Основные формулы для решения задач по химии
05-Авг-2012 | комментариев 450 | Лолита Окольнова
Все, все основные задачи по химии решаются с помощью
нескольких основных понятий и формул.
У всех веществ разная масса, плотность и объем. Кусочек металла одного элемента может весить во много раз больше, чем точно такого же размера кусочек другого металла.
Моль (количество моль)
обозначение: моль, международное: mol — единица измерения количества вещества. Соответствует количеству вещества, в котором содержится NA частиц (молекул, атомов, ионов). Поэтому была введена универсальная величина — количество моль. Часто встречающаяся фраза в задачах — «было получено… моль вещества»
NA = 6,02 · 1023
NA — число Авогадро. Тоже «число по договоренности». Сколько атомов содержится в стержне кончика карандаша? Несколько миллионов. Оперировать такими величинами не удобно. Поэтому химики и физики всего мира договорились — обозначим 6,02 · 1023 частиц (атомов, молекул, ионов) как 1 моль вещества.
1 моль = 6,02 · 1023 частиц
Это была первая из основных формул для решения задач.
Молярная масса вещества
Молярная масса вещества — это масса одного моль вещества. Обозначается как M
Есть еще молекулярная масса — Mr
Находится по таблице Менделеева — это просто сумма атомных масс вещества.
Например, нам дана серная кислота — H2SO4. Давайте посчитаем молярную массу вещества: атомная масса H =1, S-32, O-16.
Mr(H2SO4)=1•2+32+16•4=98 гмоль.
Вторая необходимая формула для решения задач —
формула массы вещества:
Т.е., чтобы найти массу вещества, необходимо знать количество моль (n), а молярную массу мы находим из Периодической системы.
Закон сохранения массы — масса веществ, вступивших в химическую реакцию, всегда равна массе образовавшихся веществ.
Если мы знаем массу (массы) веществ, вступивших в реакцию, мы можем найти массу (массы) продуктов этой реакции. И наоборот.
Третья формула для решения задач по химии —
объем вещества:
Откуда взялось число 22.4? Из закона Авогадро:
в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул.
Согласно закону Авогадро, 1 моль идеального газа при нормальных условиях (н.у.) имеет один и тот же объём Vm = 22,413 996(39) л
Т.е., если в задаче нам даны нормальные условия, то, зная количество моль (n), мы можем найти объем вещества.
Итак, основные формулы для решения задач по химии
Число Авогадро NA
6,02 · 1023 частиц
Количество вещества n (моль)
n=mM
n=V22.4 (лмоль)
Масса вещества m (г)
m=n•Mr
Объем вещества V(л)
V=n•22.4 (лмоль)
или вот еще удобная табличка:
Это формулы. Часто для решения задач нужно сначала написать уравнение реакции и (обязательно!) расставить коэффициенты — их соотношение определяет соотношение молей в процессе.
В ОГЭ и ЕГЭ по химии задач , в которых нужно было бы найти только объем массу кол-во моль нет — это обычно ЧАСТЬ решения задачи. Однако, чтобы легко решать более сложные задачи, нужно тренироваться на таких вот небольших упражнениях.
Находим количество вещества по массе
1 Какое количество вещества алюминия содержится в образце металла массой 10.8 г?2 Какое количество вещества содержится в оксиде серы (VI) массой 12 г?
3 Определите количество моль брома, содержащееся в массе 12.8 г.
Находим массу по количеству вещества:
4. Определите массу карбоната натрия количеством вещества 0.25 моль.Объем по количеству вещества:
5. Какой объем будет иметь азот при н.у., если его количество вещества 1.34 моль?6. Какой объем занимают при н.у. 2 моль любого газа?
Ответы:/p>
- 0.4 моль
- 0.15 моль
- 0.08 моль
- 26.5 г
- 30 л
- 44.8 л
Категории:
|
Обсуждение: “Основные формулы для решения задач по химии”
(Правила комментирования)
Приветствую вас, дорогие читатели!
В этой статье разберем такой вопрос: КАК РЕШАТЬ ЗАДАЧИ ТИПА №27?
Немного теории…
Данное задание связано с формулой определения массовой доли вещества (омега):
где
ω (омега) – массовая доля вещества (%);
m в-ва – масса вещества (г);
m р-ра – масса раствора (г).
Что это такое?
Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора называют массовой долей растворенного вещества.
Некоторая сложность заключается в том, что условии может быть дано несколько массовых долей, например. Классическим способом решать такие задачи будет труднее, и вы больше потратите времени при выполнении данного задания. На заметку: ЭТО ЗАДАНИЕ ОЦЕНИВАЕТСЯ В ОДИН БАЛЛ. Оно считается заданием базового уровня сложности.
Для того, чтобы упростить себе задачу, предлагаю вам «метод стаканчиков»:
Верхнюю часть дроби умножаем на нижнюю и получаем равенство:
w 1 * m 1 + w 2 * m 2 = w 3 * m 3
Массовые доли растворов будут даны в задаче, а вот некоторые необходимо запомнить:
– массовая доля H 2 O = 0%;
-массовая доля чистого вещества = 100%;
-массовая доля чистого вещества в кристаллогидрате:
Это все, что касается теории. Давайте разберем несколько примеров.
№1. К 300 г 6%-го раствора серной кислоты прилили 100 г воды. Массовая доля кислоты в полученном растворе равна__________%. (Запишите число с точностью до десятых.)
Решение
Имеется раствор серной кислоты с известной массой и массовой долей, поэтому записываем таким образом: 6%/300 г.
К нему добавляем воду. Масса воды известна, а массовая доля для воды всегда 0%, поэтому составляем второй стаканчик: 0%/100 г.
Так как воду прилили, то между этими дробями или стаканчиками ставим знак «+».
Масса раствора увеличилась, поэтому: 300 + 100 = 400 г, а массовая доля неизвестна, обозначаем за х .
В результате получается такое выражение:
которое несложно решить.
№2 . После упаривания 500 мл 10%-го раствора хлорида калия (плотность 1,11 г/мл) его масса уменьшилась на 100 г. Массовая доля соли в полученном растворе равна_______%. (Запишите число с точностью до десятых).
Решение
Особенность составления стаканчиков заключается в том, что в верхней части дроби всегда должны быть проценты, а в нижней – граммы.
Для составления первого стаканчика необходимо перевести мл в г по формуле: m 1(р-ра) = V 1(р-ра) * ρ1(р-ра) = 500 мл * 1,11 г/мл = 555 г.
Получаем: 10%/555 г.
В условии задачи есть слово «упарили» — это значит, что между дробями будет знак «-». Выпаривают воду, поэтому второй стаканчик выглядит следующим образом: 0%/100 г.
Получается раствор массой 555 – 100 = 455г, а массовая доля – x %.
Составляем выражение:
и решаем.
№3. При охлаждении 350 г 25%-го раствора сульфата меди (II) с 90 0С до 20 0С в осадок выпало 100 г осадка медного купороса CuSO4 * 5H2O . Массовая доля соли в полученном растворе равна______%. (Запишите число с точностью до десятых.)
Решение
Имеется раствор с массовой долей: 25%/350 г, затем его охладили и выпал осадок в виде кристаллогидрата CuSO4 *5H2O массой 100 г. Здесь необходимо найти массовую долю CuSO4 в кристаллогидрате по формуле:
Составляем второй стаканчик: 64%/100 г. Так как раствор охладили, то между дробями будет знак «-».
Получается раствор массой 350 – 100 = 250 г, а массовая доля – x %.
Составляем выражение:
и решаем.
Для закрепления материла предлагаю вам задачи с ответами для самопроверки.
№1. Для приготовления 2 л 37%-й аккумуляторной серной кислоты (плотностью 1,29 г/мл) потребуется 95%-я серная кислота массой_____г. (Запишите число с точностью до целых.)
Ответ: 1005 г.
№2. Масса уксусной кислоты, которую нужно растворить в 150 г столового 5%-го уксуса для получения 10%-го раствора равна_____г. (Запишите число с точностью до десятых.)
Ответ: 8,3%
№3. К 160 г 10%-го раствора хлорида натрия добавили 10 г этой соли и 200 г воды. Массовая доля соли в полученном растворе равна_____%. (Запишите число с точностью до целых.)
Ответ: 7%
№4. Массовая доля соляной кислоты в растворе, полученном при растворении 11,2 л хлороводорода в 1 л воды, равна_____%. (Запишите число с точностью до десятых.)
Ответ: 1,79%
Если данная статья понравилась и оказалась полезной, то ставьте лайк и подписывайтесь на канал!
как найти массу вещества, зная его омегу?
Милана)
Ученик
(130),
закрыт
9 лет назад
Лучший ответ
Котенька…
Высший разум
(575029)
9 лет назад
w(в-ва) =m(в-ва): m(раствора)
m(в-ва) =w(в-ва) *m(раствора)
Остальные ответы
Надежда Надежда
Мудрец
(11144)
9 лет назад
Нет такой физической величины “омега”. Ответы дают на корректно поставленные вопросы.
Похожие вопросы
Расчёт массовой доли химических элементов по формуле вещества
Формула для вычисления массовой доли элемента в веществе
Зная химическую формулу, можно вычислить массовую долю химических элементов в веществе. Массовая доля элемента в вещества обозначается греч. буквой «омега» – ωЭ/В и рассчитывается по формуле:
где k – число атомов этого элемента в молекуле.
Задача 1
Какова массовая доля водорода и кислорода в воде (Н2О)?
Решение:
1) Вычисляем относительную молекулярную массу воды:
Mr(Н2О) = 2*Аr(Н) + 1*Аr(О) = 2*1 + 1* 16 = 18
2) Вычисляем массовую долю водорода в воде:
3) Вычисляем массовую долю кислорода в воде. Так как в состав воды входят атомы только двух химических элементов, массовая доля кислорода будет равна:
Рис. 1. Оформление решения задачи 1
Задача 2
Рассчитайте массовую долю элементов в веществе H3PO4.
Решение:
1) Вычисляем относительную молекулярную массу вещества:
Mr(Н3РО4) = 3*Аr(Н) + 1*Аr(Р) + 4*Аr(О)= 3*1 + 1* 31 +4*16 = 98
2) Вычисляем массовую долю водорода в веществе:
3) Вычисляем массовую долю фосфора в веществе:
4) Вычисляем массовую долю кислорода в веществе:
Последнее изменение: Воскресенье, 15 Октябрь 2017, 21:29
Назад
В этой статье мы коснемся нескольких краеугольных понятий в химии, без которых совершенно невозможно
решение задач. Старайтесь понять смысл физических величин, чтобы усвоить эту тему.
Я постараюсь приводить как можно больше примеров по ходу этой статьи, в ходе изучения вы увидите множество примеров
по данной теме.
Относительная атомная масса – Ar
Представляет собой массу атома, выраженную в атомных единицах массы. Относительные атомные массы указаны в периодической
таблице Д.И. Менделеева. Так, один атом водорода имеет атомную массу = 1, кислород = 16, кальций = 40.
Относительная молекулярная масса – Mr
Относительная молекулярная масса складывается из суммы относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав вещества.
В качестве примера найдем относительные молекулярные массы кислорода, воды, перманганата калия и медного купороса:
Mr (O2) = (2 × Ar(O)) = 2 × 16 = 32
Mr (H2O) = (2 × Ar(H)) + Ar(O) = (2 × 1) + 16 = 18
Mr (KMnO4) = Ar(K) + Ar(Mn) + (4 × Ar(O)) = 39 + 55 + (4 * 16) = 158
Mr (CuSO4*5H2O) = Ar(Cu) + Ar(S) + (4 × Ar(O)) + (5 × ((Ar(H) × 2) +
Ar(O))) = 64 + 32 + (4 × 16) + (5 × ((1 × 2) + 16)) = 160 + 5 * 18 = 250
Моль и число Авогадро
Моль – единица количества вещества (в системе единиц СИ), определяемая как количество вещества, содержащее столько же структурных единиц
этого вещества (молекул, атомов, ионов) сколько содержится в 12 г изотопа 12C, т.е. 6 × 1023.
Число Авогадро (постоянная Авогадро, NA) – число частиц (молекул, атомов, ионов) содержащихся в одном моле любого вещества.
Больше всего мне хотелось бы, чтобы вы поняли физический смысл изученных понятий. Моль – международная единица количества вещества, которая
показывает, сколько атомов, молекул или ионов содержится в определенной массе или конкретном объеме вещества. Один моль любого вещества
содержит 6.02 × 1023 атомов/молекул/ионов – вот самое важное, что сейчас нужно понять.
Иногда в задачах бывает дано число Авогадро, и от вас требуется найти, какое вам дали количество вещества (моль). Количество вещества в химии
обозначается N, ν (по греч. читается “ню”).
Рассчитаем по формуле: ν = N/NA количество вещества 3.01 × 1023 молекул воды и 12.04 × 1023 атомов углерода.
Мы нашли количества вещества (моль) воды и углерода. Сейчас это может показаться очень абстрактным, но, иногда не зная, как найти
количество вещества, используя число Авогадро, решение задачи по химии становится невозможным.
Молярная масса – M
Молярная масса – масса одного моля вещества, выражается в “г/моль” (грамм/моль). Численно совпадает с изученной нами ранее
относительной молекулярной массой.
Рассчитаем молярные массы CaCO3, HCl и N2
M (CaCO3) = Ar(Ca) + Ar(C) + (3 × Ar(O)) = 40 + 12 + (3 × 16) = 100 г/моль
M (HCl) = Ar(H) + Ar(Cl) = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль
M (N2) = Ar(N) × 2 = 14 × 2 = 28 г/моль
Полученные знания не должны быть отрывочны, из них следует создать цельную систему. Обратите внимание: только что мы рассчитали
молярные массы – массы одного моля вещества. Вспомните про число Авогадро.
Получается, что, несмотря на одинаковое число молекул в 1 моле (1 моль любого вещества содержит 6.02 × 1023 молекул),
молекулярные массы отличаются. Так, 6.02 × 1023 молекул N2 весят 28 грамм, а такое же количество молекул
HCl – 36.5 грамм.
Это связано с тем, что, хоть количество молекул одинаково – 6.02 × 1023, в их состав входят разные атомы, поэтому и
массы получаются разные.
Часто в задачах бывает дана масса, а от вас требуется рассчитать количество вещества, чтобы перейти к другому веществу в реакции.
Сейчас мы определим количество вещества (моль) 70 грамм N2, 50 грамм CaCO3, 109.5 грамм HCl. Их молярные
массы были найдены нам уже чуть раньше, что ускорит ход решения.
ν (CaCO3) = m(CaCO3) : M(CaCO3) = 50 г. : 100 г/моль = 0.5 моль
ν (HCl) = m(HCl) : M(HCl) = 109.5 г. : 36.5 г/моль = 3 моль
Иногда в задачах может быть дано число молекул, а вам требуется рассчитать массу, которую они занимают. Здесь нужно использовать
количество вещества (моль) как посредника, который поможет решить поставленную задачу.
Предположим нам дали 15.05 × 1023 молекул азота, 3.01 × 1023 молекул CaCO3 и 18.06 × 1023 молекул
HCl. Требуется найти массу, которую составляет указанное число молекул. Мы несколько изменим известную формулу, которая поможет нам связать
моль и число Авогадро.
