Mis tahes aine moolide arv tavatingimustes on selle aine massi ja selle molaarmassi suhe:
kus n on aine kogus, mol;
m – aine mass, g
M – aine molaarmass, g.
a) hapnik (O2)
Molaarmass:
M = 2 x 16 = 32 g/mol
Aine kogus:
b) broom (Br 2)
Molaarmass:
M = 2 x 80 = 160 g/mol
Aine kogus:
c) kloor (Cl 2)
Molaarmass:
M = 2 x 35,5 = 71 g/mol
Aine kogus:
d) metaan (CH4)
Molaarmass:
M = 12+4*1 = 16 g/mol
Aine kogus:
e) ammoniaak (NH3)
Molaarmass:
M = 14+3*1 = 17 g/mol
Aine kogus:
Ülesanne 2. Millised aatomi orbitaalid täituvad kõigepealt elektronidega: 5s või 4d; 6s või 5p? Miks? Kirjutage aatomnumbriga 43 elemendi aatomi elektrooniline valem.
Aatomi orbitaalide täitumine elektronidega toimub Kletškovski reegli järgi: aatomi orbitaalid täidetakse summa (n+l) kasvavas järjekorras ja kui see summa on sama väärtusega, siis kasvavas järjekorras n (n on peakvantarv, l on orbiidi kvantarv).
4d orbitaali jaoks: n = 4, l = 2; n+l=6
5s orbitaali puhul: n = 5, l = 0; n+l=5
See tähendab, et 5 sekundit täidetakse enne 4 päeva.
6s orbitaali jaoks: n = 6, l = 0; n+l=6
5p orbitaali jaoks: n = 5, l = 1; n+l=6
See tähendab, et 5p täidetakse enne 6s.
Element nr 43 – tehneetsium. Elektrooniline valem: 43 Tc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3p 10 4s 2 4p 6 4d 5 5s 2.
Ülesanne 3. Gaasilise vesiniksulfiidi ja metaani vastasmõjul tekivad süsinikdisulfiid CS2(G) ja vesinik. Kirjutage selle reaktsiooni termokeemiline võrrand, arvutades selle soojusefekti
Reaktsiooni termokeemiline võrrand on järgmine:
CH4 (g) + 2H2S (g) CS2 (g) + 4H2 (g), H0 = 230,5 kJ
Vastavalt Hessi seadusele on reaktsiooni termiline efekt võrdne reaktsioonisaaduste moodustumise entalpiate (soojuste) summaga, millest on lahutatud lähteainete moodustumise entalpiate (soojuste) summa, võttes arvesse stöhhiomeetrilisi koefitsiente. reaktsioonivõrrandis.
H° (CH4) = -74,9 kJ/mol
H° (H2S) = -20,15 kJ/mol
H0 (CS2) = 115,3 kJ/mol
H0 (H2) = 0 kJ/mol
H 0 reaktsioon = 115,3 + 74,9 + 2*20,15 = 230,5 kJ/mol
Vastus: H 0 reaktsioon = 230,5 kJ/mol
Ülesanne 4. Süsteemis 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) toimub standardtingimustel otsene või vastupidine reaktsioon. Motiveeri oma vastust otsereaktsiooni arvutamisega.
Vastavalt Gibbsi seadusele reaktsiooni kohta: G 0 = H 0 – TS 0
Kasutades H ja S standardväärtusi, leiame Gibbsi energia otsese reaktsiooni jaoks: 2NO (g) + O 2 (g) 2NO 2 (g)
Seejärel:
H 0 (298) = 2H 0 (NO 2) – (2H 0 (NO) + H 0 (O 2)) = 2*33,89 – (2*90,37+0) = -112,96 kJ/mool
Reaktsiooni entroopia muutus:
S 0 (298) = 2S 0 (NO 2)–(2S 0 (NO) + S 0 (O 2)) = 2*240,45–(2*210,62+205,03) = -145,37 J /molK
Siis on Gibbsi energia:
G 0 = H 0 – TS 0 = -112,96-298* (-145,37/1000) = -156,28 kJ/mol
G 0
Vastus:
standardtingimustes toimub otsene reaktsioon
Ülesanne 5. Reaktsioon kulgeb võrrandi H2+I2= 2HI järgi. Selle reaktsiooni kiiruskonstant temperatuuril 508 0 C on 0,16. Reagentide algkontsentratsioonid [H2] = 0,04 mol/l, = 0,05 mol/l. Arvutage reaktsiooni algkiirus ja kiirus, kui [H2] = 0,03 mol/l.
