Файл: М. Н. Назаров, Ю. И.docx

Федеральное агенство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

М.Н. Назаров, Ю.И. Пузин
Х И М И Я
Учебное пособие


УФА 2008

ВВЕДЕНИЕ

При создании пособия авторы преследовали цель – облегчить усвоение материала по общей и неорганической химии студентами заочной формы обучения.

Каждая глава содержит краткий теоретический материал, призванный дать ключевые понятия, раскрыть основное содержание данной темы и очертить круг вопросов, подлежащих дополнительному изучению. Самостоятельная работа с учебной литературой должна оставаться основной формой изучения программного материала.

Курс химии для студентов нехимических специальностей состоит из двух больших разделов: общие законы химии и химия элементов. Качественное изучение материала первого раздела, каждая глава которого содержит подробные примеры решения типовых задач, обеспечит успешное усвоение материала второго раздела, где рассматриваются свойства отдельных групп элементов.

При изучении свойств каждого конкретного элемента (группы элементов) следует, прежде всего, обратить внимание на его положение в Периодической системе, электронное строение атома, характерные степени окисления. Затем следует рассмотреть свойства данного элемента в виде простого вещества, его

---

соединений с кислородом и водородом, свойства характеристических соединений (оксидов, гидроксидов, кислот) с точки зрения их кислотно- основных свойств, участие в окислительно-восстановительных реакциях, способность к комплексообразованию.

К выполнению контрольных работ можно приступить только при усвоении определенной части курса и после тщательного разбора примеров решения задач по соответствующей теме.

Общие законы химии

1. 
   Моль. Закон Авогадро. Законы идеальных газов
   

В химических расчетах часто используется понятие ―количество вещества‖. Единицей количества вещества является моль.

Моль-количество вещества, содержащее столько молекул, атомов, ионов или других структурных единиц, сколько содержится атомов в 12 г изотопа углерода ¹²С.

Число структурных единиц системы, содержащихся в 1 моле (постоянная Авогадро), равно 6,02 10²³ моль^-1.

Масса 1 моля вещества (молярная масса), выраженная в граммах, численно равна относительной молекулярной массе этого вещества.

Согласно закону Авогадро, в равных объемах любых газов, взятых при одной и той же температуре и одинаковом давлении, содержится одинаковое число молекул. Следовательно, при одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает один и тот же объем. При нормальных условиях (273 К, Р=101,3 кПа) это 22,4 л.

В расчетах, связанных с газами, часто приходится переходить от данных условий к нормальным или наоборот. При

---

этом удобно пользоваться формулой, следующей из объединенного газового закона Бойля-Мариотта и Гей-Люссака:

pV

_T ,

где р – давление; V – объѐм; Т – температура; индекс ―н‖ указывает на нормальные условия.

---

Примеры решения задач

Пример 1. Сколько весит молекула СuO ?

Решение. Относительная молекулярная масса CuO равна 80. Следовательно, молярная масса CuO равна 80 г/ моль. В 1 моле CuO содержится 6,02 10²³ молекул. Находим массу одной молекулы: m= 80/(6,02 10²³) = 13,3 10²³ г.

Пример 2. Какой объѐм займет при температуре 20°С и давлении 250 кПа аммиак массой 51 г ?

Решение. Зная объѐм, занимаемый 1 молем газа (22,4 л) и молярную массу аммиака (17 г), находим объѐм, который будет занимать 51 г аммиака при нормальных условиях

17 г занимают объѐм 22,4 л 51 г — ― — V_Н ,

откуда V_H = (51 22,4) / 17 = 67,2 л.

Приводим полученный объѐм к указанным условиям: V= P_HV_HT / PT_H = 101,3 67,2 293 /250 273 = 29,2 л.

Задачи

1. 
   Сопоставить количество молекул, содержащихся в 1 г NH₃ и в 1 г N₂. В каком случае и во сколько раз число молекул больше?
   
2. 
   Выразить в граммах массу одной молекулы диоксида серы.
   
3. 
   Одинаково ли число молекул в 0,001 кг Н₂ и в 0,001 кг О₂ ? В 1 моль Н₂ и в 1 моль О₂ ? В 1 л Н₂ и в 1 л О₂ при одинаковых условиях ?
   
4. 
   Сколько молекул содержится в 1 мл водорода при н.у. ?
   
5. 
   Какой объем при н.у. занимают 27 10²¹ молекул газа?
   
6. 
   Определите объѐм газа при н.у., если при 373 К и 500 кПа его объѐм равен 5 л.
   
7. 
   Определите объем оксида углерода (IV) при 300 К и 100 кПа, если его масса равна 88 г.
   
8. 
   Определите относительную молекулярную массу газа, если масса его составляет 8,5 г, объѐм 18,1 л при 300 К и давлении 80 кПа.
   
9. 
   Определите массу диоксида углерода, если объѐм его составляет 10 л при 200 кПа и 300 К.
   
10. 
    Определите объѐм, который займет при нормальных условиях газовая смесь, содержащая водород массой 1,4 г и азот массой 5,6 г.
    

---

2. Вывод химических формул.

Расчеты по химическим формулам и уравнениям
Формулы веществ показывают, какие элементы и в каком количестве входят в состав вещества. Различают формулы простейшие и молекулярные. Простейшая формула выражает наиболее простой возможный атомный состав молекул вещества, соответствующий отношениям масс элементов, образующих данное вещество. Молекулярная формула показывает действительное число атомов каждого элемента в молекуле.

Для вывода простейшей формулы вещества достаточно знать его состав и атомные массы образующих данное вещество элементов.

Для нахождения молекулярной формулы вещества необходимо также знать его молекулярную массу.

---