г кислорода при 27^оС и давлении 5 атмосфер? Сколько молекул содержится в этой порции газа?

4. Чему равна молярная масса эквивалента гидроксида бария в реакции: Ba(OH)₂+H₂SO₄=BaSO₄+2H₂O?

5. Определите молекулярную массу газа, если его относительная плотность по азоту равна 2,54.

Вариант 2

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: P®P₂O₅®H₃PO₄®Na₃PO₄®Ca₃(PO₄)₂.

2. Какое количество вещества водорода потребуется для восстановления меди из 20 г CuO? Какой объем при нормальных условиях займет это количество газа?

3. Вычислите молекулярную массу газа, если плотность его при 127^оС и давлении 3 атмосферы равна 4 г/л.

4. Чему равна молярная масса эквивалента фосфорной кислоты в реакции: H₃PO₄+Ca(OH)₂=CaHPO₄+2H₂O?

5. Относительная плотность газа по воздуху 0,97. Определите молекулярную массу газа.

Вариант 3

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:Ca®CaO®Ca(OH)₂®CaCO₃®CaCl₂.

2. Какова масса хлорида меди, образовавшегося при взаимодействии меди с 11,2 л хлора? Определите число молекул хлора в данной порции газа.

3. Вычислите молекулярную массу газа, если плотность его по воздуху 2,45.

4. Чему равна молярная масса эквивалента кальция, если 1 г его вытесняет из кислоты 560 мл водорода?

5. Какой объем займут 56 г азота при температуре 25^оС и давлении 120 кПа?

Вариант 4

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: S®SO₂®SO₃®H₂SO₄®BaSO₄.

2. Какой объем и какое количество вещества кислорода потребуется для полного сжигания 1 л сероводорода?

3. Стальной баллон емкостью 20 л наполнен кислородом при температуре 17^оС и давлении 10⁸ Па. Вычислите массу кислорода.

4. Молярная масса эквивалента металла равна 23 г/моль. Сколько граммов этого металла необходимо взять для выделения 135,6 мл водорода из кислоты при н.у?

5. Определите молекулярную массу газа, если его относительная плотность по воздуху 2,45.

Вариант 5

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Mg®MgO®Mg(NO₃)₂®Mg(OH)₂®MgO.

2. Какой объем и какое количество вещества углекислого газа образуется при сжигании 32 г метана?

3. Вычислите массу 400 м³ оксида углерода(II) при 27^оС и давлении 107 кПа.

4. Рассчитайте молярную массу эквивалента соли – Ca₃(PO₄)₂.

5. Относительная плотность газа по кислороду равна 0,5. Рассчитайте его молекулярную массу.

Вариант 6

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: N®NO®NO₂®HNO₃®Al(NO₃)₂.

2. Вычислите, сколько моль углекислого газа выделится при термическом разложении 10 г карбоната кальция? Какой объем займет этот газ при н.у.?

3. Вычислите, какой объем займут 40 м³ газа, взятого при н.у., если температура газа станет равной 36^оС, а давление 10 атм.

4. На восстановление 9,2 г металла из его оксида израсходовалось 3,36 л водорода, взятого при н.у. Определите молярную массу эквивалента металла.

5. Рассчитайте молекулярную массу газа, если его относительная плотность по водороду 35,5.

Вариант 7

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Ba®BaO®Ba(OH)₂®BaCl₂®BaSO₄.

2. Какой объем при н.у. занимает 2,5×10²¹ молекул азота? Сколько г аммиака можно получить из такого количества азота?

3. Определите молекулярную массу газа, если при 17^оС и давлении 95 кПа 2,15 г его занимают объем 2 л.

4. На восстановление 12,8 г двухвалентного металла из его оксида потребовалось 4,48 л водорода при н.у. Определите молярную массу эквивалента металла.

5. Чему равна молекулярная масса газа, относительная плотность которого по кислороду 0,94?

Вариант 8

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: C®CO₂®H_2­CO₃®Na₂CO₃®CaCO₃

2. Определите относительную молекулярную массу газа, если 1,65 г (н.у.) его занимают объем 0,52 л.

3. Вычислить объем 200 г метана (СН₄) при температуре 50^оС и давлении 253,25 кПа.

4. Рассчитайте молярную массу эквивалента гидроксида алюминия в реакции: Al(OH)₃+2HCl=AlOHCl₂+2H₂O.

5. Сколько молей хлороводорода можно получить из газовой смеси, содержащей при н.у. 10 л водорода и 11 л хлора?

Вариант 9

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Si®SiO₂®K₂SiO₃®H₂SiO₃®SiO₂.

2. Какова масса 12,04×10²⁵ молекул воды? Какой объем кислорода потребуется для получения такой массы воды?

3. Какой объем займут10 л газа, взятого при н.у., если температура его станет равной 17^оС, а давление 20 атмосфер?

4. Рассчитайте молярную массу эквивалента соли – Fe₂(SO₄)₃.

5. Рассчитайте молекулярную массу газа, относительная плотность которого по водороду 22.