Reaktsioonikiirus H 2 + I 2 2HI määratakse järgmise valemiga:
kus on reaktsioonikiirus
k on kiiruskonstant.
Reaktsioonikiirus alghetkel: 1 = 0,16*0,04*0,05=0,00032mol/(l*s)
Joodi kontsentratsiooni määramiseks hetkel, mil vesiniku kontsentratsioon muutub 0,03 mol/l, koostame tabeli (kontsentratsiooni muutus toimub proportsionaalselt aine moolide arvuga reaktsioonivõrrandis):
| Ained | H 2 | ma 2 | Tere |
| Ref. kontsentratsioon | 0,04 | 0,05 | 0 |
| Kontsentratsiooni muutus | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| Lõplik kontsentratsioon | 0,03 | 0,04 | 0,01 |
Siis vajalik kiirus: 2 = 0,16*0,03*0,04=0,000192mol/(l*s)
Vastus: 1 = 0,00032 mol/(l*s)
2 = 0,000192 mol/(l*s)
Ülesanne 6. Arvutage alumiiniumkloriidi 16% lahuse, mille tihedus on 1,149 g/cm3, molaar-, ekvivalent- ja molaarkontsentratsioonid.
Määratakse aine massiosa () mis näitab, milline osa antud lahuse massist moodustab lahustunud aine massi. Anda 100 g lahust.
Asendades saadaolevad väärtused, saame:
Tihedus (g/cm 3) on lahuse massi ja ruumala suhe, seega on lahuse maht võrdne:
Antud aine AlCl 3 molaarmass:
M (AlCl3) = 27+3*35,5=133,5 g/mol
Aine molaarkontsentratsioon [C (in-va)] määratakse ühes liitris lahuses sisalduva lahustunud aine kogusega:
2) Aine ekvivalentne (normaalne) kontsentratsioon [C(1/z in-va)] näitab lahustunud aine ekvivalentide arvu, mis sisaldub 1 liitris lahuses.
M(1/z AlCl 3
)=
M (AlCl 3
)/3=44,5 (g ekv/mol)
Molaalkontsentratsioon (molaalsus) (C m) on väärtus, mis näitab, mitu mooli lahuses lahustunud ainet on 1 kg lahusti kohta
Vastus: Molaarne kontsentratsioon 1,38 mol/l
Ekvivalentkontsentratsioon 4,14 mol ekv/l
Molaalne kontsentratsioon 190,5 g/kg lahuse kohta
Ülesanne 7. Arvutage mitteelektrolüüdi molaarmass, teades, et lahus, mis sisaldab 2,25 g seda ainet 250 g vees, kristalliseerub temperatuuril -0,2790C. Vee krüoskoopiline konstant on 1,86 kraadi.
Määrame mitteelektrolüüdi molaarmassi järgmise valemi abil:
kus K on lahusti krüoskoopiline konstant
t – kristalliseerumistemperatuuri langus.
Kristallisatsiooni temperatuur puhas vesi 0 0 C, seega kristalliseerumistemperatuuri langus t = 0 – (– 0,279) = 0,279 0 C.
Asendades andmed valemisse, arvutame
Ülesanne 8. Reaktsioone väljendatakse järgmiste skeemidega: KClO3 + Na2SO3 KCl + Na2SO4
KMnO4 + HBr Br2 + KBr + MnBr2 + H2O
Kirjutage elektroonilised võrrandid. Järjesta koefitsiendid reaktsioonivõrranditesse. Iga reaktsiooni puhul märkida, milline aine on oksüdeerija ja milline redutseerija; milline aine oksüdeerub, milline redutseerub.
1) KCl + 5 O 3 + Na 2 S + 4 O 3 KCl -1 + Na 2 S + 6 O 4
Cl +5 + 6e Cl -1 | 1
S +4 - 2e S +6 | 3
KClO 3 + 3Na 2 SO 3 KCl + 3Na 2 SO 4
Kloor redutseeritakse (aksepteerib elektrone), olles oksüdeeriv aine; väävel oksüdeerub (loovutab elektrone), olles redutseerija.
