Электронный репетитор (Учимся решать задачи по химии)

Электронный репетитор для учащихся 8-9 классовЛентина О.В., учитель химии ГБОУ ООШ № 11 г. Новокуйбышевска Самарской области ГБОУ ООШ № 11 Содержание: Количество веществаЧисло структурных единицОтносительная плотность газовМассовая доля вещества в смесиМассовая доля элементаОбъёмная доля газаМольная доля веществаСредняя молярная масса смеси газовМассовая доля газаОбъединённый газовый закон Бойля – Мариотта и Гей-ЛюссакаУравнение Менделеева – КлапейронаМассовая доля растворённого вещества Массовая доля растворённого вещества в смешанном раствореДиагональная схема смешивания растворов («правило креста»)Молярная концентрация растворённого веществаСкорость химической реакцииЗакон действующих массПравило Вант-ГоффаМолярная масса (для газов)Плотность вещества Количество вещества Для газов: M m v = m V V v = Vm=22,4 л/моль (при н. у. - 00C; 101,3 кПа)  Пример Пример Число структурных единиц v N N A = NA - число Авогадро - 6,02 .1023  Пример Относительная плотность газов  2 1 M M D = 2 2 газа H M D = 29 газа возд M D = Пример Массовая доля вещества в смеси  ) ( ) ( смеси m вещества m = w Пример Массовая доля элемента  ) ( ) ( ) ( вещества М Э М Э = w ) ( ) ( ) ( ) ( Э M Э M Э v Э = w Пример Объёмная доля газа  ) ( ) ( смеси V газа V = j Пример Мольная доля вещества  ) ( ) ( смеси v вещества v = c Пример Средняя молярная масса смеси газов  ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( Z M Z Y M Y X M X Z Y X M + + = + + j j j ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( Z M Z Y M Y X M X Z Y X M + + = + + c c c Пример Массовая доля газа  ) ( смеси M M газа газа газа = c w Пример Объединённый газовый законБойля – Мариотта и Гей-Люссака Где ρ0 = 101,3 кПа,V0 - объём газа при н.у.T0 = 273  0 0 0 T V p T рV = Пример Уравнение Менделеева - Клапейрона К моль Дж Где R = 314 , 8  RT M m vRT pV = = Пример Массовая доля растворённого вещества  r w = раствора V в р m в р .) . ( .) . ( раствора m в р m в р .) . ( .) . ( = w O H m в р m в р m в р 2 .) . ( .) . ( .) . ( + = w Пример Массовая доля растворённого вещества в смешанном растворе  ) ( 2 ) ( 1 .) . ( 2 .) . ( 1 .) . ( ра р ра р в р в р в р см m m m m - - + + = w Пример Диагональная схема смешивания растворов («правило креста») Более высокая массовая доля исходного раствора. Белее низкая массовая доля исходного раствора. Массовая доля раствора, полученного при смешивании. Массовые части исходных растворов  ) ( 1 см w w - ) ( 2 w w - см см w 1 w 2 w 1 w 2 w см w Пример Молярная концентрация растворённого вещества  л моль V v C = V M m C = Vл M V C в р в р мл = .) . ( .) . ( w r Пример Скорость химической реакции Где τ - время  t u D D = C Пример Закон действующих масс  ) ( ) ( b C a C k = u Пример Правило Вант-Гоффа  0 0 2 0 1 10 1 2 t t - = g u u Пример Молярная масса (для газов)  r = m V M 2 2 H D M = Пример Плотность вещества V m = r  Пример Примеры задач: Пример: Вычислите относительную плотность оксида серы (IV) по водороду и по воздуху. Дано:M(SO2)=64 г/моль.Найти: Решение:Из формулы следует, что: Ответ: Dвозд (SO2) ) ( 2 2 SO D H ;  Примеры задач: Задача: Вычислите, сколько атомов содержится в сере количеством вещества 2 моль. Дано:v(S)=2 моль.Найти:N(S) Решение:Число структурных единиц серы определяем по формуле: (атомов серы). Ответ: N(S)= 12.1023 атомов серы. тогда  Примеры задач: Задача: Вычислите массовые доли элементов в воде. Дано:v(H2O)=1 моль.Найти: Решение:Молярная масса воды равна:M(H2O)=2.1+16=18 (г/моль). Ответ: ) ( ); ( O H w w Берем для расчета количество вещества 1 моль, тогда На основе формулы определяем:  Примеры задач: Задача: Определите количество вещества, соответствующее диоксиду кремния массой 180 г. Дано:m(SiO2)=180 г.