Вариант 10

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Fe®Fe₂O₃®FeCl₃®Fe(OH)₃®Fe₂O₃.

2. Какова масса 5 л хлора при н.у? Сколько молекул хлора содержится в этом объеме газа? Какой объем хлороводорода можно получить из этого газа?

3. Вычислите объем 350 г хлора при температуре 37^оС и давлении 5 атмосфер.

4. Рассчитайте молярную массу эквивалента СаСО₃.

5. Относительная плотность газа по азоту равна 1,57. Какова относительная молекулярная масса этого газа?

Вариант 11

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Al®Al₂O₃®Al(NO₃)₃®Al(OH)₃®Al₂O₃.

2. Сколько молекул содержится в 3 л аммиака при н.у.? Какой объем водорода потребуется для получения такого объема аммиака?

3. Какой объем займут 40 г хлора при 27^оС и давлении 1012 кПа?

4. Рассчитайте молярную массу эквивалента Н₃РО_4.

5. Относительная плотность газа по воздуху равна 0,55. Определите относительную молекулярную массу газа

Вариант 12

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Li®Li­₂O®LiOH®Li₂SO₄®LiCl.

2. Определите относительную молекулярную массу газа, если при н.у. 0,4 г его занимают объем 0,56 л. Сколько молекул содержится в данной порции газа?

3. Какова масса 1 м³ воздуха при 27^оС и давлении 10⁵ Па, если средняя молекулярная масса воздуха равна 29?

4. Рассчитайте молярную массу эквивалента борной кислоты Н₃ВО₃.

5. Относительная плотность газа по воздуху 1,17. Определите относительную молекулярную массу газа.

Вариант 13

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Cr®Cr₂O₃®CrCl₃®Cr(OH)₃®Cr₂O₃.

2. Какое количество вещества содержится в 10 л азота при н.у? Сколько молекул содержит данная порция газа? Какой объем аммиака можно получить из этого газа?

3. Какова масса 1 л воздуха при температуре 25^оС и давлении 10⁵ Па, если при н.у. масса 1 л воздуха 1,293 г?

4. Рассчитайте молярную массу эквивалента ВаСО₃.

5. Чему равна относительная плотность углекислого газа по воздуху?

Вариант 14

1..Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Sr®SrO®Sr(OH)₂®Sr(NO₃)₂®SrSO₄.

2. Сколько молекул содержится в 3 л кислорода?

3. Какой объем займут 10 г водорода при 100^оС и давлении 10 атм?

4. Рассчитайте молярную массу эквивалента серной кислоты в реакции: H₂SO₄+Ca(OH)₂=CaSO₄+2H₂O.

5. Рассчитайте относительную плотность этилена (С₂Н₄) по азоту.

Вариант 15

1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения: Cl₂O₇®HclO₄®Ca(ClO₄)₂®CaCO₃®CO₂.

2. Какой объем водорода выделится (н.у.) при взаимодействии 0,2 моль соляной кислоты с цинком? Сколько молекул водорода содержится в этом объеме?

3. Вычислите массу 1 л ацетилена (С₂Н₂) при температуре 60^оС и давлении 5 атм.

4. Рассчитайте молярную массу эквивалента соли - ZnSO₄.

5. Чему равна относительная плотность кислорода по воздуху?

 

Тестовые задания для самоконтроля

1. Вещества взаимодействуют друг с другом в строго эквивалентных количествах – это:

1) закон простых объемных отношений;

2) закон Авогадро;

3) закон эквивалентов.

2. Мельчайшая химически неделимая частица элемента – это:

1) молекула;

2) атом;

3) эквивалент.

3. Молярная масса эквивалента Сr(OH)₃ в г/моль-экв равна:

1) 103;

2) 51,5;

3) 34,3.

4. Относительная плотность газа по водороду равна 2. Какова молярная масса газа в г/моль?

1) 4;

2) 8;

3) 2.

5. Какой закон содержит следующее утверждение: «В равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул»?

1) закон простых объемных отношений;

2) закон Авогадро;

3) закон постоянства состава.

6. Мельчайшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами, – это:

1) молекула;

2) атом;

3) эквивалент.

7. Вид материи, дискретные частицы которого обладают массой покоя, – это:

1) вещество;

2) поле;

3) элемент.

8. Какой закон содержит следующее утверждение: «Объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газов, как небольшие целые числа»?

1) закон простых объемных отношений;

2) закон Авогадро;

3) закон простых кратных отношений.

9. Какой закон содержит следующее утверждение: «Всякое чистое вещество, независимо от способов его получения и нахождения в природе, имеет постоянный качественный и количественный состав»?

1) закон простых объемных отношений;

2) закон Авогадро;

3) закон постоянства состава.

10. Условная или реальная частица, равноценная в реакциях обмена одному атому или иону водорода или в окислительно-восстановительных реакциях одному электрону –

1) ион;

2) эквивалент;

3) молекула.

Ключи к тестовым заданиям

№ вопроса
№ ответа

 

Теоретическая ссылка: