مسئله ای برای حل در شیمی حل مسائل معمولی در شیمی
موسسه آموزشی بودجه شهرداری
"میانگین مدرسه جامع № 37
با مطالعه عمیق موضوعات فردی "
Vyborg، منطقه لنینگراد
«حل مشکلات محاسباتی سطح پیشرفتهمشکلات"
(مواد آمادگی برای امتحان)
معلم شیمی
پودکلادوا لیوبوف میخائیلوونا
2015
آمار آزمون یکپارچه دولتی نشان می دهد که حدود نیمی از دانش آموزان با نیمی از وظایف کنار می آیند. تجزیه و تحلیل نتایج بررسی استفاده از نتایجدر دانش آموزان شیمی مدرسه ما به این نتیجه رسیدم که باید کار روی حل مسائل محاسباتی تقویت شود، بنابراین انتخاب کردم موضوع روشمند"حل مشکلات افزایش پیچیدگی."
وظایف - نوع خاصوظایفی که دانش آموزان را ملزم به استفاده از دانش در تدوین معادلات واکنش، گاهی اوقات چندین، تدوین یک زنجیره منطقی در انجام محاسبات می کند. در نتیجه تصمیم گیری، حقایق جدید، اطلاعات، مقادیر مقادیر باید از مجموعه خاصی از داده های اولیه به دست آید. اگر الگوریتم تکمیل یک کار از قبل شناخته شده باشد، از یک کار به یک تمرین تبدیل می شود که هدف آن تبدیل مهارت ها به مهارت و رساندن آنها به خودکارسازی است. بنابراین، در اولین کلاس های آماده سازی دانش آموزان برای امتحان، مقادیر و واحدهای اندازه گیری آنها را به شما یادآوری می کنم.
ارزش
تعیین
واحدها
که در سیستم های مختلف
گرم، میلی گرم، کیلوگرم، تی، ... * (1 گرم = 10 -3 کیلوگرم)
l, ml, cm 3, m 3, ...
*(1ml \u003d 1cm 3, 1 m 3 \u003d 1000l)
تراکم
گرم در میلی لیتر، کیلوگرم در لیتر، گرم در لیتر، …
جرم اتمی نسبی
وزن مولکولی نسبی
جرم مولی
گرم در مول، …
حجم مولی
Vm یا Vm
l / mol، ... (در n.o. - 22.4 l / mol)
مقدار ماده
مول، kmol، mlmol
چگالی نسبی یک گاز بر گاز دیگر
کسر جرمی یک ماده در یک مخلوط یا محلول
کسر حجمی یک ماده در یک مخلوط یا محلول
غلظت مولی
mol/l
خروجی محصول از نظر تئوری امکان پذیر است
ثابت آووگادرو
N A
6.02 10 23 mol -1
درجه حرارت
t0 یا
درجه سانتیگراد
در مقیاس کلوین
فشار
Pa, kPa, atm., mm. rt هنر
ثابت گاز جهانی
8.31 J/mol∙K
شرایط عادی
t 0 \u003d 0 0 C یا T \u003d 273K
P \u003d 101.3 kPa \u003d 1 atm \u003d 760 میلی متر. rt هنر
سپس الگوریتمی را برای حل مسائل پیشنهاد می کنم که چندین سال است از آن در کارم استفاده می کنم.
"الگوریتمی برای حل مسائل محاسباتی".
V(r-ra)V(r-ra)
↓ρ ∙ Vمتر/ ρ
متر(r-ra)متر(r-ra)
↓متر∙ ω متر/ ω
متر(in-va)متر(in-va)
↓ متر/ مم∙ n
n 1 (in-va)-- توسط ur. مناطق→ n 2 (in-va)→
V(گاز) / V م ↓ n∙ V م
V 1 (گاز)V 2 (گاز)
فرمول های مورد استفاده برای حل مسائل
n = متر / مn(گاز) = V(گاز) / V م n = ن / ن آ
ρ = متر / V
دی = م 1 (گاز) / م 2 (گاز)
دی(اچ 2 ) = م(گاز) / 2 دی(هوا) = م(گاز) / 29
(M (H 2) \u003d 2 گرم در مول؛ M (هوا.) \u003d 29 گرم در مول)
ω = متر(in-va) / متر(مخلوط یا محلول) = V(in-va) / V(مخلوط یا محلول)
= متر(تمرین کنید.) / متر(نظریه.) = n(تمرین کنید.) / n(نظریه.) = V(تمرین کنید.) / V(نظریه.)
C = n / V
M (مخلوطات گاز) = V 1 (گاز) ∙ م 1 (گاز) + V 2 (گاز) ∙ م 2 (گاز) / V(مخلوطات گازی)
معادله مندلیف-کلاپیرون:
پ∙ V = n∙ آر∙ تی
برای قبولی در امتحان، که در آن انواع تکالیف کاملاً استاندارد هستند (شماره 24، 25، 26)، دانش آموز باید قبل از هر چیز دانش الگوریتم های محاسباتی استاندارد را نشان دهد و فقط در کار شماره 39 می تواند یک کار را با یک کار انجام دهد. الگوریتم تعریف نشده برای او
طبقه بندی مسائل شیمیایی با پیچیدگی افزایش یافته به دلیل این واقعیت پیچیده است که بیشتر آنها مسائل ترکیبی هستند. من وظایف محاسباتی را به دو گروه تقسیم کردم.
1. وظایف بدون استفاده از معادلات واکنش. برخی از حالت های ماده یا یک سیستم پیچیده توضیح داده شده است. با دانستن برخی از ویژگی های این حالت، باید موارد دیگری را نیز یافت. یک مثال می تواند وظایف باشد:
1.1 محاسبات با توجه به فرمول ماده، ویژگی های بخش ماده
1.2 محاسبات با توجه به ویژگی های ترکیب مخلوط، محلول.
وظایف در آزمون یکپارچه دولتی - شماره 24 یافت می شود. برای دانش آموزان، حل چنین مشکلاتی مشکلی ایجاد نمی کند.
2. وظایف با استفاده از یک یا چند معادله واکنش. برای حل آنها، علاوه بر ویژگی های مواد، باید از ویژگی های فرآیندها استفاده کرد. در وظایف این گروه، انواع وظایف با پیچیدگی افزایش یافته را می توان تشخیص داد:
2.1 تشکیل محلول ها.
1) چه جرمی از اکسید سدیم را باید در 33.8 میلی لیتر آب حل کرد تا محلول هیدروکسید سدیم 4 درصد بدست آید.
پیدا کردن:
m (Na 2 O)
داده شده:
V (H 2 O) = 33.8 میلی لیتر
ω(NaOH) = 4%
ρ (H 2 O) \u003d 1 گرم در میلی لیتر
M (NaOH) \u003d 40 گرم در مول
m (H 2 O) = 33.8 گرم
Na 2 O + H 2 O \u003d 2 NaOH
1 مول 2 مول
جرم Na 2 O = x را بگذارید.
n (Na 2 O) \u003d x / 62
n(NaOH) = x/31
m(NaOH) = 40x /31
m (محلول) = 33.8 + x
0.04 = 40x /31 ∙ (33.8+x)
x \u003d 1.08، m (Na 2 O) \u003d 1.08 گرم
پاسخ: m (Na 2 O) \u003d 1.08 گرم
2) تا 200 میلی لیتر محلول هیدروکسید سدیم (ρ \u003d 1.2 گرم در میلی لیتر) با کسر جرمی قلیایی 20٪ سدیم فلزی با وزن 69 گرم اضافه شد.
کسر جرمی ماده در محلول حاصل چقدر است؟
پیدا کردن:
ω 2 (NaOH)
داده شده:
محلول V (NaO H) = 200 میلی لیتر
ρ (محلول) = 1.2 گرم در میلی لیتر
ω 1 (NaOH) \u003d 20%
m (Na) \u003d 69 گرم
M (Na) \u003d 23 گرم در مول
سدیم فلزی در محلول قلیایی با آب برهمکنش می کند.
2Na + 2H 2 O \u003d 2 NaOH + H 2
1 مول 2 مول
m 1 (p-ra) = 200 ∙ 1.2 = 240 (گرم)
m 1 (NaOH) in-va \u003d 240 ∙ 0.2 = 48 (گرم)
n (Na) \u003d 69/23 \u003d 3 (mol)
n 2 (NaOH) \u003d 3 (mol)
m 2 (NaOH) \u003d 3 ∙ 40 = 120 (گرم)
متر مجموع (NaOH) \u003d 120 + 48 \u003d 168 (گرم)
n (H 2) \u003d 1.5 مول
m (H 2) \u003d 3 گرم
m (p-ra بعد از p-tion) \u003d 240 + 69 - 3 \u003d 306 (g)
ω 2 (NaOH) \u003d 168 / 306 \u003d 0.55 (55%)
پاسخ: ω 2 (NaOH) \u003d 55٪
3) جرم اکسید سلنیوم چقدر است (VI) باید به 100 گرم محلول 15 درصد سلنیک اسید اضافه شود تا کسر جرمی آن دو برابر شود؟
پیدا کردن:
m (SeO 3)
داده شده:
محلول m 1 (H 2 SeO 4) = 100 گرم
ω 1 (H 2 SeO 4) = 15٪
ω 2 (H 2 SeO 4) = 30%
M (SeO 3) \u003d 127 گرم در مول
M (H 2 SeO 4) \u003d 145 گرم در مول
m 1 (H 2 SeO 4 ) = 15 گرم
SeO 3 + H 2 O \u003d H 2 SeO 4
1 مول 1 مول
اجازه دهید m (SeO 3) = x
n (SeO 3) = x/127 = 0.0079x
n 2 (H 2 SeO 4 ) = 0.0079x
m2 (H2 SeO4) = 145 ∙ 0.079x = 1.1455x
متر مجموع (H 2 SeO 4 ) = 1.1455x + 15
m 2 (r-ra) \u003d 100 + x
ω (NaOH) \u003d m (NaOH) / m (محلول)
0.3 = (1.1455x + 1) / 100 + x
x = 17.8، m (SeO 3) = 17.8 گرم
پاسخ: m (SeO 3) = 17.8 گرم
2.2 محاسبه با معادلات واکنش زمانی که یکی از مواد بیش از حد /
1) به محلولی حاوی 9.84 گرم نیترات کلسیم محلولی حاوی 9.84 گرم ارتوفسفات سدیم اضافه شد. رسوب تشکیل شده صاف شد و فیلتر تبخیر شد. با فرض تشکیل نمکهای بی آب، جرم محصولات واکنش و ترکیب باقیمانده خشک را در کسرهای جرمی پس از تبخیر فیلتر تعیین کنید.
پیدا کردن:
ω (NaNO3)
ω (Na 3 PO 4)
داده شده:
m (Ca (NO 3) 2) \u003d 9.84 گرم
m (Na 3 PO 4) \u003d 9.84 گرم
M (Na 3 PO 4) = 164 گرم در مول
M (Ca (NO 3) 2) \u003d 164 گرم در مول
M (NaNO 3) \u003d 85 گرم در مول
M (Ca 3 (PO 4) 2) = 310 گرم در مول
2Na 3 PO 4 + 3 Сa (NO 3) 2 \u003d 6NaNO 3 + Ca 3 (PO 4) 2 ↓
2 خال 3 خال 6 خال 1 خال
n (Сa(NO 3 ) 2 ) مجموع = n (Na 3 PO 4 ) مجموع. = 9.84/164 =
Ca (NO 3) 2 0.06 / 3< 0,06/2 Na 3 PO 4
Na 3 PO 4 بیش از حد مصرف می شود،
ما محاسباتی را برای n انجام می دهیم (Сa (NO 3) 2).
n (Ca 3 (PO 4) 2) = 0.02 مول
m (Ca 3 (PO 4) 2) \u003d 310 ∙ 0.02 \u003d 6.2 (g)
n (NaNO 3) \u003d 0.12 مول
m (NaNO 3) \u003d 85 ∙ 0.12 \u003d 10.2 (g)
ترکیب فیلتر شامل محلولی از NaNO 3 و
محلول Na 3 PO 4 اضافی
n واکنش نشان دادن (Na 3 PO 4) \u003d 0.04 مول
n استراحت (Na 3 PO 4) \u003d 0.06 - 0.04 \u003d 0.02 (mol)
m استراحت (Na 3 PO 4) \u003d 164 ∙ 0.02 \u003d 3.28 (g)
باقیمانده خشک حاوی مخلوطی از نمک های NaNO 3 و Na 3 PO 4 است.
متر (استراحت خشک.) \u003d 3.28 + 10.2 \u003d 13.48 (g)
ω (NaNO 3) \u003d 10.2 / 13.48 \u003d 0.76 (76%)
ω (Na 3 PO 4) \u003d 24%
پاسخ: ω (NaNO 3) = 76٪، ω (Na 3 PO 4) = 24٪
2) اگر 200 میلی لیتر اسید کلریدریک 35 درصد باشد، چند لیتر کلر آزاد می شود.
(ρ \u003d 1.17 گرم در میلی لیتر) 26.1 گرم اکسید منگنز (IV)؟ چند گرم هیدروکسید سدیم در محلول سرد با این مقدار کلر واکنش می دهد؟
پیدا کردن:
V(Cl2)
m (NaO H)
داده شده:
m (MnO 2) = 26.1 گرم
ρ (محلول HCl) = 1.17 گرم در میلی لیتر
ω(HCl) = 35%
محلول V (HCl) = 200 میلی لیتر.
M (MnO 2) \u003d 87 گرم در مول
M (HCl) \u003d 36.5 گرم در مول
M (NaOH) \u003d 40 گرم در مول
V (Cl 2) = 6.72 (l)
m (NaOH) = 24 (گرم)
MnO 2 + 4 HCl \u003d MnCl 2 + Cl 2 + 2 H 2 O
1 مول 4 مول 1 مول
2 NaO H + Cl 2 = Na Cl + Na ClO + H 2 O
2 مول 1 مول
n (MnO 2) \u003d 26.1 / 87 \u003d 0.3 (mol)
m محلول (НCl) = 200 ∙ 1.17 = 234 (گرم)
متر مجموع (НCl) = 234 ∙ 0.35 = 81.9 (گرم)
n (НCl) \u003d 81.9 / 36.5 \u003d 2.24 (mol)
0,3 < 2.24 /4
HCl - بیش از حد، محاسبات برای n (MnO 2)
n (MnO 2) \u003d n (Cl 2) \u003d 0.3 مول
V (Cl 2) \u003d 0.3 ∙ 22.4 = 6.72 (l)
n (NaOH) = 0.6 مول
m(NaOH) = 0.6 ∙ 40 = 24 (د)
2.3 ترکیب محلول به دست آمده در طی واکنش.
1) در 25 میلی لیتر محلول هیدروکسید سدیم 25 درصد (ρ \u003d 1.28 گرم در میلی لیتر) اکسید فسفر حل می شود (V) از اکسیداسیون 6.2 گرم فسفر به دست می آید. ترکیب نمک و کسر جرمی آن در محلول چگونه است؟
پیدا کردن:
ω (نمک)
داده شده:
محلول V (NaOH) = 25 میلی لیتر
ω(NaOH) = 25%
m (P) = 6.2 گرم
محلول ρ (NaOH) = 1.28 گرم در میلی لیتر
M (NaOH) \u003d 40 گرم در مول
M (P) \u003d 31 گرم در مول
M (P 2 O 5) \u003d 142 گرم در مول
M (NaH 2 PO 4) \u003d 120 گرم در مول
4P + 5O 2 \u003d 2 P 2 O 5
4 مول 2 مول
6 NaO H + P 2 O 5 \u003d 2 Na 3 RO 4 + 3 H 2 O
4 NaO H + P 2 O 5 \u003d 2 Na 2 H PO 4 + H 2 O
n (P) \u003d 6.2 / 31 \u003d 0.2 (mol)
n (P 2 O 5) = 0.1 مول
m (P 2 O 5) \u003d 0.1 ∙ 142 = 14.2 (گرم)
محلول m (NaO H) = 25 ∙ 1.28 = 32 (گرم)
m (NaO H) in-va \u003d 0.25 ∙ 32 = 8 (گرم)
n (NaO H) in-va \u003d 8/40 \u003d 0.2 (mol)
با توجه به نسبت کمی NaO H و P 2 O 5
می توان نتیجه گرفت که نمک اسید NaH 2 PO 4 تشکیل می شود.
2 NaO H + P 2 O 5 + H 2 O \u003d 2 NaH 2 PO 4
2 مول 1 مول 2 مول
0.2mol 0.1mol 0.2mol
n (NaH 2 PO 4) = 0.2 مول
m (NaH 2 PO 4) \u003d 0.2 ∙ 120 = 24 (گرم)
m (p-ra بعد از p-tion) \u003d 32 + 14.2 \u003d 46.2 (g)
ω (NaH 2 PO 4) \u003d 24 / 46.2 \u003d 0 52 (52%)
پاسخ: ω (NaH 2 PO 4) = 52٪
2) هنگام الکترولیز 2 لیتر محلول آبی سولفات سدیم با کسر جرمی نمک 4٪
(ρ = 1.025 گرم در میلی لیتر) 448 لیتر گاز (n.o.) بر روی آند نامحلول آزاد شد، کسر جرمی سولفات سدیم در محلول را پس از الکترولیز تعیین کنید.
پیدا کردن:
m (Na 2 O)
داده شده:
V (r-ra Na 2 SO 4) \u003d 2l \u003d 2000 ml
ω (Na 2 SO 4 ) = 4%
ρ (r-ra Na 2 SO 4) \u003d 1 گرم در میلی لیتر
M (H 2 O) \u003d 18 گرم در مول
V (O 2) \u003d 448 لیتر
V M \u003d 22.4 لیتر در مول
در طول الکترولیز سولفات سدیم، آب تجزیه می شود، گاز اکسیژن در آند آزاد می شود.
2 H 2 O \u003d 2 H 2 + O 2
2 مول 1 مول
n (O 2) \u003d 448 / 22.4 \u003d 20 (mol)
n (H 2 O) \u003d 40 مول
m (H 2 O ) تجزیه. = 40 ∙ 18 = 720 (گرم)
m (r-ra تا el-za) = 2000 ∙ 1.025 = 2050 (گرم)
m (Na 2 SO 4) in-va \u003d 2050 ∙ 0.04 = 82 (گرم)
m (محلول بعد از el-za) \u003d 2050 - 720 \u003d 1330 (g)
ω (Na 2 SO 4 ) \u003d 82 / 1330 \u003d 0.062 (6.2%)
پاسخ: ω (Na 2 SO 4 ) = 0.062 (6.2%)
2.4 مخلوطی از یک ترکیب شناخته شده وارد واکنش می شود؛ لازم است بخش هایی از معرف های مصرف شده و / یا محصولات به دست آمده را پیدا کنید.
1) حجم مخلوط گاز اکسید گوگرد را تعیین کنید (IV) و نیتروژن که حاوی 20% دی اکسید گوگرد بر حسب جرم است که باید از 1000 گرم محلول هیدروکسید سدیم 4% عبور داده شود تا کسر جرمی نمکهای تشکیل شده در محلول یکسان شود.
پیدا کردن:
V (گازها)
داده شده:
m(NaOH) = 1000 گرم
ω(NaOH) = 4%
m (نمک متوسط) =
متر (نمک اسیدی)
M (NaOH) \u003d 40 گرم در مول
جواب: V (گازها) = 156.8
NaO H + SO 2 = NaHSO 3 (1)
1 خال 1 خال
2NaO H + SO 2 = Na 2 SO 3 + H 2 O (2)
2 مول 1 مول
m (NaOH) in-va \u003d 1000 ∙ 0.04 = 40 (گرم)
n (NaOH) = 40/40 = 1 (مول)
بگذارید n 1 (NaOH) \u003d x، سپس n 2 (NaOH) \u003d 1 - x
n 1 (SO 2) \u003d n (NaHSO 3) \u003d x
M (NaHSO 3) \u003d 104 x n 2 (SO 2) \u003d (1 - x) / 2 \u003d 0.5 ∙ (1-x)
m (Na 2 SO 3) \u003d 0.5 ∙ (1-x) ∙ 126 \u003d 63 (1 - x)
104 x \u003d 63 (1 - x)
x = 0.38 مول
n 1 (SO 2) \u003d 0.38 مول
n 2 (SO 2 ) = 0.31 مول
n مجموع (SO 2) = 0.69 مول
متر مجموع (SO 2) \u003d 0.69 ∙ 64 \u003d 44.16 (گرم) - این 20٪ از جرم مخلوط گاز است. جرم گاز نیتروژن 80 درصد است.
متر (N 2) \u003d 176.6 گرم، n 1 (N 2) \u003d 176.6 / 28 \u003d 6.31 مول
n مجموع (گازها) \u003d 0.69 + 6.31 \u003d 7 مول
V (گازها) = 7 ∙ 22.4 = 156.8 (l)
2) هنگام حل 2.22 گرم از مخلوط براده های آهن و آلومینیوم در محلول 18.25٪ اسید کلریدریک (ρ = 1.09 گرم در میلی لیتر) 1344 میلی لیتر هیدروژن (n.o.) آزاد شد. درصد هر فلز را در مخلوط بیابید و حجم اسید کلریدریک مورد نیاز برای حل کردن 22/2 گرم از مخلوط را تعیین کنید.
پیدا کردن:
ω (Fe)
ω (Al)
محلول V (HCl).
داده شده:
متر (مخلوط) = 2.22 گرم
ρ (محلول HCl) = 1.09 گرم در میلی لیتر
ω(HCl) = 18.25%
M (Fe) \u003d 56 گرم در مول
M (Al) \u003d 27 گرم در مول
M (HCl) \u003d 36.5 گرم در مول
پاسخ: ω (Fe) = 75.7٪
ω(Al) = 24.3%
محلول V (HCl) = 22 میلی لیتر.
Fe + 2HCl \u003d 2 FeCl 2 + H 2
1 مول 2 مول 1 مول
2Al + 6HCl \u003d 2 AlCl 3 + 3H 2
2 مول 6 مول 3 مول
n (H 2) \u003d 1.344 / 22.4 \u003d 0.06 (mol)
اجازه دهید m (Al) \u003d x، سپس m (Fe) \u003d 2.22 - x.
n 1 (H 2) \u003d n (Fe) \u003d (2.22 - x) / 56
n (Al) \u003d x / 27
n 2 (H 2) \u003d 3x / 27 ∙ 2 = x / 18
x / 18 + (2.22 - x) / 56 \u003d 0.06
x \u003d 0.54، m (Al) \u003d 0.54 گرم
ω (Al) = 0.54 / 2.22 = 0.243 (24.3٪)
ω(Fe) = 75.7%
n (Al) = 0.54 / 27 = 0.02 (مول)
متر (Fe) \u003d 2.22 - 0.54 \u003d 1.68 (g)
n (Fe) \u003d 1.68 / 56 \u003d 0.03 (mol)
n 1 (НCl) = 0.06 مول
n (NaOH) = 0.05 مول
m محلول (NaOH) = 0.05 ∙ 40/0.4 = 5 (گرم)
محلول V (HCl) = 24 / 1.09 = 22 (ml)
3) گاز به دست آمده از حل کردن 9.6 گرم مس در اسید سولفوریک غلیظ از 200 میلی لیتر محلول هیدروکسید پتاسیم عبور داده شد.ρ = 1 گرم در میلی لیتر، ω (به اوه) = 2.8٪. ترکیب نمک چیست؟ جرم آن را تعیین کنید.
پیدا کردن:
متر (نمک)
داده شده:
m(Cu) = 9.6 گرم
محلول V (KO H) = 200 میلی لیتر
ω (KOH) \u003d 2.8٪
ρ (H 2 O) \u003d 1 گرم در میلی لیتر
M (مس) \u003d 64 گرم در مول
M (KOH) \u003d 56 گرم در مول
M (KHSO 3) \u003d 120 گرم در مول
پاسخ: m (KHSO 3) = 12 گرم
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
1 خال 1 خال
KO H + SO 2 \u003d KHSO 3
1 خال 1 خال
2 KO H + SO 2 \u003d K 2 SO 3 + H 2 O
2 مول 1 مول
n (SO 2) \u003d n (مس) \u003d 6.4 / 64 \u003d 0.1 (mol)
محلول m (KO H) = 200 گرم
m (KO H) in-va \u003d 200 گرم ∙ 0.028 = 5.6 گرم
n (KO H) \u003d 5.6 / 56 \u003d 0.1 (mol)
با توجه به نسبت کمی SO 2 و KOH می توان نتیجه گرفت که نمک اسیدی KHSO 3 تشکیل می شود.
KO H + SO 2 \u003d KHSO 3
1 مول 1 مول
n (KHSO 3) = 0.1 مول
m (KHSO 3) = 0.1 ∙ 120 = 12 گرم
4) پس از 100 میلی لیتر محلول 12.33 درصد کلرید آهن (II) (ρ = 1.03 گرم در میلی لیتر) کلر عبور داده تا غلظت کلرید آهن (III) در محلول با غلظت کلرید آهن برابر نشد (II). تعیین حجم کلر جذب شده (N.O.)
پیدا کردن:
V(Cl2)
داده شده:
V (FeCl 2) = 100 میلی لیتر
ω (FeCl 2) = 12.33٪
ρ (r-ra FeCl 2) \u003d 1.03 گرم در میلی لیتر
M (FeCl 2) \u003d 127 گرم در مول
M (FeCl 3) \u003d 162.5 گرم در مول
V M \u003d 22.4 لیتر در مول
محلول m (FeCl 2) = 1.03 ∙ 100 = 103 (گرم)
m (FeCl 2) p-in-va \u003d 103 ∙ 0.1233 = 12.7 (گرم)
2FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3
2 مول 1 مول 2 مول
اجازه دهید n (FeCl 2) واکنش نشان دهد. \u003d x، سپس n (FeCl 3) arr. = x;
m (FeCl 2) واکنش نشان می دهد. = 127 برابر
m (FeCl 2) استراحت کنید. = 12.7 - 127x
m (FeCl 3) arr. = 162.5 برابر
با توجه به شرایط مسئله m (FeCl 2) استراحت کنید. \u003d متر (FeCl 3)
12.7 - 127x = 162.5x
x \u003d 0.044، n (FeCl 2) واکنش نشان می دهد. = 0.044 مول
n (Cl 2) \u003d 0.022 مول
V (Cl 2) \u003d 0.022 ∙ 22.4 = 0.5 (l)
پاسخ: V (Cl 2) \u003d 0.5 (l)
5) پس از کلسینه کردن مخلوطی از کربناتهای منیزیم و کلسیم، جرم گاز آزاد شده برابر با جرم باقیمانده جامد است. کسر جرمی مواد را در مخلوط اولیه تعیین کنید. 40 گرم از این مخلوط که به صورت سوسپانسیون است چه حجمی از دی اکسید کربن (N.O.) را می توان جذب کرد.
پیدا کردن:
ω (MgCO 3)
ω (CaCO 3)
داده شده:
متر (محصول جامد) \u003d متر (گاز)
متر ( مخلوط کربنات ها) = 40 گرم
M (MgO) \u003d 40 گرم در مول
M CaO = 56 گرم در مول
M (CO 2) \u003d 44 گرم در مول
M (MgCO 3) \u003d 84 گرم در مول
M (CaCO 3) \u003d 100 گرم در مول
1) ما محاسبات را با استفاده از 1 مول از مخلوط کربنات ها انجام خواهیم داد.
MgCO 3 \u003d MgO + CO 2
1mol 1mol 1mol
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2
1 خال 1 خال 1 خال
بگذارید n (MgCO 3) \u003d x، سپس n (CaCO 3) \u003d 1 - x.
n (MgO) = x، n (CaO) = 1 - x
m(MgO) = 40x
متر (СаO) = 56 ∙ (1 - x) \u003d 56 - 56x
از مخلوطی که به مقدار 1 مول گرفته می شود، دی اکسید کربن به مقدار 1 مول تشکیل می شود.
m (CO 2) = 44.g
m (tv.prod.) = 40x + 56 - 56x = 56 - 16x
56 - 16x = 44
x = 0.75،
n (MgCO 3) = 0.75 مول
n (CaCO 3) = 0.25 مول
m (MgCO 3) \u003d 63 گرم
متر (CaCO 3) = 25 گرم
متر (مخلوط کربنات ها) = 88 گرم
ω (MgCO 3) \u003d 63/88 \u003d 0.716 (71.6%)
ω (CaCO 3) = 28.4٪
2) سوسپانسیون مخلوطی از کربنات ها، هنگامی که دی اکسید کربن از آن عبور می کند، به مخلوطی از هیدروکربن ها تبدیل می شود.
MgCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Mg (HCO 3) 2 (1)
1 خال 1 خال
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2 (2)
1 مول 1 مول
m (MgCO 3) \u003d 40 ∙ 0.75 = 28.64 (g)
n 1 (CO 2) \u003d n (MgCO 3) \u003d 28.64 / 84 \u003d 0.341 (mol)
m (CaCO 3) = 11.36 گرم
n 2 (CO 2) \u003d n (CaCO 3) \u003d 11.36 / 100 \u003d 0.1136 مول
n مجموع (CO 2) \u003d 0.4546 مول
V (CO 2) = n کل (CO2) ∙ V M = 0.4546 ∙ 22.4 = 10.18 (l)
پاسخ: ω (MgCO 3) = 71.6٪، ω (CaCO 3) = 28.4٪.
V (CO 2) \u003d 10.18 لیتر.
6) مخلوطی از پودرهای آلومینیوم و مس به وزن 2.46 گرم در جریان اکسیژن حرارت داده شد. اخذ شده جامددر 15 میلی لیتر محلول اسید سولفوریک (کسر جرمی اسید 39.2٪، چگالی 1.33 گرم در میلی لیتر) حل می شود. مخلوط به طور کامل بدون تکامل گاز حل شد. برای خنثی سازی اسید اضافی، 21 میلی لیتر محلول بی کربنات سدیم با غلظت 1.9 مول در لیتر مورد نیاز بود. کسر جرمی فلزات موجود در مخلوط و حجم اکسیژن (N.O.) واکنش را محاسبه کنید..
پیدا کردن:
ω(Al); ω (مس)
V(O2)
داده شده:
متر (مخلوط) = 2.46 گرم
V (NaHCO 3) = 21 میلی لیتر =
0.021 لیتر
V (H 2 SO 4 ) = 15 میلی لیتر
ω(H 2 SO 4 ) = 39.2%
ρ (H 2 SO 4 ) \u003d 1.33 گرم در میلی لیتر
C (NaHCO 3) \u003d 1.9 مول در لیتر
M (Al) \u003d 27 گرم در مول
М(Cu)=64 گرم در مول
M (H 2 SO 4) \u003d 98 گرم در مول
V m \u003d 22.4 لیتر در مول
پاسخ: ω (Al ) = 21.95%;
ω ( مس) = 78.05%;
V (O 2) = 0,672
4ال + 3O 2 = 2ال 2 O 3
4mol 3mol 2mol
2مس + O 2 = 2CuO
2 مول 1 مول 2 مول
ال 2 O 3 + 3 ساعت 2 بنابراین 4 = ال 2 (بنابراین 4 ) 3 + 3 ساعت 2 O (1)
1 خال 3 خال
CuO + H 2 بنابراین 4 = CuSO 4 + اچ 2 O (2)
1 خال 1 خال
2 NaHCO 3 + اچ 2 بنابراین 4 = Na 2 بنابراین 4 + 2 ساعت 2 O+بنابراین 2 (3)
2 مول 1 مول
متر (اچ 2 بنابراین 4) راه حل = 15 ∙ 1.33 = 19.95 (گرم)
متر (اچ 2 بنابراین 4) in-va = 19.95 ∙ 0.393 = 7.8204 (گرم)
n ( اچ 2 بنابراین 4) کل = 7.8204/98 = 0.0798 (مول)
n (NaHCO 3) = 1,9 ∙ 0.021 = 0.0399 (مول)
n 3 (H 2 بنابراین 4 ) = 0,01995 (خال )
n 1+2 (H 2 بنابراین 4 ) =0,0798 – 0,01995 = 0,05985 (خال )
4) اجازه دهید n (Al) = x، . m(Al) = 27x
n (Cu) = y، m (Cu) = 64y
27x + 64y = 2.46
n(Al 2 O 3 ) = 1.5 برابر
n(CuO) = y
1.5x + y = 0.0585
x = 0.02; n (Al) = 0.02خال
27x + 64y = 2.46
y=0.03; n(Cu)=0.03خال
m(Al) = 0.02∙ 27 = 0,54
ω (Al) = 0.54 / 2.46 = 0.2195 (21.95٪)
ω (مس) = 78.05٪
n 1 (O 2 ) = 0.015 خال
n 2 (O 2 ) = 0.015 خال
nمشترک . (O 2 ) = 0.03 خال
V(O 2 ) = 22,4 ∙ 0 03 = 0,672 (ل )
7) هنگام حل 15.4 گرم از آلیاژ پتاسیم با سدیم در آب، 6.72 لیتر هیدروژن (n.o.) آزاد شد.نسبت مولی فلزات در آلیاژ را تعیین کنید.
پیدا کردن:
n (K) : n( Na)
متر (Na 2 O)
داده شده:
متر(آلیاژ) = 15.4 گرم
V (اچ 2) = 6.72 لیتر
M ( Na) =23 g/mol
M (K) \u003d 39 g/mol
n (K) : n ( Na) = 1: 5
2K + 2 اچ 2 O= 2 K اوه+ اچ 2
2 مول 1 مول
2Na + 2اچ 2 O = 2 NaOH+ اچ 2
2 مول 1 مول
اجازه دهید n(K) = ایکس، n ( Na) = y، سپس
n 1 (H 2) = 0.5 x; n 2 (H 2) \u003d 0.5y
n (H 2) \u003d 6.72 / 22.4 \u003d 0.3 (mol)
متر(K) = 39 ایکس; متر (Na) = 23 سال
39x + 23y = 15.4
x = 0.1، n(K) = 0.1 مول؛
0.5x + 0.5y = 0.3
y = 0.5، n( Na) = 0.5 مول
8) هنگام پردازش 9 گرم از مخلوط آلومینیوم با اکسید آلومینیوم با محلول هیدروکسید سدیم 40٪ (ρ \u003d 1.4 گرم در میلی لیتر) 3.36 لیتر گاز (n.o.) آزاد شد. کسر جرمی مواد در مخلوط اولیه و حجم محلول قلیایی وارد شده به واکنش را تعیین کنید.
پیدا کردن:
ω (ال)
ω (ال 2 O 3)
V r-ra ( NaOH)
داده شده:
م(نگاه کنید به) = 9 گرم
V(اچ 2) = 33.8 میلی لیتر
ω (NaOH) = 40%
M( ال) = 27 g/mol
M( ال 2 O 3) = 102 g/mol
M( NaOH) = 40 g/mol
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2
2 خال 2 خال 3 خال
ال 2 O 3 + 2NaOH + 3H 2 O = 2 Na
1 مول 2 مول
n ( اچ 2) \u003d 3.36 / 22.4 \u003d 0.15 (مول)
n ( ال) = 0.1 مول متر (ال) = 2.7 گرم
ω (Al) = 2.7 / 9 = 0.3 (30%)
ω(Al 2 O 3 ) = 70%
m (Al 2 O 3 ) = 9 – 2.7 = 6.3 (جی )
n(Al 2 O 3 ) = 6,3 / 102 = 0,06 (خال )
n 1 (NaOH) = 0.1خال
n 2 (NaOH) = 0.12خال
nمشترک . (NaOH) = 0.22خال
مترآر - ra (NaOH) = 0.22∙ 40 /0.4 = 22 (جی )
Vآر - ra (NaOH) = 22 / 1.4 = 16 (میلی لیتر )
پاسخ : ω(Al) = 30%، ω(Al 2 O 3 ) = 70٪، Vآر - ra (NaOH) = 16میلی لیتر
9) آلیاژ آلومینیوم و مس به وزن 2 گرم با محلول هیدروکسید سدیم، با کسر جرمی قلیایی 40% تیمار شد.ρ = 1.4 گرم در میلی لیتر). رسوب حل نشده فیلتر شده، شسته شد و با محلول اسید نیتریک تیمار شد. مخلوط حاصل تا خشک شدن تبخیر شد، باقیمانده کلسینه شد. جرم محصول به دست آمده 0.8 گرم بود. کسر جرمی فلزات در آلیاژ و حجم محلول مصرف شده هیدروکسید سدیم را تعیین کنید.
پیدا کردن:
ω (مس); ω (ال)
V r-ra ( NaOH)
داده شده:
متر(مخلوط) = 2 گرم
ω (NaOH)=40%
M( ال) = 27 گرم در مول
M( مس)=64 گرم در مول
M( NaOH)=40 گرم در مول
قلیایی فقط آلومینیوم را حل می کند.
2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2 Na + 3 H 2
2 مول 2 مول 3 مول
مس یک باقیمانده حل نشده است.
3Cu + 8HNO 3 = 3 مس (NO 3 ) 2 +4H 2 O + 2 NO
3 خال 3 خال
2 مس (NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4NO 2 +O 2
2 مول 2 مول
n (CuO) = 0.8 / 80 = 0.01 (مول)
n (CuO) = n (مس (NO 3 ) 2 ) = n(Cu) = 0.1خال
m(Cu) = 0.64جی
ω (مس) = 0.64 / 2 = 0.32 (32%)
ω(Al) = 68%
متر(ال) = 9 - 0.64 = 1.36 (g)
n ( ال) = 1.36 / 27 = 0.05 (مول)
n ( NaOH) = 0.05 مول
متر r-ra ( NaOH) = 0,05 ∙ 40 / 0.4 = 5 (گرم)
V r-ra ( NaOH) = 5 / 1.43 = 3.5 (ml)
پاسخ: ω (مس) = 32%, ω (ال) = 68%, V r-ra ( NaOH) = 3.5 میلی لیتر
10) مخلوطی از نیترات های پتاسیم، مس و نقره به وزن 18.36 گرم کلسینه شد و حجم گازهای آزاد شده 4.32 لیتر (n.o.) بود. باقیمانده جامد با آب تیمار شد و پس از آن جرم آن 3.4 گرم کاهش یافت و کسر جرمی نیترات ها را در مخلوط اولیه بیابید.
پیدا کردن:
ω (KNO 3 )
ω (مس (NO 3 ) 2 )
ω (AgNO 3)
داده شده:
متر(مخلوط) = 18.36 گرم
∆متر(سخت. باقی مانده.) = 3.4 گرم
V (CO 2) = 4.32 لیتر
M(K نه 2) \u003d 85 گرم در مول
M(K نه 3) =101 g/mol
2 K نه 3 = 2 K نه 2 + O 2 (1)
2 مول 2 مول 1 مول
2 مس (NO 3 ) 2 = 2 CuO + 4 NO 2 +O 2 (2)
2 مول 2 مول 4 مول 1 مول
2 AgNO 3 = 2 Ag + 2 نه 2 + O 2 (3)
2 مول 2 مول 2 مول 1 مول
CuO + 2اچ 2 O= تعامل امکان پذیر نیست
Ag+ 2اچ 2 O= تعامل امکان پذیر نیست
به نه 2 + 2اچ 2 O= حل شدن نمک
تغییر در جرم باقیمانده جامد به دلیل انحلال نمک رخ داده است، بنابراین:
متر(به نه 2) = 3.4 گرم
n(K نه 2) = 3.4 / 85 = 0.04 (مول)
n(K نه 3) = 0.04 (مول)
متر(به نه 3) = 0,04∙ 101 = 4.04 (گرم)
ω (KNO 3) = 4,04 / 18,36 = 0,22 (22%)
n 1 (O 2) = 0.02 (مول)
n مجموع (گازها) = 4.32 / 22.4 = 0.19 (مول)
n 2+3 (گاز) = 0.17 (مول)
متر(مخلوط بدون K نه 3) \u003d 18.36 - 4.04 \u003d 14.32 (g)
اجازه دهید m (مس (NO 3 ) 2 ) = x،سپس m (AgNO 3 ) = 14.32 - x.
n (مس (NO 3 ) 2 ) = x / 188،
n (AgNO 3) = (14,32 – ایکس) / 170
n 2 (گازها) = 2.5x / 188،
n 3 (گازها) = 1.5 ∙ (14.32 - x) / 170،
2.5x/188 + 1.5 ∙ (14.32 - x) / 170 \u003d 0.17
ایکس = 9.75، متر (مس (NO 3 ) 2 ) = 9,75 جی
ω (مس (NO 3 ) 2 ) = 9,75 / 18,36 = 0,531 (53,1%)
ω (AgNO 3 ) = 24,09%
پاسخ : ω (KNO 3 ) = 22٪، ω (مس (NO 3 ) 2 ) = 53.1٪، ω (AgNO 3 ) = 24,09%.
11) مخلوطی از هیدروکسید باریم، کربنات کلسیم و منیزیم به وزن 3.05 گرم برای حذف مواد فرار کلسینه شد. جرم باقیمانده جامد 2.21 گرم بود.محصولات فرار به شرایط عادی آورده شدند و گاز از محلولی از هیدروکسید پتاسیم عبور داده شد که جرم آن 0.66 گرم افزایش یافت. کسر جرمی مواد را در مخلوط اولیه بیابید.
ω (AT آ(Oح) 2)
ω (از جانب آاز جانب O 3)
ω (میلی گرماز جانب O 3)
متر(مخلوط) = 3.05 گرم
متر(استراحت جامد) = 2.21 گرم
∆ متر(KOH) = 0.66 گرم
M ( اچ 2 O) = 18 گرم در مول
M (CO 2) \u003d 44 گرم در مول
MB آ(O H) 2) \u003d 171 گرم در مول
M (CaCO 2) \u003d 100 گرم در مول
M ( میلی گرم CO 2) \u003d 84 گرم در مول
AT آ(O H) 2 = اچ 2 O+ V aO
1 مول 1 مول
از جانب آاز جانب O 3 \u003d CO 2 + C aO
1 مول 1 مول
میلی گرماز جانب O 3 \u003d CO 2 + MgO
1 مول 1 مول
جرم KOH به دلیل جرم CO2 جذب شده افزایش یافت
KOH + CO 2 →…
طبق قانون بقای جرم مواد
متر (اچ 2 O) \u003d 3.05 - 2.21 - 0.66 \u003d 0.18 گرم
n ( اچ 2 O) = 0.01 مول
n (B آ(O H) 2) = 0.01 مول
متر(AT آ(O H) 2) = 1.71 گرم
ω (AT آ(O H) 2) = 1.71 / 3.05 = 0.56 (56٪)
متر(کربنات ها) = 3.05 - 1.71 = 1.34 گرم
اجازه دهید متر(از جانب آاز جانب O 3) = ایکس، سپس متر(از جانب آاز جانب O 3) = 1,34 – ایکس
n 1 (C O 2) = n (C آاز جانب O 3) = ایکس /100
n 2 (C O 2) = n ( میلی گرماز جانب O 3) = (1,34 - ایکس)/84
ایکس /100 + (1,34 - ایکس)/84 = 0,015
ایکس = 0,05, متر(از جانب آاز جانب O 3) = 0.05 گرم
ω (از جانب آاز جانب O 3) = 0,05/3,05 = 0,16 (16%)
ω (میلی گرماز جانب O 3) =28%
پاسخ: ω (AT آ(O H) 2) = 56٪ ω (از جانب آاز جانب O 3) = 16%, ω (میلی گرماز جانب O 3) =28%
2.5 یک ماده ناشناخته وارد واکنش می شود o / در حین واکنش تشکیل می شود.
1) هنگامی که یک ترکیب هیدروژنی از یک فلز تک ظرفیتی با 100 گرم آب برهمکنش داد، محلولی با کسر جرمی یک ماده 2.38٪ به دست آمد. جرم محلول 0.2 گرم کمتر از مجموع جرم آب و ترکیب هیدروژن اولیه است. تعیین کنید که کدام اتصال گرفته شده است.
پیدا کردن:
داده شده:
متر (اچ 2 O) = 100 گرم
ω (من اوه) = 2,38%
∆ متر(محلول) = 0.2 گرم
M ( اچ 2 O) = 18 g/mol
مردان + اچ 2 O= من اوه+ H 2
1 خال 1 خال 1 خال
0.1 مول 0.1 مول 0.1 مول
جرم محلول نهایی با جرم گاز هیدروژن کاهش یافت.
n (H 2) \u003d 0.2 / 2 \u003d 0.1 (mol)
n ( اچ 2 O) پیش عمل کنید. = 0.1 مول
متر (اچ 2 O) proreag = 1.8 گرم
متر (اچ 2 O در محلول) = 100 - 1.8 = 98.2 (گرم)
ω (من اوه) = متر(من اوه) / متر(r-ra g/mol
اجازه دهید متر(من اوه) = x
0.0238 = x / (98.2 + ایکس)
ایکس = 2,4, متر(من O H) = 2.4 گرم
n(من O H) = 0.1 مول
M (من O H) \u003d 2.4 / 0.1 \u003d 24 (g / mol)
M (Me) = 7 گرم در مول
من - لی
پاسخ: لین.
2) هنگامی که 260 گرم از یک فلز ناشناخته در اسید نیتریک بسیار رقیق حل شود، دو نمک تشکیل می شود: Me (نO 3 ) 2 وایکس. وقتی گرم می شودایکسبا هیدروکسید کلسیم گازی آزاد می شود که با اسید فسفریک 66 گرم هیدروورتو فسفات آمونیوم تشکیل می دهد. فرمول فلز و نمک را تعیین کنیدایکس.
پیدا کردن:
داده شده:
متر(من) = 260 گرم
متر ((NH 4) 2 HPO 4) = 66 گرم
M (( NH 4) 2 HPO 4) =132 g/mol
پاسخ: روی، نمک - NH 4 نه 3.
4Me + 10HNO 3 = 4Me(NO 3 ) 2 +NH 4 نه 3 + 3 ساعت 2 O
4 خال 1 خال
2NH 4 نه 3 + Ca(OH) 2 = Ca (NO 3 ) 2 +2NH 3 + 2 ساعت 2 O
2 خال 2 خال
2NH 3 + اچ 3 PO 4 = (NH 4 ) 2 HPO 4
2 مول 1 مول
n ((NH 4) 2 HPO 4) = 66/132 = 0.5 (مول)
n (ن H 3) = n (NH 4 نه 3) = 1 مول
n (من) = 4mol
M (Me) = 260/4 = 65 گرم در مول
من - روی
3) در 198.2 میلی لیتر محلول سولفات آلومینیوم (ρ = 1 گرم در میلی لیتر) صفحه ای از فلز دو ظرفیتی ناشناخته را پایین آورد. پس از مدتی، جرم صفحه 1.8 گرم کاهش یافت و غلظت نمک تشکیل شده 18٪ بود. فلز را تعریف کنید
پیدا کردن:
ω 2 (NaOH)
داده شده:
Vمحلول = 198.2 میلی لیتر
ρ (محلول) = 1 گرم در میلی لیتر
ω 1 (نمک) = 18٪
∆متر(p-ra) \u003d 1.8 گرم
M ( ال) = 27 گرم در مول
ال 2 (بنابراین 4 ) 3 + 3Me = 2Al + 3MeSO 4
3 خال 2 خال 3 خال
متر(r-ra تا r-tion) = 198.2 (g)
متر(p-ra بعد از p-tion) \u003d 198.2 + 1.8 \u003d 200 (g)
متر (MeSO 4) in-va \u003d 200 ∙ 0.18 = 36 (گرم)
اجازه دهید M (Me) = x، سپس M ( MeSO 4) = x + 96
n ( MeSO 4) = 36 / (x + 96)
n (من) \u003d 36 / (x + 96)
متر(من) = 36 ایکس/ (x + 96)
n ( ال) = 24 / (x + 96)،
متر (ال) = 24 ∙ 27/(x+96)
متر(من) ─ متر (ال) = ∆متر(r-ra)
36ایکس/ (x + 96) ─ 24 ∙ 27 / (x + 96) = 1.8
x \u003d 24، M (Me) \u003d 24 گرم در مول
فلز - میلی گرم
پاسخ: میلی گرم.
4) در هنگام تجزیه حرارتی 6.4 گرم نمک در ظرفی با ظرفیت 1 لیتر در 300.3 0 با فشار 1430 کیلو پاسکال. اگر در حین تجزیه آن، آب و گازی که در آن کم محلول است تشکیل شود، فرمول نمک را تعیین کنید.
پیدا کردن:
فرمول نمک
داده شده:
متر(نمک) = 6.4 گرم
V(رگ) = 1 لیتر
P = 1430 کیلو پاسکال
تی=300.3 0 سی
آر= 8.31J/mol ∙ به
n (گاز) = PV/RT = 1430∙1 / 8,31∙ 573.3 = 0.3 (مول)
شرط مسئله با دو معادله مطابقت دارد:
NH 4 نه 2 = ن 2 + 2 اچ 2 O (گاز)
1 مول 3 مول
NH 4 نه 3 = ن 2 O + 2 اچ 2 O (گاز)
1 مول 3 مول
n (نمک) = 0.1 مول
M (نمک) \u003d 6.4 / 0.1 \u003d 64 گرم در مول ( NH 4 نه 2)
پاسخ: NH 4 ن
ادبیات.
1. N.E. Kuzmenko، V.V. Eremin، A.V. Popkov "شیمی برای دانش آموزان دبیرستان و متقاضیان دانشگاه"، مسکو، "Drofa" 1999
2. G.P. Khomchenko، I.G. Khomchenko "مجموعه مسائل در شیمی"، مسکو "موج جدید * اونیکس" 2000
3. K.N. Zelenin, V.P. Sergutina, O.V., O.V. Solod "راهنمای شیمی برای کسانی که وارد ارتش می شوند - آکادمی پزشکیو سایر پزشکی بالاتر موسسات آموزشی»,
سن پترزبورگ، 1999
4. راهنمای متقاضیان موسسات پزشکی "مشکلات شیمی با راه حل"،
سنت پترزبورگ موسسه پزشکیبه نام I.P. Pavlov
5. FIPI "USE CHEMISTRY" 2009 - 2015
احتمالا هر دانش آموز دانشگاه فنیحداقل یک بار به این فکر کردم که چگونه مسائل شیمی را حل کنیم. همانطور که تمرین نشان می دهد ، بیشتر دانش آموزان این علم را پیچیده و غیرقابل درک می دانند ، اغلب آنها به سادگی به قدرت خود اعتقاد ندارند و بدون آشکار کردن پتانسیل خود تسلیم می شوند.
در واقع شیمی فقط از نظر روانشناسی یک مشکل است. با غلبه بر خود، با درک توانایی های خود، می توانید به راحتی بر مبانی این موضوع مسلط شوید و به سراغ مسائل پیچیده تری بروید. بنابراین، ما یاد می گیریم که مسائل شیمی را سریع، صحیح و آسان حل کنیم و همچنین از نتیجه حداکثر لذت را ببریم.
چرا نباید از کاوش در علم ترسید؟
شیمی مجموعه ای از فرمول ها، نمادها و مواد نامفهوم نیست. این علمی است که ارتباط نزدیکی با آن دارد محیط. بدون اینکه متوجه باشیم در هر مرحله با آن روبرو می شویم. هنگام آشپزی، نظافت خانه، شستشو، راه رفتن در هوای تازه، دائماً از دانش شیمیایی استفاده می کنیم.
با پیروی از این منطق، وقتی درک کنید که چگونه حل مسائل شیمی را یاد بگیرید، می توانید زندگی خود را بسیار آسان تر کنید. اما افرادی که در حین تحصیل یا کار تولیدی با علم مواجه می شوند، نمی توانند بدون دانش و مهارت خاصی کار کنند. کارگران در رشته پزشکی کمتر به شیمی نیاز ندارند، زیرا هر فردی در این حرفه باید بداند که این یا آن دارو چگونه بر بدن بیمار تأثیر می گذارد.
شیمی علمی است که دائماً در زندگی ما وجود دارد، با یک فرد در ارتباط است، بخشی از آن است. بنابراین، هر دانش آموزی خواه متوجه شود و چه نفهمد، قادر به تسلط بر این شاخه از دانش است.
مبانی شیمی
قبل از اینکه به نحوه یادگیری نحوه حل مسائل در شیمی فکر کنید، مهم است که بدونید دانش عمومیشما نمی توانید آن را انجام دهید. مبانی هر علمی، اساس درک آن است. حتی متخصصان با تجربه از این چارچوب برای حل پیچیده ترین مشکلات استفاده می کنند، شاید بدون اینکه متوجه باشند.
بنابراین، فهرست اطلاعاتی را که نیاز دارید بررسی کنید:
- ظرفیت عناصر عاملی است که با مشارکت آن هر مشکلی حل می شود. فرمول های مواد، معادلات بدون این دانش به درستی ساخته نمی شوند. شما می توانید در هر کتاب درسی شیمی دریابید که ظرفیت چیست، زیرا این مفهوم اساسی است که هر دانش آموزی باید در اولین درس به آن تسلط یابد.
- جدول تناوبی تقریبا برای همه افراد آشناست. یاد بگیرید که از آن به درستی استفاده کنید و نیازی نیست که اطلاعات زیادی را در ذهن خود نگه دارید.
- یاد بگیرید که تشخیص دهید با چه ماده ای سروکار دارید. حالت مایع، جامد و گاز جسمی که باید با آن کار کنید می تواند چیزهای زیادی را بیان کند.
پس از کسب دانش فوق، بسیاری از افراد سوالات بسیار کمتری در مورد چگونگی حل مسائل در شیمی خواهند داشت. اما اگر هنوز نمی توانید خودتان را باور کنید، ادامه مطلب را بخوانید.
دستورالعمل های گام به گام برای حل هر مشکلی
پس از خواندن اطلاعات قبلی، ممکن است بسیاری این نظر را داشته باشند که حل مسائل در شیمی بسیار آسان است. فرمول هایی که باید بدانید ممکن است واقعا ساده باشند، اما برای تسلط بر علم باید تمام صبر، پشتکار و پشتکار خود را به کار بگیرید. از اولین بار، افراد کمی موفق به رسیدن به هدف خود می شوند.
با گذشت زمان، با پشتکار، می توانید کاملاً هر مشکلی را حل کنید. فرآیند معمولاً شامل مراحل زیر است:
- ایجاد یک شرط مختصر از مشکل.
- ترسیم معادله واکنش
- ترتیب ضرایب در معادله.
- حل معادله
معلمان باتجربه شیمی اطمینان می دهند که برای حل آزادانه هر نوع مشکلی، باید 15 کار مشابه را به تنهایی تمرین کنید. پس از آن، شما آزادانه به موضوع داده شده تسلط خواهید داشت.
کمی در مورد تئوری
فکر کردن در مورد چگونگی حل مسائل در شیمی بدون تسلط بر مطالب نظری به میزان لازم غیرممکن است. مهم نیست که چقدر خشک، بی فایده و غیر جالب به نظر می رسد، این اساس مهارت های شماست. نظریه همیشه و در همه علوم کاربرد دارد. بدون وجود آن، عمل بی معنی است. برنامه درسی مدرسه در شیمی را به صورت متوالی، گام به گام، بدون از دست دادن حتی، به نظر شما، اطلاعات ناچیز مطالعه کنید تا در نهایت متوجه پیشرفت در دانش خود شوید.
نحوه حل مسائل در شیمی: زمان یادگیری
اغلب، دانش‌آموزانی که بر نوع خاصی از کار تسلط دارند، به پیش می‌روند و فراموش می‌کنند که تثبیت و تکرار دانش فرآیندی کمتر از به دست آوردن آن مهم نیست. اگر روی یک نتیجه بلندمدت حساب می کنید، هر موضوع باید ثابت شود. در غیر این صورت خیلی سریع تمام اطلاعات را فراموش خواهید کرد. بنابراین، تنبل نباشید، زمان بیشتری را به هر سوال اختصاص دهید.
در نهایت، انگیزه را فراموش نکنید - موتور پیشرفت. آیا می خواهید یک شیمیدان عالی شوید و دیگران را با ذخیره عظیم دانش شگفت زده کنید؟ عمل کنید، تلاش کنید، تصمیم بگیرید و موفق خواهید شد. سپس در مورد تمام مسائل شیمیایی با شما مشورت خواهد شد.
شیمی علم مواد، خواص و تبدیل آنهاست.
.
یعنی اگر برای مواد اطراف ما اتفاقی نیفتد، این در مورد شیمی صدق نمی کند. اما "هیچ چیز اتفاق نمی افتد" به چه معناست؟ اگر ناگهان رعد و برق ما را در مزرعه گرفت و همه ما خیس شدیم ، همانطور که می گویند "تا پوست" ، پس آیا این دگرگونی نیست: از این گذشته ، لباس ها خشک شده بودند ، اما خیس شدند.