2) KMn + 7 O 4 + HBr -1 Br 2 0 + KBr + Mn + 2 Br 2 + H 2 O
See reaktsioon on redoksreaktsioon, mida muudavad 2 elementi:
Mn +7 + 5e Mn +2 | 2
2Br -1 - 2e Br 2 0 | 5
2KMnO4 + 16HBr 5Br2 + 2KBr + 2MnBr2 + 8H2O
Mangaan redutseerub (aksepteerib elektrone), olles oksüdeeriv aine; broom oksüdeerub (loovutab elektrone), olles redutseerija.
Klass: 8
Sihtmärk: Tutvustage õpilastele mõisteid "ainekogus", "moolmass" ja andke ettekujutus Avogadro konstandist. Näidake seost aine koguse, osakeste arvu ja Avogadro konstandi vahel, samuti seost molaarmassi, massi ja aine koguse vahel. Õppige arvutusi tegema.
Tunni tüüp:õppetund uute teadmiste õppimisel ja esialgsel kinnistamisel.
Tunni edenemine
I. Organisatsioonimoment
II. Töö kontrollimine teemal "Keemiliste reaktsioonide tüübid"
III. Uue materjali õppimine
1. Aine kogus – mool
Ained reageerivad rangelt määratletud proportsioonides. Näiteks aine vee saamiseks peate võtma nii palju vesinikku ja hapnikku, et iga kahe vesiniku molekuli kohta oleks üks hapniku molekul:
2H2 + O2 = 2H2O
Aine raudsulfiidi saamiseks peate võtma nii palju rauda ja väävlit, et iga rauaaatomi kohta oleks üks väävliaatom.
Aine fosforoksiidi saamiseks peate võtma nii palju fosfori ja hapniku molekule, et iga nelja fosfori molekuli kohta oleks viis hapniku molekuli.
Praktikas on võimatu määrata aatomite, molekulide ja muude osakeste arvu – need on liiga väikesed ja silmale nähtamatud. Struktuuriüksuste (aatomite, molekulide) arvu määramiseks keemias kasutatakse spetsiaalset kogust - aine kogus ( v – alasti). Aine koguse ühik on mutt.
- Mool on aine kogus, mis sisaldab nii palju struktuurseid osakesi (aatomeid, molekule), kui on aatomeid 12 g süsinikus.
Eksperimentaalselt on kindlaks tehtud, et 12 g süsinikku sisaldab 6,10 23 aatomit. See tähendab, et üks mool mis tahes ainest, olenemata selle agregatsiooni olekust, sisaldab sama arvu osakesi - 6·10 23.
- 1 mool hapnikku (O 2) sisaldab 6·10 23 molekuli.
- 1 mool vesinikku (H 2) sisaldab 6·10 23 molekuli.
- 1 mool vett (H 2 O) sisaldab 6·10 23 molekuli.
- 1 mool rauda (Fe) sisaldab 6·10 23 molekuli.
Harjutus: Kasutades saadud teavet, vastake küsimustele:
a) mitu hapnikuaatomit on 1 moolis hapnikus?
– 6·10 23 ·2 = 12·10 23 aatomit.
b) mitu vesiniku- ja hapnikuaatomit sisaldub 1 moolis vees (H 2 O)?
– 6·10 23 ·2 = 12·10 23 vesinikuaatomit ja 6·10 23 hapnikuaatomit.
Number 6 10 23 nimetatakse Avogadro konstandiks sajandi Itaalia teadlase auks ja on tähistatud NA. Ühikud on aatomid/mool või molekulid/mool.
2. Ülesannete lahendamine aine koguse leidmiseks
Sageli peate teadma, kui palju aine osakesi teatud koguses aine sisaldab. Või leidke aine kogus teadaoleva arvu molekulide põhjal. Neid arvutusi saab teha järgmise valemi abil:
kus N on molekulide arv, NA on Avogadro konstant, v- aine kogus. Selle valemi abil saate väljendada aine kogust.
| v = N/NA |
Ülesanne 1. Mitu aatomit on 2 moolis väävlis?
N = 2 · 6 · 10 23 = 12 · 10 23 aatomit.