Найти:v(SiO2). Решение:М(SiO2)= М(Si)+2M(O)=28г/моль+2.16г/моль==60г/моль Используя формулу, определяем количество вещества диоксида кремния: (моль) Ответ: v(SiO2)=0,5 моль. тогда  Примеры задач: Задача: Определите количество вещества, соответствующее кислороду объёмом 11,2 л (н.у.). Дано:V(О2)=11,2 лНайти:v(O2) Решение:Для расчета используем формулу: тогда (моль) Ответ: v(O2)=0,5 моль.  Примеры задач: Пример: Определите массу одной молекулы оксида углерода (IV). Дано:M(CO2)=44 г/мольНайти:m0(CO2) Решение:Из формулы следует, что 1 моль вещества содержит 6.1023 молекул, следовательно: M(CO2)=m0(CO2).NAтогда Ответ:  Примеры задач: Задача: Определите массу серной кислоты количеством вещества 0,25 моль. Дано:v(H2SO4)=0,25 моль.Найти:m (H2SO4) Решение:Из формулы следует, что:M(H2SO4)= v(H2SO4).M(H2SO4); Ответ: m(H2SO4)=24,5 г. M(H2SO4)=2.M(H)+M(S)+4.M(O)==2.1 г/моль+32 г/моль+4.16 г/моль=98 г/моль.m(H2SO4)=0,25.98=24,5 (г).  Примеры задач: Задача: Определите молярную массу благородного газа Х, плотность которого по водороду составляет 20.Назовите этот газ. Дано:Найти:M(X). Решение:Из формулы следует, что: , M=20.2=40 (г/моль). Ответ: M(X)=39,949 г/моль; аргон. 20 ) ( 2 = X D H ) ( 2 ) ( 2 X D X M H = Из Периодической системы элементов следует, что этой молярной массе соответствует благородный газ аргон (M(Ar)=39,948 г/моль).  Примеры задач: Задача: Определите массовую долю (%) соли в растворе, полученном при растворении 50 г соли в 200 г воды. Дано:m(соли) = 50 гm(Н2O) = 200 гНайти: (соли) Решение: (соли) = = = = 0,2 или 20% Ответ: (соли) = 0,2 или 20% ) 0 ( ) ( ) ( 2 H m соли m соли m + 200 50 50 +  Примеры задач: Задача: Окисление серы протекает по уравнению: S(тв)+O2(г)=SO2(г)Как изменится скорость реакции, если объём системы уменьшить в 4 раза? Дано:V1/V2=4Найти: Решение: S(тв) +O2(г)=SO2(г) (гетерогенная реакция) Обозначим концентрацию кислорода: [O2] = a1. Согласно закону действующих масс скорость реакции до изменения объёма равна: = k[O2]=ka2. Скорость реакции после уменьшения объёма (вследствие уменьшения объёма концентрация кислорода увеличивается в 4 раза): = k(4a)=4ka3. Определяем, во сколько раз возрастёт скорость реакции: Ответ: скорость реакции увеличится в 4 раза. 1 u 2 u 4 4 1 2 = = ka ka u u  Примеры задач: Задача: Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 30 до 70 0С, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2. Дано:t=30 0C;t=70 0C; = 2. Решение: По правилу Вант-Гоффа По условию задачи требуется определить .Подставим данные задачи в формулу:Следовательно, скорость реакции увеличится в 16 раз Ответ: увеличится в 16 раз. Найти: 10 t 1 2 1 2 ) t ) t t - ( = ( g u u ) (t / ) (t 1 2 u u 16 2 2 ) (t ) t 4 10 30 70 10 1 2 1 2 = = = = ( - - t t g u u ) (t / ) (t 1 2 u u g  Примеры задач: Задача: Определите молярную и нормальную концентрации растворённого вещества в 1 л раствора с массовой долей серной кислоты 62%, плотность которого равна 1,52 г/мл. Дано: Решение: 1.Определяем массу серной кислоты в 1 л (1000 мл) раствора с массовой долей H2SO4 62%: (г)2.Вычисляем молярность раствора (объём раствора составляет 1 л): (моль/л) или 9,616 МЗадачу можно решить в одно действие:3.Определяем нормальную концентрацию раствора: Найти:С(H2SO4);Сэкв(H2SO4) Ответ: С(H2SO4)=9,616 М Сэкв(H2SO4)=19,232 н. 4 , 942 62 , 0 52 , 1 1000 ) (H ) m(H 4 2 4 2 = = = SO V SO w r 616 , 9 1 98 4 , 942 ) ( ) ( ) С(H 4 2 4 2 4 2 = = = SO H M SO H m SO ( н.) 232 , 19 1 49 62 , 0 52 , 1 1000 ) ( ) ( ) ( С ( г/моль) 49 2 98 кислоты ) ( ) ( 4 2 4 2 4 2 экв 4 2 4 2 = = = = = = V SO H M SO H m SO H основность SO H M SO H M экв экв  Примеры задач: Задача: При давлении 105,4 кПа и температуре 25 0С азот занимает сосуд объёмом 5,5 л. Вычислите количество вещества азота, находящегося в данном сосуде. Дано:p=105,4 кПа;t=25 0C;V(N2)=5,5 л Решение: Способ 1.1.