اگر مثلاً یک میخ آهنی گرفتید، آن را با سوهان پردازش کنید و سپس مونتاژ کنید براده های آهن (Fe) ، پس این نیز یک تحول نیست: یک میخ وجود دارد - پودر شد. اما اگر پس از آن دستگاه را مونتاژ کرده و نگه دارید به دست آوردن اکسیژن (O 2): گرم کردن پتاسیم پرمنگنات(KMpo 4)و اکسیژن را در یک لوله آزمایش جمع آوری کنید و سپس این براده های آهن را قرمز داغ "به قرمز" در آن قرار دهید، سپس با شعله ای روشن شعله ور می شوند و پس از احتراق به پودر قهوه ای تبدیل می شوند. و این نیز یک تحول است. پس شیمی کجاست؟ علیرغم اینکه در این نمونه ها شکل (میخ آهنی) و حالت لباس (خشک، مرطوب) تغییر می کند، اینها دگرگونی نیستند. واقعیت این است که خود میخ چون یک ماده (آهن) بود، با وجود شکل متفاوتش، باقی ماند و لباس ما از باران آب را خیس کرد و سپس در جو تبخیر شد. خود آب تغییر نکرده است. بنابراین تحولات از نظر شیمی چیست؟
از دیدگاه شیمی، دگرگونی ها پدیده هایی هستند که با تغییر در ترکیب یک ماده همراه می شوند. بیایید همان میخ را به عنوان مثال در نظر بگیریم. مهم نیست که پس از تشکیل پرونده چه شکلی به خود گرفته است، بلکه پس از جمع آوری از آن مهم است براده های آهندر فضایی از اکسیژن قرار می گیرد - تبدیل به اکسید آهن(Fe 2 O 3 ) . بنابراین، آیا واقعا چیزی تغییر کرده است؟ بله، دارد. یک ماده ناخن وجود داشت ، اما تحت تأثیر اکسیژن ماده جدیدی تشکیل شد - عنصر اکسیدغده. معادله مولکولیاین تبدیل را می توان با نمادهای شیمیایی زیر نشان داد:
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3 (1)
برای فردی که در شیمی آشنا نیست، بلافاصله سؤالاتی ایجاد می شود. "معادله مولکولی" چیست، آهن چیست؟ چرا اعداد "4"، "3"، "2" وجود دارد؟ اعداد کوچک "2" و "3" در فرمول Fe 2 O 3 کدامند؟ این بدان معنی است که زمان آن فرا رسیده است که همه چیز را مرتب کنیم.
علائم عناصر شیمیایی
علیرغم این واقعیت که آنها شروع به مطالعه شیمی در کلاس هشتم می کنند و برخی حتی قبل از آن، بسیاری از مردم شیمیدان بزرگ روسی D. I. Mendeleev را می شناسند. و البته «جدول تناوبی عناصر شیمیایی» معروف او. در غیر این صورت، ساده تر، آن را "میز مندلیف" می نامند.
در این جدول به ترتیب مناسب عناصر قرار گرفته اند. تا به امروز حدود 120 مورد از آنها شناخته شده است.نام بسیاری از عناصر از دیرباز برای ما شناخته شده است. اینها عبارتند از: آهن، آلومینیوم، اکسیژن، کربن، طلا، سیلیکون. قبلاً بدون تردید از این کلمات استفاده می کردیم و آنها را با اشیاء شناسایی می کردیم: یک پیچ آهنی، سیم آلومینیومی، اکسیژن موجود در جو، یک حلقه طلایی و غیره. و غیره. اما در واقع همه این مواد (پیچ، سیم، حلقه) از عناصر مربوطه خود تشکیل شده اند. کل پارادوکس این است که عنصر را نمی توان لمس کرد، برداشت. چطور؟ آنها در جدول تناوبی هستند، اما شما نمی توانید آنها را بگیرید! بله دقیقا. عنصر شیمیایی یک مفهوم انتزاعی (یعنی انتزاعی) است و در شیمی مانند سایر علوم برای محاسبات، تدوین معادلات و حل مسائل استفاده می شود. هر عنصر از این جهت با دیگری متفاوت است که با خود مشخص می شود پیکربندی الکترونیکی یک اتمتعداد پروتون های هسته یک اتم برابر با تعداد الکترون های موجود در اوربیتال های آن است. به عنوان مثال، هیدروژن عنصر شماره 1 است. اتم آن از 1 پروتون و 1 الکترون تشکیل شده است. هلیم عنصر شماره 2 است. اتم آن از 2 پروتون و 2 الکترون تشکیل شده است. لیتیوم عنصر شماره 3 است. اتم آن از 3 پروتون و 3 الکترون تشکیل شده است. دارمستادتیوم - عنصر شماره 110. اتم آن از 110 پروتون و 110 الکترون تشکیل شده است.
هر عنصر با یک علامت خاص، حروف لاتین مشخص می شود و در ترجمه از لاتین دارای قرائت خاصی است. به عنوان مثال، هیدروژن دارای نماد است "ن"، به عنوان "هیدروژنیوم" یا "خاکستر" خوانده می شود. سیلیکون دارای نماد "Si" است که به عنوان "سیلیسیم" خوانده می شود. سیاره تیرنماد دارد "HG"و به صورت «hydrargyrum» خوانده می شود. و غیره. همه این نام‌ها را می‌توان در هر کتاب درسی شیمی برای کلاس هشتم یافت. برای ما در حال حاضر، نکته اصلی این است که هنگام کامپایل آن را درک کنیم معادلات شیمیایی، باید روی نمادهای عنصر مشخص شده عمل کنید.
مواد ساده و پیچیده.
نشان دادن مواد مختلف با نمادهای واحد از عناصر شیمیایی (Hg سیاره تیر، Fe اهنمس فلز مس، روی فلز روی، ال آلومینیوم) اساساً مواد ساده را نشان می دهیم، یعنی موادی متشکل از اتم های یک نوع (حاوی تعداد یکسان پروتون و نوترون در یک اتم). به عنوان مثال، اگر مواد آهن و گوگرد با هم تعامل داشته باشند، معادله به شکل زیر خواهد بود:
Fe + S = FeS (2)
مواد ساده شامل فلزات (Ba، K، Na، Mg، Ag) و همچنین غیر فلزات (S، P، Si، Cl 2، N 2، O 2، H 2) می باشند. و باید توجه کنید
توجه ویژه به این واقعیت است که تمام فلزات با نمادهای منفرد نشان داده می شوند: K، Ba، Ca، Al، V، Mg، و غیره، و غیر فلزات - یا با نمادهای ساده: C، S، P یا ممکن است دارای شاخص های مختلفی باشند که ساختار مولکولی آنها را نشان می دهد: H 2 , Cl 2 , O 2 , J 2 , P 4 , S 8 . در آینده، این بسیار خواهد بود پراهمیتهنگام نوشتن معادلات حدس زدن اینکه مواد پیچیده موادی هستند که از اتم ها تشکیل شده اند اصلاً دشوار نیست. نوع متفاوت، مثلا،
یک). اکسیدها:
اکسید آلومینیوم Al 2 O 3، 
اکسید سدیم Na 2 O
اکسید مس CuO،
اکسید روی ZnO
اکسید تیتانیوم Ti2O3،
مونوکسید کربنیا مونوکسید کربن (+2) CO
اکسید گوگرد (6+) SO 3
2). دلایل:
هیدروکسید آهن(+3) Fe (OH) 3،
هیدروکسید مسمس (OH)2،
هیدروکسید پتاسیم یا قلیایی پتاسیم KOH،
هیدروکسید سدیم NaOH.
3). اسیدها:
اسید هیدروکلریک HCl
اسید گوگرد H2SO3،
اسید نیتریک HNO3
چهار). نمک ها:
تیوسولفات سدیم Na 2 S 2 O 3،
سولفات سدیمیا نمک گلوبر Na 2 SO 4،
کربنات کلسیمیا سنگ آهک CaCO 3،
کلرید مس CuCl 2
5). مواد آلی:
استات سدیم CH 3 COOHa،
متان CH 4،
استیلن C 2 H 2،
گلوکز C 6 H 12 O 6
در نهایت، پس از اینکه ساختار را مشخص کردیم مواد مختلف، می توانید شروع به تدوین معادلات شیمیایی کنید.
معادله شیمیایی.
خود کلمه "معادله" از کلمه "Equalize" گرفته شده است. چیزی را به قسمت های مساوی تقسیم کنید در ریاضیات، معادلات تقریباً جوهر این علم هستند. به عنوان مثال، می توانید چنین معادله ساده ای ارائه دهید که در آن سمت چپ و راست برابر با "2" خواهد بود:
40: (9 + 11) = (50 x 2): (80 - 30);
و در معادلات شیمیایی، همان اصل: سمت چپ و راست معادله باید با همان تعداد اتم، عناصر شرکت کننده در آنها مطابقت داشته باشد. یا اگر یک معادله یونی داده شود، در آن تعداد ذراتنیز باید این الزام را برآورده کند. معادله شیمیایی یک رکورد مشروط از یک واکنش شیمیایی با استفاده از فرمول های شیمیاییو نمادهای ریاضی یک معادله شیمیایی ذاتاً منعکس کننده یک واکنش شیمیایی خاص است، یعنی فرآیند برهمکنش مواد، که طی آن مواد جدید پدید می آیند. مثلاً لازم است یک معادله مولکولی بنویسواکنش هایی که شرکت می کنند کلرید باریم BaCl 2 و اسید سولفوریک H 2 SO 4. در نتیجه این واکنش، یک رسوب نامحلول تشکیل می شود - سولفات باریم BaSO 4 و اسید هیدروکلریک Hcl:
ВаСl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2НCl (3)
اول از همه، لازم است بدانیم که عدد بزرگ "2" در مقابل ماده HCl ضریب نامیده می شود و اعداد کوچک "2"، "4" تحت فرمول های ВаСl 2، H 2 SO 4، BaSO نامیده می شود. 4 شاخص نامیده می شود. هم ضرایب و هم شاخص ها در معادلات شیمیایی نقش عوامل را ایفا می کنند نه ترم ها. برای نوشتن صحیح یک معادله شیمیایی، لازم است ضرایب را در معادله واکنش ترتیب دهید. حالا بیایید شروع به شمارش اتم های عناصر سمت چپ و راست معادله کنیم. در سمت چپ معادله: ماده BaCl 2 حاوی 1 اتم باریم (Ba)، 2 اتم کلر (Cl) است. در ماده H 2 SO 4: 2 اتم هیدروژن (H)، 1 اتم گوگرد (S) و 4 اتم اکسیژن (O). در سمت راست معادله: در ماده BaSO 4 1 اتم باریم (Ba) 1 اتم گوگرد (S) و 4 اتم اکسیژن (O) وجود دارد، در ماده HCl: 1 اتم هیدروژن (H) و 1 اتم کلر وجود دارد. (کلر). از این رو نتیجه می شود که در سمت راست معادله تعداد اتم های هیدروژن و کلر نصف سمت چپ است. بنابراین قبل از فرمول HCl در سمت راست معادله، لازم است ضریب «2» قرار گیرد. اگر اکنون تعداد اتم های عناصر درگیر در این واکنش را هم در سمت چپ و هم در سمت راست جمع کنیم، به تعادل زیر می رسیم:
در هر دو قسمت معادله، تعداد اتم های عناصر شرکت کننده در واکنش برابر است، بنابراین صحیح است.
معادلات شیمیایی و واکنش های شیمیایی
همانطور که قبلاً متوجه شدیم، معادلات شیمیایی بازتابی از واکنش های شیمیایی هستند. واکنش های شیمیایی پدیده هایی هستند که در فرآیند آنها تبدیل یک ماده به ماده دیگر رخ می دهد. از بین تنوع آنها، دو نوع اصلی قابل تشخیص است:
یک). واکنش های اتصال
2). واکنش های تجزیه
اکثریت قریب به اتفاق واکنش های شیمیایی مربوط به واکنش های افزودنی است، زیرا اگر در معرض تأثیرات خارجی (انحلال، گرما، نور) قرار نگیرد، به ندرت تغییرات در ترکیب آن می تواند با یک ماده منفرد رخ دهد. هیچ چیز به اندازه تغییراتی که هنگام تعامل دو یا چند ماده رخ می دهد، یک پدیده یا واکنش شیمیایی را مشخص نمی کند. چنین پدیده هایی می تواند خود به خود رخ دهد و با افزایش یا کاهش دما، اثرات نور، تغییر رنگ، رسوب، انتشار محصولات گازی، صدا همراه باشد.
برای وضوح، چندین معادله را ارائه می‌کنیم که فرآیندهای واکنش‌های ترکیبی را منعکس می‌کنند، که طی آنها به دست می‌آییم سدیم کلرید(NaCl)، کلرید روی(ZnCl 2)، رسوب کلرید نقره(AgCl) کلرید آلومینیوم(AlCl 3)
Cl 2 + 2Nа = 2NaCl (4)
CuCl 2 + Zn \u003d ZnCl 2 + Cu (5)
AgNO 3 + KCl \u003d AgCl + 2KNO 3 (6)
3HCl + Al(OH) 3 \u003d AlCl 3 + 3H 2 O (7)
از جمله واکنش های ترکیب باید به موارد زیر به ویژه اشاره کرد : جایگزینی (5), تبادل (6) و به عنوان یک مورد خاص از واکنش مبادله، واکنش خنثی سازی (7).
واکنش‌های جانشینی شامل واکنش‌هایی است که در آن اتم‌های یک ماده ساده جایگزین اتم‌های یکی از عناصر یک ماده پیچیده می‌شوند. در مثال (5)، اتم های روی جایگزین اتم های مس از محلول CuCl 2 می شوند، در حالی که روی به نمک محلول ZnCl 2 منتقل می شود و مس در حالت فلزی از محلول آزاد می شود.
واکنش های تبادلی آن دسته از واکنش هایی هستند که در آن دو ماده پیچیده اجزای تشکیل دهنده خود را مبادله می کنند. در مورد واکنش (6)، نمک های محلول AgNO 3 و KCl، هنگامی که هر دو محلول تخلیه می شوند، رسوب نامحلول نمک AgCl را تشکیل می دهند. در همان زمان، آنها اجزای تشکیل دهنده خود را مبادله می کنند - کاتیون ها و آنیون ها کاتیون های پتاسیم K + به آنیون های NO 3 و کاتیون های نقره Ag + - به آنیون های Cl - متصل هستند.