2. ülesanne. Mitu aatomit on 0,5 moolis rauas?
N = 0,5 6 10 23 = 3 10 23 aatomit.
3. ülesanne. Mitu molekuli on 5 moolis süsinikdioksiidis?
N = 5 · 6 · 10 23 = 30 · 10 23 molekuli.
4. ülesanne. Kui suur kogus ainet on selle aine 12 10 23 molekulis?
v = 12,10 23 / 6,10 23 = 2 mol.
5. ülesanne. Kui suur kogus ainet on 0,6 10 23 selle aine molekuli?
v = 0,6 10 23 / 6 10 23 = 0,1 mol.
6. ülesanne. Kui suur kogus ainet on selle aine 3 10 23 molekulis?
v = 3,10 23 / 6,10 23 = 0,5 mol.
3. Molaarmass
Sest keemilised reaktsioonid peate arvestama aine kogusega moolides.
K: Aga kuidas mõõta praktikas 2 või 2,5 mooli ainet? Millised ühikud sobivad kõige paremini ainete massi mõõtmiseks?
Mugavuse huvides kasutatakse keemias molaarmassi.
Molaarmass on aine ühe mooli mass.
Tähistatakse M. Mõõdetud g/mol.
Molaarmass on võrdne aine massi ja vastava ainekoguse suhtega.
Molaarmass on konstantne väärtus. Molaarmassi arvväärtus vastab suhtelise aatom- või suhtelise molekulmassi väärtusele.
K: Kuidas leida suhtelist aatommassi või suhtelist molekulmassi?
hr(S) = 32; M (S) = 32 g/mol – mis vastab 1 moolile väävlile
Mr (H20) = 18; M (H 2 O) = 18 g/mol – mis vastab 1 moolile veele.
4. Ülesannete lahendamine aine massi leidmiseks
Ülesanne 7. Määrake 0,5 mol raua mass.
Ülesanne 8. Määrake 0,25 mol vase mass
Ülesanne 9. Määrake 2 mol süsinikdioksiidi (CO 2) mass
Probleem 10. Mitu mooli vaskoksiidi - CuO moodustab 160 g vaskoksiidi?
v = 160/80 = 8 mol
Probleem 11. Mitu mooli vett vastab 30 g veele?
v = 30/18 = 1,66 mol
Probleem 12. Mitu mooli magneesiumi vastab 40 grammile?
v = 40/24 = 1,66 mol
IV. Konsolideerimine
Frontaalne uuring:
- Mis on aine kogus?
- Millega võrdub 1 mool mis tahes ainet?
- Mis on molaarmass?
- Kas mõisted "molekulide mool" ja "aatomimool" erinevad?
- Selgitage ammoniaagi molekuli NH3 näitel.
- Miks on ülesannete lahendamisel vaja teada valemeid?
Ülesanded:
- Mitu molekuli on 180 grammis vees?
- Mitu molekuli moodustab 80 g süsinikdioksiidi?
V. Kodutöö
Uurige lõigu teksti, looge kaks ülesannet: aine koguse leidmine; aine massi leidmiseks.
Kirjandus:
- Gara N.N. Keemia. Tunnid 8. klassis: käsiraamat õpetajatele. _ M.: Haridus, 2009.
- Rudzites G.E., Feldman F.G. Keemia. 8. klass: Õpik üldharidusasutustele - M.: Prosveshchenie, 2009.
2.1. Mitu mooli ja molekuli sisaldab 280 g süsinikmonooksiidi CO?
Lahendus
CO molekulmass on 28, grammi molekulmass on 28 g CO moolide arv 280 g-s on 280:28 = 10 ja molekulide arv 10 moolis on 6,02 10 23 10 = 6,02-10. 24.
2.2. 1-liitrine anum sisaldab 1 g hapnikku. Määrake hapniku molekulide kontsentratsioon anumas.
R 171 R w R
P = CkT, Siis KOOS--. PV=-RT, kust - = --, seega, kl M " 1 M V
2.3. Arvutage 0,7% H 2 S0 4 lahuse polaarsus.
Lahendus
1 liiter lahust sisaldab X= = 7 g H2SO4. H 2 S0 molekulmass 4
on võrdne А/ =2 1 + 32 + 16-4 = 98. Siis H 2 S0 4 molaarne kontsentratsioon KOOS = = 7,14
- 10-2 mol/l.