Вычисляем абсолютную температуру, при которой находится азот:T= 273+t = 273+25 = 298 (K).2.На основе формулы определяем объём азота при н.у.:3.По формуле вычисляем количество вещества азота, находящееся в сосуде:Способ 2. Найти: Ответ: v(N2)=0,234 моль 1.Вычисляем абсолютную температуру, при которой находится азот: T=273+25=298 (K) 2.Вычисляем количество вещества азота. Из уравнения Менделеева-Клапейрона следует, что ) ( 24 , 5 298 3 , 101 273 5 , 5 4 , 105 VT 0 0 0 л T V = = = Р Р ( моль) 234 , 0 4 , 22 24 , 5 ) V(N ) ( 2 2 = = = m V N n 234 , 0 298 31 , 8 5 , 5 4 , 105 RT V ) (N 2 = = = Р n ) ( 2 N u  Примеры задач: Задача: Воздух состоит примерно из 4 объёмов азота и 1 объёма кислорода. Определите среднюю молярную массу воздуха. Дано:V(N2) : V(O2)==4 : 1 Решение: 1.Используя формулу, определяем объёмные доли газов:2.На основе формулы находим среднюю молярную массу воздуха:М(воздуха)=М(воздуха)= (г/моль) Найти:M (воздуха) Ответ: М(воздуха) 29 г/моль. 2 , 0 1 4 1 ) ( ) ( ) ( ) 8 , 0 1 4 4 ) ( ) ( ) ( ) (N 2 2 2 2 2 2 2 = + = + = ( = + = + = 2 O V N V O V O O V N V N V j j ) ( ) (O ) ( ) 2 2 2 O M N M + N ( 2 j j  Примеры задач: Задача: Смешали 300 г раствора с массовой долей хлорида натрия 20% и 500 г раствора с массовой долей - 40%. Вычислите массовую долю хлорида натрия в полученном растворе. Дано:т1р-ра=300 гт2 р-ра=500г Найти:  % 40 % 20 2 1 = = w w Решение Примеры задач: Задача: Имеются растворы с массовой долей хлорида натрия 10 и 20%. Какую массу каждого раствора надо взять для получения 300 г раствора с массовой долей соли 12%? Дано: Решение: Найти:m1(р-ра)m2(р-ра)  По правилу креста определяем массовые части исходных растворов: 0,2 0,02 0,120,1 0,08 Следует смешать более концентрированный раствор (20%) и 10% р-р в соотношении 0,02:0,08 или 1:4 (всего 5 частей).Масса 10% р-ра: 60 5 1 300 : раствора 20% Масса 240 5 4 300 = = Примеры задач: Задача: Определить молярную массу газа Х, если масса его 0,6 л (н.у.) составляет 0,75 г. Дано:m(X)-0,75 гV(X)- 0,6 л Решение:По формулам: Найти:M(X)  r = m V M V m = r Рассчитаем:М=22,4л/моль.(0,75г : 0,6 л) = 28 г/моль Примеры задач: Задача: Рассчитайте плотность газа Х, если масса его 0,6 л (н.у.) составляет 0,75 г. Дано:m(X)-0,75 гV(X)- 0,6 л Решение:По формуле: Найти: (X)  V m = r Рассчитаем:0,75г : 0,6 л =1,25 г/лОтвет: r r r =1,25г/л Примеры задач: Задача: Смесь азота и оксида углерода(IV) объёмом 14 л (н.у.) имеет массу 25,5 г. Определите объёмную, мольную и массовую долю азота в смеси. Дано:m(смеси)=25,5гV(смеси)=14л Решение: Найти:  2.Вычисляем среднюю молярную массу смеси: 3. Находим объёмную долю азота в смеси. Пусть x – объёмная доля азота в смеси, тогда (1-х) – объёмная доля оксида углерода (IV) в смеси: 4. Определяем мольную долю азота в смеси. По закону Авогадро объёмная доля газа в смеси равна его мольной доле, поэтому объёмная доля азота равна его мольной доле (0,2 или 20%)5.Вычисляем массовую долю азота в смеси: 1.Находим количество вещества газовой смеси: Примеры задач: Задача: Реакция протекает по уравнению А+В = 2С. Начальная концентрация вещества А равна 0,22 моль/л, а через 10 сек -0,215 моль/л. Вычислите среднюю скорость реакции. Дано:С1 -0,22 моль/лС2 -0,215 моль/л Решение: Найти:Среднюю скорость р-и  t u D D = C =10 сек t u = 0,22-0,215(моль/л) 10 сек = 0,0005 моль/л сек