یک مورد خاص و خاص از واکنش های تبادلی، واکنش خنثی سازی است. واکنش‌های خنثی‌سازی واکنش‌هایی هستند که در آن اسیدها با بازها واکنش داده و نمک و آب را تشکیل می‌دهند. در مثال (7)، هیدروکلریک اسید HCl با باز Al(OH) 3 واکنش داده و نمک AlCl 3 و آب تشکیل می دهد. در این مورد، کاتیون های آلومینیوم Al 3 + از پایه با آنیون های Cl - از اسید مبادله می شوند. در نتیجه این اتفاق می افتد خنثی سازی اسید هیدروکلریک
واکنش‌های تجزیه شامل واکنش‌هایی است که در آن دو یا چند ماده ساده یا پیچیده جدید، اما با ترکیب ساده‌تر، از یک ماده پیچیده تشکیل می‌شوند. به عنوان واکنش، می توان آنهایی را ذکر کرد که در فرآیند 1) تجزیه می شوند. نیترات پتاسیم(KNO 3) با تشکیل نیتریت پتاسیم (KNO 2) و اکسیژن (O 2)؛ 2). پتاسیم پرمنگنات(KMnO 4): منگنات پتاسیم تشکیل می شود (K2MnO4)، اکسید منگنز(MnO 2) و اکسیژن (O 2)؛ 3). کربنات کلسیم یا سنگ مرمر; در این فرآیند شکل می گیرند کربنیگاز(CO 2) و اکسید کلسیم(کائو)
2KNO 3 \u003d 2KNO 2 + O 2 (8)
2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (9)
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (10)
در واکنش (8) از یک ماده پیچیده یک ماده پیچیده و یک ماده ساده تشکیل می شود. در واکنش (9) دو پیچیده و یکی ساده وجود دارد. در واکنش (10) دو ماده پیچیده، اما از نظر ترکیب ساده تر وجود دارد
تمام کلاس های مواد پیچیده تجزیه می شوند:
یک). اکسیدها: اکسید نقره 2Ag 2 O = 4Ag + O 2 (11)
2). هیدروکسیدها: هیدروکسید آهن 2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O (12)
3). اسیدها: اسید سولفوریک H 2 SO 4 \u003d SO 3 + H 2 O (13)
چهار). نمک ها: کربنات کلسیم CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 (14)
5). مواد آلی: تخمیر الکلی گلوکز
C 6 H 12 O 6 \u003d 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 (15)
بر اساس طبقه بندی دیگر، تمام واکنش های شیمیایی را می توان به دو نوع تقسیم کرد: واکنش هایی که با آزاد شدن گرما انجام می شود، به آنها می گویند. گرمازا، و واکنش هایی که با جذب گرما همراه هستند - گرماگیر ملاک چنین فرآیندهایی است اثر حرارتی واکنشبه عنوان یک قاعده، واکنش های گرمازا شامل واکنش های اکسیداسیون است، به عنوان مثال. فعل و انفعالات با اکسیژن احتراق متان:
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O + Q (16)
و واکنش های گرماگیر - واکنش های تجزیه، که قبلا در بالا (11) - (15) ارائه شده است. علامت Q در انتهای معادله نشان می دهد که آیا گرما در طی واکنش آزاد می شود (+Q) یا جذب (-Q):
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 - Q (17)
همچنین می توانید تمام واکنش های شیمیایی را با توجه به نوع تغییر درجه اکسیداسیون عناصر دخیل در تبدیل آنها در نظر بگیرید. به عنوان مثال، در واکنش (17)، عناصر شرکت کننده در آن حالت اکسیداسیون خود را تغییر نمی دهند:
Ca +2 C +4 O 3 -2 \u003d Ca +2 O -2 + C +4 O 2 -2 (18)
و در واکنش (16) عناصر حالت اکسیداسیون خود را تغییر می دهند:
2Mg 0 + O 2 0 \u003d 2Mg +2 O -2
این نوع واکنش ها هستند ردوکس . آنها به طور جداگانه در نظر گرفته خواهند شد. برای فرموله کردن معادلات واکنش هایی از این نوع، استفاده از روش نیمه واکنشو اعمال کنید معادله تعادل الکترونیکی
پس از آوردن انواع واکنش های شیمیایی می توان به اصل تدوین معادلات شیمیایی و به عبارتی انتخاب ضرایب در قسمت چپ و راست آنها اقدام کرد.
مکانیسم های تدوین معادلات شیمیایی.
این یا آن واکنش شیمیایی به هر نوع که تعلق دارد، رکورد آن (معادله شیمیایی) باید با شرط برابری تعداد اتم ها قبل از واکنش و بعد از واکنش مطابقت داشته باشد.
معادلات (17) وجود دارد که نیازی به تنظیم ندارند. قرار دادن ضرایب اما در بیشتر موارد، مانند مثال های (3)، (7)، (15)، لازم است اقداماتی با هدف یکسان سازی سمت چپ و راست معادله انجام شود. در چنین مواردی چه اصولی باید رعایت شود؟ آیا سیستمی در انتخاب ضرایب وجود دارد؟ وجود دارد و یکی نیست. این سیستم ها عبارتند از:
یک). انتخاب ضرایب با توجه به فرمول های داده شده.
2). تلفیقی با توجه به ظرفیت واکنش دهنده ها.
3). کامپایل با توجه به حالت های اکسیداسیون واکنش دهنده ها.
در حالت اول، فرض بر این است که فرمول واکنش دهنده ها را هم قبل و هم بعد از واکنش می دانیم. به عنوان مثال، با توجه به معادله زیر:
N 2 + O 2 → N 2 O 3 (19)
به طور کلی پذیرفته شده است که تا زمانی که برابری بین اتم های عناصر قبل و بعد از واکنش برقرار شود، علامت برابری (=) در معادله قرار نمی گیرد، بلکه با یک فلش (→) جایگزین می شود. حالا بیایید به تعادل واقعی بپردازیم. در سمت چپ معادله 2 اتم نیتروژن (N 2) و دو اتم اکسیژن (O 2) و در سمت راست دو اتم نیتروژن (N 2) و سه اتم اکسیژن (O 3) قرار دارند. لازم نیست که آن را با تعداد اتم های نیتروژن برابر کنیم، اما برای رسیدن به برابری با اکسیژن لازم است، زیرا قبل از واکنش دو اتم شرکت کردند و بعد از واکنش سه اتم وجود داشت. بیایید نمودار زیر را ایجاد کنیم:
قبل از واکنش پس از واکنش
O 2 O 3
بیایید کوچکترین مضرب بین تعداد داده شده اتم را تعریف کنیم، "6" خواهد بود.
O 2 O 3
\ 6 /
این عدد سمت چپ معادله اکسیژن را بر "2" تقسیم کنید. عدد "3" را می گیریم، آن را در معادله حل می کنیم:
N 2 + 3O 2 → N 2 O 3
همچنین عدد "6" سمت راست معادله را بر "3" تقسیم می کنیم. عدد "2" را می گیریم، فقط آن را در معادله قرار دهید تا حل شود:
N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3
تعداد اتم های اکسیژن در هر دو قسمت چپ و راست معادله به ترتیب برابر با 6 اتم شد:
اما تعداد اتم های نیتروژن در هر دو طرف معادله مطابقت نخواهد داشت:
در سمت چپ دو اتم، در سمت راست چهار اتم وجود دارد. بنابراین، برای دستیابی به برابری، لازم است مقدار نیتروژن در سمت چپ معادله را با قرار دادن ضریب "2" دو برابر کنید:
بنابراین، برابری نیتروژن مشاهده می شود و به طور کلی، معادله به شکل زیر خواهد بود:
2N 2 + 3O 2 → 2N 2 O 3
حال در معادله به جای فلش می توانید علامت مساوی قرار دهید:
2N 2 + 3O 2 \u003d 2N 2 O 3 (20)
بیایید مثال دیگری بزنیم. معادله واکنش زیر داده شده است:
P + Cl 2 → PCl 5
در سمت چپ معادله 1 اتم فسفر (P) و دو اتم کلر (Cl 2) و در سمت راست یک اتم فسفر (P) و پنج اتم اکسیژن (Cl 5) وجود دارد. لازم نیست که آن را با تعداد اتم های فسفر برابر کنیم، اما برای کلر لازم است برابری حاصل شود، زیرا قبل از واکنش دو اتم شرکت کردند و بعد از واکنش پنج اتم وجود داشت. بیایید نمودار زیر را ایجاد کنیم:
قبل از واکنش پس از واکنش
Cl 2 Cl 5
بیایید کوچکترین مضرب بین تعداد داده شده اتم را تعریف کنیم، "10" خواهد بود.
Cl 2 Cl 5
\ 10 /
این عدد در سمت چپ معادله کلر را بر "2" تقسیم کنید. عدد "5" را می گیریم، آن را در معادله حل می کنیم:
Р + 5Cl 2 → РCl 5
همچنین عدد "10" سمت راست معادله را بر "5" تقسیم می کنیم. عدد "2" را می گیریم، فقط آن را در معادله قرار دهید تا حل شود:
Р + 5Cl 2 → 2РCl 5
تعداد اتم های کلر در هر دو قسمت چپ و راست معادله به ترتیب برابر با 10 اتم شد:
اما تعداد اتم های فسفر در هر دو طرف معادله مطابقت نخواهد داشت:
بنابراین، برای رسیدن به برابری، باید مقدار فسفر سمت چپ معادله را دو برابر کرد و ضریب "2" را قرار داد:
بنابراین، برابری فسفر مشاهده می شود و به طور کلی، معادله به شکل زیر خواهد بود:
2Р + 5Cl 2 = 2РCl 5 (21)
هنگام نوشتن معادلات بر اساس ظرفیت باید داده شود تعریف ظرفیتو مقادیر را برای معروف ترین عناصر تنظیم کنید. ارزش یکی از مفاهیمی است که قبلاً استفاده می شد و در حال حاضر در تعدادی از برنامه های مدرسه استفاده نمی شود. اما با کمک آن می توان اصول تدوین معادلات واکنش های شیمیایی را ساده تر توضیح داد. منظور از ظرفیت است عدد پیوندهای شیمیایی، که یک یا آن اتم می تواند با اتم دیگر یا اتم های دیگر تشکیل شود . ظرفیت علامت (+ یا -) ندارد و با اعداد رومی، معمولاً بالای نمادهای عناصر شیمیایی نشان داده می شود، به عنوان مثال:
این ارزش ها از کجا می آیند؟ چگونه آنها را در تهیه معادلات شیمیایی به کار ببریم؟ مقادیر عددی ظرفیت عناصر با شماره گروه آنها منطبق است سیستم دوره ایعناصر شیمیایی D. I. مندلیف (جدول 1).
برای سایر عناصر مقادیر ظرفیتممکن است مقادیر دیگری داشته باشند، اما هرگز از تعداد گروهی که در آن قرار دارند بیشتر نباشد. علاوه بر این، برای تعداد زوج گروه ها (IV و VI)، ظرفیت های عناصر فقط مقادیر زوج می گیرند و برای افراد فرد، می توانند هر دو مقدار زوج و فرد داشته باشند (جدول 2).
البته برای برخی از عناصر استثنائاتی برای مقادیر ظرفیت وجود دارد، اما در هر مورد خاص، معمولاً این نقاط مشخص می شوند. حال در نظر بگیرید اصل کلیتدوین معادلات شیمیایی برای ظرفیت های داده شده برای عناصر خاص. اغلب این روش در مورد تدوین معادلات واکنش های شیمیایی ترکیب قابل قبول است مواد سادهبه عنوان مثال، هنگام تعامل با اکسیژن ( واکنش های اکسیداسیون). فرض کنید می خواهید واکنش اکسیداسیون را نمایش دهید آلومینیوم. اما به یاد بیاورید که فلزات را با اتم های منفرد (Al) و غیر فلزاتی که در حالت گازی هستند - با شاخص "2" - (O 2) نشان داده می شوند. ابتدا طرح کلی واکنش را می نویسیم:
Al + O 2 → AlO
در این مرحله، هنوز مشخص نیست که املای صحیح برای اکسید آلومینیوم چگونه باید باشد. و دقیقاً در این مرحله است که آگاهی از ظرفیت های عناصر به کمک ما می آید. برای آلومینیوم و اکسیژن، آنها را بالاتر از فرمول پیشنهادی برای این اکسید قرار می دهیم:
IIIII
الو
پس از آن، "cross"-on-"cross" این نمادهای عناصر، شاخص های مربوطه را در زیر قرار می دهند:
IIIII
Al 2 O 3
ترکیب یک ترکیب شیمیایی Al 2 O 3 تعیین شد. طرح بعدی معادله واکنش به شکل زیر خواهد بود:
Al + O 2 → Al 2 O 3
تنها برای مساوی کردن قسمت های چپ و راست آن باقی مانده است. به همان ترتیبی که در مورد فرمول بندی معادله (19) عمل می کنیم. تعداد اتم‌های اکسیژن را برابر می‌کنیم و به کوچکترین مضرب متوسل می‌شویم:
قبل از واکنش پس از واکنش
O 2 O 3
\ 6 /
این عدد سمت چپ معادله اکسیژن را بر "2" تقسیم کنید. عدد "3" را می گیریم، آن را در معادله حل می کنیم. همچنین عدد "6" سمت راست معادله را بر "3" تقسیم می کنیم. عدد "2" را می گیریم، فقط آن را در معادله قرار دهید تا حل شود:
Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
برای دستیابی به برابری آلومینیوم، لازم است مقدار آن را در سمت چپ معادله با تنظیم ضریب "4" تنظیم کنید:
4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3
بنابراین برابری آلومینیوم و اکسیژن رعایت می شود و به طور کلی معادله به شکل نهایی خواهد بود:
4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3 (22)
با استفاده از روش ظرفیت، می توان پیش بینی کرد که کدام ماده در جریان یک واکنش شیمیایی تشکیل می شود، فرمول آن چگونه خواهد بود. فرض کنید نیتروژن و هیدروژن با ظرفیت های III و I مربوطه وارد واکنش ترکیب شده اند، طرح کلی واکنش را بنویسیم:
N 2 + H 2 → NH
برای نیتروژن و هیدروژن، ما ظرفیت ها را روی فرمول پیشنهادی این ترکیب قرار می دهیم:
مانند قبل، "cross"-on-"cross" برای این نمادهای عنصر، شاخص های مربوطه را در زیر قرار می دهیم:
III I
N H 3
طرح بعدی معادله واکنش به شکل زیر خواهد بود:
N 2 + H 2 → NH 3
با تساوی به روشی که قبلاً شناخته شده است، از طریق کوچکترین مضرب برای هیدروژن، برابر با "6"، ضرایب مورد نظر و معادله را به عنوان یک کل به دست می آوریم:
N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3 (23)
هنگام تدوین معادلات برای حالت های اکسیداسیونمواد واکنش دهنده، باید به خاطر داشت که درجه اکسیداسیون یک عنصر، تعداد الکترون هایی است که در فرآیند یک واکنش شیمیایی دریافت یا داده می شوند. حالت اکسیداسیون در ترکیباتاساساً از نظر عددی با مقادیر ظرفیت های عنصر منطبق است. اما آنها در علامت متفاوت هستند. به عنوان مثال، برای هیدروژن، ظرفیت I است و حالت اکسیداسیون (+1) یا (-1) است. برای اکسیژن، ظرفیت II و حالت اکسیداسیون (2-) است. برای نیتروژن، ظرفیت ها I، II، III، IV، V و حالت های اکسیداسیون (3-)، (+1)، (+2)، (+3)، (+4)، (+5) هستند. و غیره حالت های اکسیداسیون عناصری که بیشتر در معادلات استفاده می شوند در جدول 3 نشان داده شده است.
