1. lecke.

Téma: Anyag mennyisége. anyajegy

A kémia az anyagok tudománya. Hogyan méri az anyagokat? Milyen egységekben? Az anyagokat alkotó molekulákban, de ezt nagyon nehéz megtenni. Gramban, kilogrammban vagy milligrammban, de így mérik a tömeget. De mi van, ha egyesítjük a skálán mért tömeget és az anyag molekuláinak számát, lehetséges ez?

a) H-hidrogén

A n = 1a.u.m.

1a.u.m = 1,66 * 10-24 g

Vegyünk 1 g hidrogént, és számítsuk ki ebben a tömegben a hidrogénatomok számát (ajánljuk meg a tanulóknak, hogy ezt egy számológép segítségével végezzék el).

N n \u003d 1g / (1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

b) O-oxigén

A o \u003d 16a.u.m \u003d 16 * 1,67 * 10 -24 g

N o \u003d 16g / (16 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

c) C-szén

A c \u003d 12a.u.m \u003d 12 * 1,67 * 10 -24 g

N c = 12 g / (12 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

Következtetésképpen: ha veszünk egy olyan tömegű anyagot, amely nagyságrendileg megegyezik az atomtömeggel, de grammban vesszük, akkor ebből az anyagból mindig (bármely anyagra) 6,02 * 10 23 atom lesz.

H 2 O - víz

18g / (18 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23 vízmolekula stb.

N a \u003d 6,02 * 10 23 - Avogadro száma vagy állandó.

Mól - az anyag mennyisége, amely 6,02 * 10 23 molekulát, atomot vagy iont tartalmaz, azaz. szerkezeti egységek.

Van egy mól molekula, egy mól atom, egy mól ion.

n a mólok száma (a mólok számát gyakran nu-nak nevezik),
N az atomok vagy molekulák száma,
N a = Avogadro-állandó.

Kmol \u003d 10 3 mol, mmol = 10 -3 mol.

Mutasd meg Amedeo Avogadro portréját egy multimédiás installáción, és beszélj róla röviden, vagy utasítsd a tanulót, hogy készítsen rövid beszámolót egy tudós életéről.

2. lecke

Téma: "Az anyag moláris tömege"

Mekkora tömege van 1 mól anyagnak? (A tanulók gyakran maguk is levonhatják a következtetést.)

Egy anyag egy móljának tömege megegyezik a molekulatömegével, de grammban van kifejezve. Az anyag egy móljának tömegét moláris tömegnek nevezzük, és M-nek jelöljük.

Képletek:

M - moláris tömeg,
n a mólok száma,
m az anyag tömege.

A mól tömegét g/mol-ban, a kmol tömegét kg/kmol-ban, a mmol tömegét mg/mol-ban mérjük.

Töltse ki a táblázatot (a táblázatok szét vannak osztva).

Anyag	Molekulák száma N=N a n	Moláris tömeg M= (PSCE szerint számolva)	Anyajegyek száma n()=	Az anyag tömege m = Mn
			5 mol
H 2 SO 4
	12 ,0 4*10 26

3. lecke

Téma: Gázok moláris térfogata

Oldjuk meg a problémát. Határozza meg a víz térfogatát, amelynek tömege normál körülmények között 180 g.

Adott:

Azok. a folyékony és szilárd testek térfogatát a sűrűség alapján számítjuk ki.

De a gázok térfogatának kiszámításakor nem szükséges tudni a sűrűséget. Miért?

Az olasz tudós, Avogadro megállapította, hogy azonos körülmények között (nyomás, hőmérséklet) azonos térfogatú különböző gázok azonos számú molekulát tartalmaznak - ezt az állítást Avogadro törvényének nevezik.