- 2.4. Arvutage naatriumtritionaadi Na 2 S 2 0 6 protsentuaalne koostis. Lahendus
Na 2 S 2 O molekulmass e M= 2-23,0 + 3-32,07 + 6-16,0 = 238,2. Naatriumi, väävli ja hapniku protsent:
2.5. Vesinikkloriidhape sisaldab 22 g HC1 100 g lahuse kohta. Leidke lahenduse normaalsus, kui erikaal on 1,11.
Lahendus
Leiame 100 g HC1 lahusele vastava mahu, T = -g = ~- = 90,09 ml.
Teeme proportsiooni: 90,09 ml lahust sisaldab 22 g, 1000 ml lahust sisaldab X g, kust
Arvutame välja, mitmele grammi ekvivalentile vastab 244,2 g NS: E H c1 = 36,5 g, siis
2.6. Õhk sisaldab 21% (maht) hapnikku ja 79% (maht) lämmastikku. Määrake õhu koostis massiosades (%). Mitu kmol lämmastikku ja hapnikku sisaldab 1 m3 ja 1 kg õhku?
Lahendus
1 m 3 õhku sisaldab 0,21 m 3 hapnikku ja 0,79 m 3 lämmastikku. Eeldades, et atmosfäärirõhul on õhu omadused lähedased ideaalse gaasi omadustele ja 1 kmol ideaalset gaasi võtab normaaltingimustes enda alla 22,4 m 3, saame, et 1 m 3 õhku sisaldab 0,21/22,4 = 0,0094 kmol hapnikku ja lämmastikku - 0,79/22,4 = 0,0353 kmol. Hapniku ja lämmastiku molaarmassid on vastavalt 32 ja 28 kg/kmol. Siis on 1 m 3 õhus hapniku mass 0,0094-32 = 0,3 kg ja lämmastiku mass 0,0353-28 = 0,99 kg. Seega sisaldab õhk: hapnikku
- 0 3 0 99
- - : -= 0,233 mai. aktsiad (23,3% (mai.)): lämmastik- ’? -= 0,767 mai. aktsiad (76,7%
- 0,3 + 0,99 v 4 "0,3 + 0,99 (mai)).
- 2.7. Kui suur mass (g) on 3–10 23 lämmastikumolekulil? Lämmastiku molaarmass on 28 kg/mol, NA = 6T 0 23 mol -1.
Vastus: 14 aastat
- 2.8. Kui suur on 50 mooli hapniku mass (g)? Hapniku molaarmass on 32 kg/mol. Vastus: 1600
- 2.9. Mitu korda 3 g vesinikus rohkem molekule kui 9 g vees? Vesiniku molaarmass on 2 kg/mol, vee - 18 kg/mol.
Vastus: 3 korda.
2.10. Tuletage süsivesinike valem süsinikusisalduse 83,24% ja vesiniku - 16,76% põhjal.
Vastus: C5H]2 (pentaan).
2.11. Arvutage elementide protsent valemiga NaCl.
Vastus: Na - 39,36%, Cl - 60,64%.
2.12. Arvutage elementide protsent valemiga KS1.
Vastus: K - 52,43%, C1 - 47,57%.
2.13. Arvutage elementide protsent valemiga NH3.
Vastus: N - 82,28%, N - 17,72%.
2.14. Arvutage elementide protsent valemiga Sb 2 0 4.
Vastus: Sb - 79,20%, O - 20,80%.
2.15. Arvutage elementide protsent valemiga U 3 O s.
Vastus: U - 84,80%, O - 15,20%.
2.16. Arvutage oksiidide protsent ühendis CaC0 3.
Vastus: CaO - 56,03%, C02 - 43,97%.
2.17. Arvutage oksiidide protsent ühendis Hg 2 S0 4.
Vastus: IIg20 - 83,10%, S03 - 16,90%.
2.18. Arvutage oksiidide protsent FeP04 ühendis.
Vastus: Fe 2 0 3 - 52,93%, P 2 0 5 - 47,07%.
2.19. Arvutage oksiidide protsent ühendis KСr0 2.
Vastus: K 2 0 - 38,25%, Cr 2 0 3 - 61,75%.