در مورد واکنش های مرکب، اصل تشکیل معادلات بر حسب حالت های اکسیداسیون مانند تالیف بر حسب ظرفیت ها است. به عنوان مثال، معادله واکنش اکسیداسیون کلر با اکسیژن را می دهیم که در آن کلر ترکیبی با حالت اکسیداسیون 7+ می سازد. بیایید معادله پیشنهادی را بنویسیم:
Cl 2 + O 2 → ClO
ما حالت های اکسیداسیون اتم های مربوطه را روی ترکیب ClO پیشنهادی قرار می دهیم:
همانطور که در موارد قبلی، ما تعیین می کنیم که مورد نظر است فرمول ترکیبیشکل خواهد گرفت:
7 -2
Cl 2 O 7
معادله واکنش به شکل زیر خواهد بود:
Cl 2 + O 2 → Cl 2 O 7
با تساوی برای اکسیژن، پیدا کردن کوچکترین مضرب بین دو و هفت، برابر با "14"، در نهایت برابری را ایجاد می کنیم:
2Cl 2 + 7O 2 \u003d 2Cl 2 O 7 (24)
هنگام کامپایل واکنش‌های تبادل، خنثی‌سازی و جایگزینی باید از روش کمی متفاوت با حالت‌های اکسیداسیون استفاده شود. در برخی موارد، دشوار است که بفهمیم: چه ترکیباتی در اثر متقابل مواد پیچیده تشکیل می شوند؟
چگونه می دانید در یک واکنش چه اتفاقی می افتد؟
در واقع، چگونه می دانید: چه محصولات واکنشی می توانند در جریان یک واکنش خاص ایجاد شوند؟ به عنوان مثال، هنگام واکنش نیترات باریم و سولفات پتاسیم چه چیزی تشکیل می شود؟
Ba (NO 3) 2 + K 2 SO 4 →؟
شاید VAC 2 (NO 3) 2 + SO 4؟ یا Ba + NO 3 SO 4 + K 2؟ یا چیز دیگری؟ البته در طی این واکنش ترکیبات BaSO 4 و KNO 3 تشکیل می شوند. و این چگونه شناخته شده است؟ و چگونه فرمول مواد را بنویسیم؟ بیایید با چیزی که اغلب نادیده گرفته می شود شروع کنیم: خود مفهوم "واکنش مبادله". به این معنی که در این واکنش ها، مواد در قسمت های تشکیل دهنده با یکدیگر تغییر می کنند. از آنجایی که واکنش‌های تبادلی بیشتر بین بازها، اسیدها یا نمک‌ها انجام می‌شود، بخش‌هایی که با آنها تغییر می‌کنند کاتیون‌های فلزی (Na +، Mg2+، Al 3+، Ca2+، Cr3+)، یون‌های H+ یا OH -، آنیون ها - باقی مانده های اسید، (Cl -، NO 3 2-، SO 3 2-، SO 4 2-، CO 3 2-، PO 4 3-). به طور کلی، واکنش تبادل را می توان به شکل زیر نشان داد:
Kt1An1 + Kt2An1 = Kt1An2 + Kt2An1 (25)
جایی که Kt1 و Kt2 کاتیون های فلزی (1) و (2) و An1 و An2 آنیون های (1) و (2) مربوط به آنها هستند. در این مورد باید در نظر گرفت که در ترکیبات قبل و بعد از واکنش همیشه کاتیون ها در وهله اول و آنیون ها در مرحله دوم ایجاد می شوند. بنابراین اگر واکنش نشان دهد کلرید پتاسیمو نیترات نقره، هر دو در محلول
KCl + AgNO 3 →
سپس در فرآیند آن مواد KNO 3 و AgCl تشکیل می شود و معادله مربوطه به شکل زیر در می آید:
KCl + AgNO 3 \u003d KNO 3 + AgCl (26)
در واکنش‌های خنثی‌سازی، پروتون‌های اسیدها (H +) با آنیون‌های هیدروکسیل (OH -) ترکیب می‌شوند و آب (H2O) را تشکیل می‌دهند:
HCl + KOH \u003d KCl + H 2 O (27)
حالت های اکسیداسیون کاتیون های فلزی و بار آنیون های باقی مانده اسید در جدول حلالیت مواد (اسیدها، نمک ها و بازها در آب) نشان داده شده است. کاتیون های فلزی به صورت افقی و آنیون های باقی مانده اسید به صورت عمودی نشان داده شده اند.
بر این اساس، هنگام تدوین معادله واکنش تبادل، ابتدا لازم است که حالت های اکسیداسیون ذرات دریافت کننده در این فرآیند شیمیایی در سمت چپ آن ایجاد شود. برای مثال، شما باید یک معادله برای برهمکنش کلرید کلسیم و کربنات سدیم بنویسید، بیایید طرح اولیه این واکنش را ترسیم کنیم:
CaCl + NaCO 3 →
Ca 2 + Cl - + Na + CO 3 2- →
پس از انجام عمل "متقاطع" به "متقاطع" از قبل شناخته شده، فرمول واقعی مواد اولیه را تعیین می کنیم:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 →
بر اساس اصل تبادل کاتیون ها و آنیون ها (25)، ما فرمول های اولیه مواد تشکیل شده در طول واکنش را ایجاد می کنیم:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 → CaCO 3 + NaCl
ما بارهای مربوطه را روی کاتیون ها و آنیون های آنها قرار می دهیم:
Ca 2 + CO 3 2- + Na + Cl -
فرمول های موادمطابق با بارهای کاتیون ها و آنیون ها به درستی نوشته شده اند. بیایید با معادل سازی قسمت های چپ و راست آن از نظر سدیم و کلر، یک معادله کامل بسازیم:
CaCl 2 + Na 2 CO 3 \u003d CaCO 3 + 2 NaCl (28)
به عنوان مثال دیگر، در اینجا معادله واکنش خنثی سازی بین هیدروکسید باریم و اسید فسفریک است:
VaON + NPO 4 →
بارهای مربوطه را روی کاتیون ها و آنیون ها قرار می دهیم:
Ba 2+ OH - + H + RO 4 3- →
بیایید فرمول واقعی مواد اولیه را تعریف کنیم:
Va (OH) 2 + H 3 RO 4 →
بر اساس اصل مبادله کاتیون ها و آنیون ها (25)، ما فرمول های اولیه مواد تشکیل شده در طول واکنش را ایجاد می کنیم، با توجه به اینکه در واکنش تبادل، یکی از مواد لزوما باید آب باشد:
Ba (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 2 + RO 4 3- + H 2 O
بیایید رکورد صحیح فرمول نمک تشکیل شده در طول واکنش را تعیین کنیم:
Ba (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O
سمت چپ معادله را برای باریم برابر کنید:
3VA (OH) 2 + H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O
از آنجایی که در سمت راست معادله، باقیمانده اسید فسفریک دو بار گرفته شده است، (PO 4) 2، سپس در سمت چپ نیز لازم است مقدار آن دو برابر شود:
3VA (OH) 2 + 2H 3 RO 4 → Ba 3 (RO 4) 2 + H 2 O
باقی مانده است که تعداد اتم های هیدروژن و اکسیژن در سمت راست آب مطابقت داشته باشد. از آنجایی که تعداد کل اتم های هیدروژن در سمت چپ 12 است، در سمت راست نیز باید با دوازده مطابقت داشته باشد، بنابراین، قبل از فرمول آب، لازم است یک ضریب قرار دهید"6" (از آنجا که در حال حاضر 2 اتم هیدروژن در مولکول آب وجود دارد). برای اکسیژن نیز برابری مشاهده می شود: در سمت چپ 14 و در سمت راست 14. بنابراین، معادله شکل صحیح نوشتن دارد:
3Ва (ОН) 2 + 2Н 3 РО 4 → Ва 3 (РО 4) 2 + 6Н 2 O (29)
امکان واکنش های شیمیایی
جهان از مواد بسیار متنوعی تشکیل شده است. تعداد انواع واکنش های شیمیایی بین آنها نیز غیرقابل محاسبه است. اما آیا ما با نوشتن این یا آن معادله روی کاغذ می توانیم ادعا کنیم که یک واکنش شیمیایی با آن مطابقت دارد؟ این تصور غلط وجود دارد که اگر حق ترتیب شانسدر معادله، آنگاه در عمل قابل اجرا خواهد بود. مثلاً اگر بگیریم محلول اسید سولفوریکو در آن رها کنید فلز روی، سپس می توانیم روند تکامل هیدروژن را مشاهده کنیم:
Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 (30)
اما اگر مس در همان محلول پایین بیاید، فرآیند تکامل گاز مشاهده نخواهد شد. واکنش قابل انجام نیست.
Cu + H 2 SO 4 ≠
اگر اسید سولفوریک غلیظ مصرف شود، با مس واکنش می دهد:
Cu + 2H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (31)
در واکنش (23) بین گازهای نیتروژن و هیدروژن، تعادل ترمودینامیکی،آن ها چند مولکولآمونیاک NH 3 در واحد زمان تشکیل می شود، همان تعداد از آنها دوباره به نیتروژن و هیدروژن تجزیه می شوند. تغییر در تعادل شیمیاییمی توان با افزایش فشار و کاهش دما به دست آورد
N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3
اگر بگیرید محلول هیدروکسید پتاسیمو روی آن بریزید محلول سولفات سدیم، پس از آن هیچ تغییری مشاهده نخواهد شد، واکنش امکان پذیر نخواهد بود:
KOH + Na 2 SO 4 ≠
محلول کلرید سدیمهنگام تعامل با برم، با وجود این واقعیت که این واکنش را می توان به یک واکنش جایگزینی نسبت داد، برم تشکیل نمی دهد:
NaCl + Br 2 ≠
دلایل چنین تناقضاتی چیست؟ واقعیت این است که فقط تعریف درست کافی نیست فرمول های ترکیبی، باید مشخصات برهمکنش فلزات با اسیدها را بدانید، به طرز ماهرانه ای از جدول حلالیت مواد استفاده کنید، قوانین جایگزینی را در سری فعالیت فلزات و هالوژن ها بدانید. این مقاله تنها اصول اولیه چگونگی را بیان می کند ضرایب را در معادلات واکنش ترتیب دهید، چگونه معادلات مولکولی بنویسید، چگونه تعیین ترکیب یک ترکیب شیمیایی
شیمی به عنوان یک علم بسیار متنوع و چندوجهی است. این مقاله تنها بخش کوچکی از فرآیندهای در حال وقوع در دنیای واقعی را منعکس می کند. انواع، معادلات ترموشیمیایی، الکترولیز،فرآیندهای سنتز آلی و خیلی، خیلی بیشتر. اما در مقالات بعدی در مورد آن بیشتر توضیح خواهیم داد.
سایت، با کپی کامل یا جزئی از مطالب، لینک به منبع الزامی است.
حل مسائل مدرسه در شیمی می تواند مشکلاتی را برای دانش آموزان ایجاد کند، بنابراین ما تعدادی مثال از حل انواع اصلی مسائل در شیمی مدرسه را با تجزیه و تحلیل دقیق ارائه می دهیم.
برای حل مسائل در شیمی، باید تعدادی از فرمول های نشان داده شده در جدول زیر را بدانید. با استفاده صحیح از این مجموعه ساده می توانید تقریباً هر مشکلی را از درس شیمی حل کنید.
| محاسبات مواد | محاسبات را به اشتراک بگذارید | محاسبات بازده محصول واکنش |
| ν=m/M،
ν=V/V M , ν=N/N A , ν=PV/RT |
ω=m h/m در مورد،
φ \u003d V h / V حدود، χ=ν h / ν حدود |
η = m pr /m نظریه. ،
η = V pr / V نظریه. ، η = ν سابق / ν نظریه. |
| ν مقدار ماده (mol) است. ν h - مقدار ماده خصوصی (مول)؛ ν حدود - مقدار کل ماده (مول)؛ m جرم (g) است. m h - جرم نسبی (g)؛ متر در حدود - وزن کل (گرم)؛ V - حجم (l)؛ V M - حجم 1 mol (l); V h - حجم خصوصی (l)؛ V حدود - حجم کل (l)؛ N تعداد ذرات (اتم ها، مولکول ها، یون ها) است. N A - عدد آووگادرو (تعداد ذرات در 1 مول از یک ماده) N A \u003d 6.02 × 10 23؛ Q مقدار برق (C) است. F ثابت فارادی است (F »96500 C؛ P - فشار (Pa) (1 atm "10 5 Pa)؛ R ثابت گاز جهانی R » 8.31 J/(mol×K) است. T دمای مطلق (K) است. ω کسر جرمی است. φ کسر حجمی است. χ کسر مولی است. η بازده محصول واکنش است. m pr.، V pr.، ν pr. - جرم، حجم، مقدار ماده عملی. m theor.,V theor., ν theor. - جرم، حجم، مقدار ماده نظری. |
||
محاسبه جرم مقدار معینی از یک ماده
ورزش:
جرم 5 مول آب (H 2 O) را تعیین کنید.
راه حل:
- جرم مولی یک ماده را با استفاده از جدول تناوبی D.I. Mendeleev محاسبه کنید. جرم همه اتم ها به واحد گرد می شود، کلر - تا 35.5.
M(H2O)=2×1+16=18 گرم بر مول - جرم آب را با استفاده از فرمول بدست آورید:
m \u003d ν × M (H 2 O) \u003d 5 مول × 18 گرم / مول \u003d 90 گرم - ثبت پاسخ:
جواب: جرم 5 مول آب 90 گرم است.
محاسبه کسر جرمی املاح
ورزش:
کسر جرمی نمک (NaCl) در محلول حاصل از حل کردن 25 گرم نمک در 475 گرم آب را محاسبه کنید.
راه حل:
- فرمول پیدا کردن کسر جرمی را بنویسید:
ω (%) \u003d (m in-va / m محلول) × 100% - جرم محلول را پیدا کنید.
m محلول \u003d m (H 2 O) + m (NaCl) \u003d 475 + 25 \u003d 500 گرم - کسر جرمی را با جایگزین کردن مقادیر در فرمول محاسبه کنید.
ω (NaCl) \u003d (m in-va / m محلول) × 100٪ = (25/500)×100%=5% - پاسخ را یادداشت کنید.
پاسخ: کسر جرمی NaCl 5٪ است.
محاسبه جرم یک ماده در محلول با کسر جرمی آن
ورزش:
برای بدست آوردن 200 گرم محلول 5 درصد چند گرم شکر و آب باید مصرف کرد؟
راه حل:
- فرمول تعیین کسر جرمی املاح را بنویسید.
ω=m in-va /m r-ra → m in-va = m r-ra ×ω - جرم نمک را محاسبه کنید.
m in-va (نمک) \u003d 200 × 0.05 \u003d 10 گرم - جرم آب را تعیین کنید.
m (H 2 O) \u003d m (محلول) - m (نمک) \u003d 200 - 10 \u003d 190 گرم - پاسخ را یادداشت کنید.