Теперь вы всесторонне посвящены в тему. Надеюсь, что вы поняли, как связаны молярная масса, число Авогадро и количество вещества.
Практика – лучший учитель. Найдите самостоятельно подобные значения для оставшихся CaCO3 и HCl.
Молярный объем
Молярный объем – объем, занимаемый одним молем вещества. Примерно одинаков для всех газов при стандартной температуре
и давлении составляет 22.4 л/моль. Он обозначается как – VM.
Подключим к нашей системе еще одно понятие. Предлагаю найти количество вещества, количество молекул и массу газа объемом
33.6 литра. Поскольку показательно молярного объема при н.у. – константа (22.4 л/моль), то совершенно неважно, какой газ мы
возьмем: хлор, азот или сероводород.
Запомните, что 1 моль любого газа занимает объем 22.4 литра. Итак, приступим к решению задачи. Поскольку какой-то газ
все же надо выбрать, выберем хлор – Cl2.
Моль (количество вещества) – самое гибкое из всех понятий в химии. Количество вещества позволяет вам перейти и к
числу Авогадро, и к массе, и к объему. Если вы усвоили это, то главная задача данной статьи – выполнена 🙂
Относительная плотность и газы – D
Относительной плотностью газа называют отношение молярных масс (плотностей) двух газов. Она показывает, во сколько раз одно вещество
легче/тяжелее другого. D = M (1 вещества) / M (2 вещества).
В задачах бывает дано неизвестное вещество, однако известна его плотность по водороду, азоту, кислороду или
воздуху. Для того чтобы найти молярную массу вещества, следует умножить значение плотности на молярную массу
газа, по которому дана плотность.
Запомните, что молярная масса воздуха = 29 г/моль. Лучше объяснить, что такое плотность и с чем ее едят на примере.
Нам нужно найти молярную массу неизвестного вещества, плотность которого по воздуху 2.5
Предлагаю самостоятельно решить следующую задачку (ниже вы найдете решение): “Плотность неизвестного вещества по
кислороду 3.5, найдите молярную массу неизвестного вещества”
Относительная плотность и водный раствор – ρ
Пишу об этом из-за исключительной важности в решении
сложных задач, высокого уровня, где особенно часто упоминается плотность. Обозначается греческой буквой ρ.
Плотность является отражением зависимости массы от вещества, равна отношению массы вещества к единице его объема. Единицы
измерения плотности: г/мл, г/см3, кг/м3 и т.д.
Для примера решим задачку. Объем серной кислоты составляет 200 мл, плотность 1.34 г/мл. Найдите массу раствора. Чтобы не
запутаться в единицах измерения поступайте с ними как с самыми обычными числами: сокращайте при делении и умножении – так
вы точно не запутаетесь.
Иногда перед вами может стоять обратная задача, когда известна масса раствора, плотность и вы должны найти объем. Опять-таки,
если вы будете следовать моему правилу и относится к обозначенным условным единицам “как к числам”, то не запутаетесь.
В ходе ваших действий “грамм” и “грамм” должны сократиться, а значит, в таком случае мы будем делить массу на плотность. В противном случае
вы бы получили граммы в квадрате 🙂
К примеру, даны масса раствора HCl – 150 грамм и плотность 1.76 г/мл. Нужно найти объем раствора.
Массовая доля – ω
Массовой долей называют отношение массы растворенного вещества к массе раствора. Важно заметить, что в понятие раствора входит
как растворитель, так и само растворенное вещество.
Массовая доля вычисляется по формуле ω (вещества) = m (вещества) / m (раствора). Полученное число будет показывать массовую долю
в долях от единицы, если хотите получить в процентах – его нужно умножить на 100%. Продемонстрирую это на примере.
Решим несколько иную задачу и найдем массу чистой уксусной кислоты в широко известной уксусной эссенции.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