2.20. Arvutage oksiidide protsent NaOH ühendis.
Vastus: Na20 - 77,49%, H20 - 22,51%.
2.21. Kui on teada, et see proov sisaldab 15% lämmastikku, arvutatakse lisandite protsent nitraadi NaN0 3 ebapuhtas proovis.
Vastus: 9%.
2.22. Teatud mineraali proov sisaldab 26,83% KC1 ja 32,27% MgCl2. Arvutage kloori protsent selles proovis.
Vastus: 38,38%.
2.23. Teatud mineraal sisaldab 16,93% K 2 0, 18,32% Al 2 0 3 ja 64,75% Si0 2. Arvutage hapniku protsent mineraalis.
Vastus-. 46%.
2.24. Tuletage antud elementide protsendi alusel ühendi valem: C - 65,53%, C1 - 36,47%.
Vastus: CC1 4.
2.25. Tuletage elementide protsendi põhjal ühendi valem: Na - 58,92%, S - 41,08%.
Vastus: Na2S.
2.26. Tuletage ühendi valem antud elementide protsendi alusel: S - 40%, O - 60%.
Vastus: S0 3 .
2.27. Aine kontsentratsiooni mõõtmise tulemus väljendati 1,7524 veaga ±0,05. Milline arv peaks mõõtmistulemust õigesti väljendama? Mitu õiget numbrit see sisaldab ja milline number on küsitav?
Vastus: 1,75; kaks esimest; kolmandaks.
5. ülesanne. Mitu grammi süsihappegaasi võib sisaldada 8 g hapnikku?
M(CO2) = 44 g/mol; M(O) = 16 g/mol;
6. ülesanne. Arvutage 1,204 109 23 SO 2 molekuli mass grammides: M(S0) 2 =64 g/mol.
Teadmiste ja võimete proovilepanek
Mitu aatomit on kokku 6,02 10 23 veemolekulis (H 2 O)? 2. Mitu aatomit on 3 moolis hapnikus (O 2)? 3. Mitu hapnikuaatomit on 0,5 mol H 3 PO 4-s? 4. Arvutage moolide arv 3,01 10 23 süsinikdioksiidi molekulis. 5. Arvutage aatomite koguarv 0,5 mol H 2 O, 0,5 mol O 2 ja 0,5 mol SO 3. 6. Arvutage N A aatomeid sisaldava CH 4 moolide arv. 7. Arvutage N A aatomeid sisaldavate SO 3 moolide arv. 8. Mitu grammi on vee (H 2 O) mass, mis sisaldab kokku N A aatomeid? M(H20) = 18 g/mol. 9. Mitu mooli on 0,9 grammis vees (H 2 O)? M(H20) = 18 g/mol. 10. Mitu aatomit on kokku 1,8 grammis vees? M(H20) = 18 g/mol. 11. Mitu grammi on SO 3, milles aatomite arv on Na. M(S03) = 80 g/mol. 12. Mitu aatomit on 4 grammis NaOH-s? M(NaOH) = 40 g/mol.
9. Avogadro seadus. Gaaside molaarmaht
IN XIX algus sajandil, itaalia teadlane Avogadro, olles teinud vaatlusi gaaside omaduste kohta aastal erinevad tingimused ja analüüsinud varem avastatud gaasiseadusi (Boyle-Mariotte, Gay-Lussac jne), sõnastas ta 1811. uus seadus gaaside kohta. Avogadro seadus on järgmine: võrdsed mahud erinevaid gaase samadel tingimustel (sama temperatuur ja rõhk) sisaldavad sama arvu molekule.
Nagu teate, sisaldab 1 mool mis tahes ainet 6,02 10 23 molekuli. Samuti on teada, et gaaside molaarmass (mass 1 mol) on arvuliselt võrdne nende suhtega molekulmass. Sel juhul võime öelda, et 2 g vesinikku, 32 g hapnikku, 28 g lämmastikku, 44 g süsinikdioksiidi sisaldavad sama palju molekule (6,02 10 23). Seega samadel tingimustel hõivab sama arv gaasimolekule sama ruumala.
Arvutati, et normaaltingimustes (temperatuur 0°C ja rõhk ~101,3 kPa) on 1 mooli mistahes gaasi või gaasisegu maht
Laadimine...