پاسخ: باید 10 گرم شکر و 190 گرم آب مصرف کنید
تعیین بازده محصول واکنش بر حسب درصد امکان تئوری
ورزش:
بازده نیترات آمونیوم (NH 4 NO 3 ) را بر حسب درصد از نظر تئوری ممکن محاسبه کنید اگر 380 گرم کود با عبور 85 گرم آمونیاک (NH 3) در محلول اسید نیتریک (HNO 3) بدست آمد.
راه حل:
- معادله یک واکنش شیمیایی را بنویسید و ضرایب را مرتب کنید
NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 - داده های شرط مسئله را در بالای معادله واکنش بنویسید.
متر = 85 گرم m pr = 380 گرم NH3 + HNO3 = NH4NO3 - در فرمول مواد، مقدار ماده را با توجه به ضرایب حاصل ضرب مقدار ماده و جرم مولی ماده محاسبه کنید:
- جرم به دست آمده از نیترات آمونیوم شناخته شده است (380 گرم). به منظور تعیین جرم نظری نیترات آمونیوم، نسبتی را ترسیم کنید
85/17=x/380 - معادله را حل کنید، x را پیدا کنید.
x=400 گرم جرم نظری نیترات آمونیوم - بازده محصول واکنش (%) را با ارجاع جرم عملی به جرم نظری تعیین کنید و در 100% ضرب کنید.
η=m pr/m نظریه. =(380/400)×100%=95% - پاسخ را یادداشت کنید.
پاسخ: بازده نیترات آمونیوم 95 درصد بود.
محاسبه جرم محصول از جرم شناخته شده معرف حاوی نسبت معینی از ناخالصی ها
ورزش:
جرم اکسید کلسیم (CaO) را که از پخت 300 گرم سنگ آهک (CaCO 3) حاوی 10 درصد ناخالصی به دست می آید، محاسبه کنید.
راه حل:
- معادله واکنش شیمیایی را بنویسید، ضرایب را قرار دهید.
CaCO 3 \u003d CaO + CO 2 - جرم CaCO 3 خالص موجود در سنگ آهک را محاسبه کنید.
ω (خالص) \u003d 100٪ - 10٪ \u003d 90٪ یا 0.9؛
متر (CaCO 3) \u003d 300 × 0.9 \u003d 270 گرم - جرم حاصل از CaCO 3 روی فرمول CaCO 3 در معادله واکنش نوشته می شود. جرم مورد نظر CaO با x نشان داده می شود.
270 گرم x r CaCO 3 = CaO + CO 2 - زیر فرمول مواد موجود در معادله، مقدار ماده را بنویسید (با توجه به ضرایب). حاصل ضرب مقادیر مواد با جرم مولی آنها (جرم مولکولی CaCO 3 \u003d 100
، CaO = 56
).
- نسبتی را تنظیم کنید.
270/100=x/56 - معادله را حل کنید.
x = 151.2 گرم - پاسخ را یادداشت کنید.
پاسخ: جرم اکسید کلسیم 151.2 گرم خواهد بود
محاسبه جرم محصول واکنش، در صورتی که بازده محصول واکنش مشخص باشد
ورزش:
چند گرم نیترات آمونیوم (NH 4 NO 3) را می توان با واکنش 44.8 لیتر آمونیاک (n.a.) با اسید نیتریک به دست آورد، اگر معلوم شود که بازده عملی 80 درصد از نظر تئوری ممکن است؟
راه حل:
- معادله واکنش شیمیایی را بنویسید، ضرایب را مرتب کنید.
NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3 - این شرایط مسئله را بالای معادله واکنش بنویسید. جرم نیترات آمونیوم را با x نشان می دهند.
- زیر معادله واکنش بنویسید:
الف) مقدار مواد با توجه به ضرایب.
ب) حاصلضرب حجم مولی آمونیاک به مقدار ماده. حاصلضرب جرم مولی NH 4 NO 3 با مقدار ماده. - نسبتی را تنظیم کنید.
44.4/22.4=x/80 - معادله را با پیدا کردن x (جرم نظری نیترات آمونیوم) حل کنید:
x \u003d 160 گرم. - جرم عملی NH 4 NO 3 را با ضرب جرم نظری در بازده عملی (در کسری از یک) بیابید.
متر (NH 4 NO 3) \u003d 160 × 0.8 \u003d 128 گرم - پاسخ را یادداشت کنید.
پاسخ: جرم نیترات آمونیوم 128 گرم خواهد بود.
تعیین جرم محصول در صورت مصرف بیش از حد یکی از معرفها
ورزش:
14 گرم از اکسید کلسیم (CaO) با محلولی حاوی 37.8 گرم اسید نیتریک (HNO 3) تیمار شد. جرم محصول واکنش را محاسبه کنید.
راه حل:
- معادله واکنش را بنویسید، ضرایب را مرتب کنید
CaO + 2HNO 3 \u003d Ca (NO 3) 2 + H 2 O - مول معرف ها را با استفاده از فرمول تعیین کنید: ν = m/M
ν(CaO) = 14/56=0.25 مول؛
ν (HNO 3) \u003d 37.8 / 63 \u003d 0.6 مول. - در بالای معادله واکنش، مقادیر محاسبه شده ماده را بنویسید. تحت معادله - مقدار ماده با توجه به ضرایب استوکیومتری.
- با مقایسه نسبت مقادیر گرفته شده از مواد به ضرایب استوکیومتری، ماده مصرف شده در کمبود را تعیین کنید.
0,25/1 < 0,6/2
در نتیجه، اسید نیتریک در کمبود مصرف می شود. از آن ما جرم محصول را تعیین می کنیم. - زیر فرمول نیترات کلسیم (Ca (NO 3) 2) در معادله، قرار دهید:
الف) مقدار ماده با توجه به ضریب استوکیومتری.
ب) حاصل ضرب جرم مولی به مقدار ماده. بالاتر از فرمول (Ca (NO 3) 2) - x g.0.25 مول 0.6 مول x r CaO + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H2O 1 مول 2 مول 1 مول m = 1×164 گرم - یک نسبت درست کنید
0.25/1=x/164 - x را تعیین کنید
x = 41 گرم - پاسخ را یادداشت کنید.
پاسخ: جرم نمک (Ca (NO 3) 2) 41 گرم خواهد بود.
محاسبات توسط معادلات واکنش ترموشیمیایی
ورزش:
وقتی 200 گرم اکسید مس (II) (CuO) در اسید کلریدریک (محلول آبی HCl) حل شود، چقدر گرما آزاد می شود، اگر معادله واکنش ترموشیمیایی:
CuO + 2HCl \u003d CuCl 2 + H 2 O + 63.6 کیلوژول
راه حل:
- داده های شرط مسئله را در بالای معادله واکنش بنویسید
- در زیر فرمول اکسید مس، مقدار آن را بنویسید (با توجه به ضریب). حاصلضرب جرم مولی و مقدار ماده. x را بالاتر از مقدار گرما در معادله واکنش قرار دهید.
200 گرم CuO + 2HCl = CuCl 2 + H2O + 63.6 کیلوژول 1 مول m = 1×80 گرم - نسبتی را تنظیم کنید.
200/80=x/63.6 - x را محاسبه کنید.
x=159 کیلوژول - پاسخ را یادداشت کنید.
پاسخ: وقتی 200 گرم مس در اسید کلریدریک حل شود، 159 کیلوژول گرما آزاد می شود.
ترسیم معادله ترموشیمیایی
ورزش:
هنگام سوزاندن 6 گرم منیزیم، 152 کیلوژول گرما آزاد می شود. یک معادله ترموشیمیایی برای تشکیل اکسید منیزیم بنویسید.
راه حل:
- معادله ای برای واکنش شیمیایی که آزاد شدن گرما را نشان می دهد بنویسید. ضرایب را مرتب کنید.
2Mg + O 2 \u003d 2MgO + Q 6 گرم 152 2 میلی گرم + O2 = 2MgO + س - زیر فرمول مواد بنویسید:
الف) مقدار ماده (با توجه به ضرایب).
ب) حاصل ضرب جرم مولی به مقدار ماده. x را زیر گرمای واکنش قرار دهید.
- نسبتی را تنظیم کنید.
6/(2×24)=152/x - x (مقدار گرما، با توجه به معادله) را محاسبه کنید.
x=1216 کیلوژول - معادله ترموشیمیایی را در جواب بنویسید.
پاسخ: 2Mg + O 2 = 2MgO + 1216 kJ
محاسبه حجم گاز با توجه به معادلات شیمیایی
ورزش:
هنگامی که آمونیاک (NH 3) با اکسیژن در حضور یک کاتالیزور اکسید می شود، اکسید نیتریک (II) و آب تشکیل می شود. چه حجمی از اکسیژن با 20 لیتر آمونیاک واکنش می دهد؟
راه حل:
- معادله واکنش را بنویسید و ضرایب را مرتب کنید.
4NH 3 + 5O 2 \u003d 4NO + 6H 2 O - داده های شرط مسئله را در بالای معادله واکنش بنویسید.
20 لیتر ایکس 4NH3 + 5O2 = 4 NO + 6H2O - در معادله واکنش، مقادیر مواد را با توجه به ضرایب یادداشت کنید.
- نسبتی را تنظیم کنید.
20/4=x/5 - x را پیدا کنید.
x= 25 لیتر - پاسخ را یادداشت کنید.
جواب: 25 لیتر اکسیژن.
تعیین حجم یک محصول گازی از جرم شناخته شده یک معرف حاوی ناخالصی
ورزش:
وقتی 50 گرم سنگ مرمر (CaCO 3) حاوی 10 درصد ناخالصی در اسید کلریدریک حل شود چه حجمی (n.c.) دی اکسید کربن (CO 2) آزاد می شود؟
راه حل:
- معادله یک واکنش شیمیایی را بنویسید، ضرایب را مرتب کنید.
CaCO 3 + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O + CO 2 - مقدار CaCO 3 خالص موجود در 50 گرم سنگ مرمر را محاسبه کنید.
ω (CaCO 3) \u003d 100% - 10% \u003d 90%
برای تبدیل به کسری از یک، تقسیم بر 100٪ است.
w (CaCO 3) \u003d 90% / 100% \u003d 0.9
متر (CaCO 3) \u003d متر (مرمر) × w (CaCO 3) \u003d 50 × 0.9 \u003d 45 گرم - مقدار حاصل از کربنات کلسیم را در معادله واکنش بنویسید. بالاتر از CO 2 x l را قرار دهید.
45 گرم ایکس CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2 - زیر فرمول مواد بنویسید:
الف) مقدار ماده با توجه به ضرایب.
ب) حاصل ضرب جرم مولی با مقدار ماده، اگر در مورد جرم ماده صحبت می کنیم، و حاصلضرب حجم مولی با مقدار ماده، اگر در مورد حجم ماده صحبت می کنیم.45 گرم ایکس CaCO3 + 2HCl = محاسبه ترکیب مخلوط با توجه به معادله واکنش شیمیایی
ورزش:
احتراق کامل مخلوطی از متان و مونوکسید کربن (II) به همان حجم اکسیژن نیاز داشت. ترکیب را تعیین کنید مخلوط گازدر کسر حجمی
راه حل:
- معادلات واکنش را بنویسید، ضرایب را مرتب کنید.
CO + 1/2O 2 = CO 2
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O - مقدار مونوکسید کربن (CO) را x و مقدار متان را y مشخص کنید
ایکس بنابراین + 1/2O 2 = CO 2 در CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O - مقدار اکسیژن مصرفی برای احتراق x مول CO و y مول CH 4 را تعیین کنید.
ایکس 0.5 x بنابراین + 1/2O 2 = CO 2 در 2 سال CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O - در مورد نسبت مقدار ماده اکسیژن و مخلوط گاز نتیجه گیری کنید.
برابری حجم گازها نشان دهنده برابری مقادیر ماده است. - یک معادله بنویسید.
x + y = 0.5x + 2y - معادله را ساده کنید.
0.5 x = y - مقدار CO را برای 1 مول در نظر بگیرید و مقدار مورد نیاز CH 4 را تعیین کنید.
اگر x=1 باشد y=0.5 - مقدار کل ماده را بیابید.
x + y = 1 + 0.5 = 1.5 - کسر حجمی مونوکسید کربن (CO) و متان را در مخلوط تعیین کنید.
φ(CO) \u003d 1 / 1.5 \u003d 2/3
φ (CH 4) \u003d 0.5 / 1.5 \u003d 1/3 - پاسخ را یادداشت کنید.
پاسخ: کسر حجمی CO 2/3 و CH 4 1/3 است.
مواد مرجع:
جدول تناوبی
جدول حلالیت
- معادلات واکنش را بنویسید، ضرایب را مرتب کنید.
دوره ویدیویی "Get a A" شامل تمام مباحث لازم برای گذراندن موفقیت آمیز امتحان ریاضی با امتیاز 60-65 می باشد. به طور کامل تمام وظایف 1-13 از نمایه استفاده در ریاضیات. همچنین برای گذراندن پایه استفاده در ریاضیات مناسب است. اگر می خواهید امتحان را با 90-100 امتیاز قبول کنید، باید قسمت 1 را در 30 دقیقه و بدون اشتباه حل کنید!
دوره آمادگی برای امتحان برای پایه های 10-11 و همچنین برای معلمان. هر آنچه برای حل قسمت 1 امتحان ریاضی (12 مسئله اول) و مسئله 13 (مثلثات) نیاز دارید. و این بیش از 70 امتیاز در آزمون یکپارچه دولتی است و نه دانش آموز صد امتیازی و نه یک انسان گرا نمی تواند بدون آنها انجام دهد.
تمام تئوری لازم راه های سریعراه حل ها، تله ها و رازهای امتحان. تمام وظایف مربوط به بخش 1 از وظایف بانک FIPI تجزیه و تحلیل شده است. این دوره به طور کامل با الزامات USE-2018 مطابقت دارد.
این دوره شامل 5 موضوع بزرگ است که هر کدام 2.5 ساعت است. هر موضوع از ابتدا، ساده و واضح ارائه شده است.
صدها کار امتحانی مسائل متن و نظریه احتمال. الگوریتم های حل مسئله ساده و آسان برای به خاطر سپردن. هندسه. تئوری، مواد مرجع، تجزیه و تحلیل انواع وظایف USE. استریومتری. ترفندهای حیله گر برای حل، برگه های تقلب مفید، توسعه تخیل فضایی. مثلثات از ابتدا - تا کار 13. درک به جای پر کردن. توضیح تصویری مفاهیم پیچیده جبر. ریشه ها، توان ها و لگاریتم ها، تابع و مشتق. پایه حل مسائل پیچیده قسمت 2 آزمون.