Azok. ha egyenlő feltételek mellett V (H 2) \u003d V (O 2), akkor n (H 2) \u003d n (O 2) és fordítva, ha egyenlő feltételek mellett n (H 2) \u003d n (O 2) ), akkor ezeknek a gázoknak a térfogata azonos lesz. És egy mól anyag mindig ugyanannyi molekulát tartalmaz 6,02 * 10 23 .

arra a következtetésre jutunk - azonos körülmények között a gázmóloknak azonos térfogatot kell elfoglalniuk.

Normál körülmények között (t=0, P=101,3 kPa vagy 760 Hgmm) bármely gáz mólja azonos térfogatot foglal el. Ezt a térfogatot molárisnak nevezzük.

V m \u003d 22,4 l / mol

1 kmol -22,4 m 3 / kmol, 1 mmol -22,4 ml / mmol térfogatot foglal el.

1. példa(A testületben döntött):

2. példa(Megkérheted a tanulókat, hogy oldják meg):

Adott:	Megoldás:
m(H 2) = 20 g V(H2)=?

Kérd meg a tanulókat, hogy töltsék ki a táblázatot.

Anyag	Molekulák száma N = n N a	Az anyag tömege m = Mn	Anyajegyek száma n=	Moláris tömeg M= (a PSCE meghatározhatja)	Hangerő V=V m n

Elméleti anyag, lásd a "Gáz moláris térfogata" oldalt.

Alapvető képletek és fogalmak:

Avogadro törvényéből például az következik, hogy azonos körülmények között 1 liter hidrogén és 1 liter oxigén ugyanannyi molekulát tartalmaz, bár méretük nagyon eltérő.

Avogadro törvényének első következménye:

Az a térfogat, amely normál körülmények között (n.s.) 1 mol gázt foglal el, 22,4 liter, és az ún. gáz moláris térfogata(Vm).

V m \u003d V / ν (m 3 / mol)

Amit normál körülményeknek nevezünk (n.o.):

• normál hőmérséklet = 0°C vagy 273 K;
• normál nyomás = 1 atm vagy 760 Hgmm vagy 101,3 kPa

Az Avogadro-törvény első következményéből az következik, hogy például 1 mól hidrogén (2 g) és 1 mól oxigén (32 g) azonos térfogatot foglal el, ami 22,4 liter n.o.

V m ismeretében meg lehet találni bármilyen mennyiségű (ν) és tetszőleges tömegű (m) gáz térfogatát:

V = V m ν V = V m (m/M)

1. tipikus feladat: Mekkora a hangerő n.o.s. 10 mol gázt foglal el?

V = V m ν = 22,4 10 = 224 (l/mol)

2. tipikus feladat: Mekkora a hangerő n.o.s. 16 g oxigént vesz fel?

V(O2)=Vm·(m/M)Mr(O2)=32; M(O 2) \u003d 32 g / mol V (O 2) \u003d 22,4 (16/32) \u003d 11,2 l

Avogadro törvényének második következménye:

Ismerve a gáz sűrűségét (ρ=m/V) n.o.-nál, kiszámíthatjuk ennek a gáznak a moláris tömegét: M=22,4 ρ

Az egyik gáz sűrűségét (D) egyébként az első gáz bizonyos térfogata tömegének a második gáz hasonló térfogatú tömegéhez viszonyított arányának nevezzük, azonos feltételek mellett.

3. mintafeladat: Határozza meg a hidrogénből és a levegőből származó szén-dioxid relatív sűrűségét!

D hidrogén (CO 2) \u003d M r (CO 2) / M r (H 2) \u003d 44/2 \u003d 22 D levegő \u003d 44/29 \u003d 1,5

• egy térfogatrész hidrogén és egy térfogat klór két térfogatrész hidrogén-kloridot ad: H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl
• két térfogatrész hidrogén és egy térfogat oxigén két térfogatnyi vízgőzt ad: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

1. feladat . Hány mol és molekula van 44 g szén-dioxidban.

Megoldás:

M(CO 2) \u003d 12 + 16 2 \u003d 44 g / mol ν \u003d m / M \u003d 44/44 \u003d 1 mol N (CO 2) \u003d ν N A \u003d ν N A \u003d \u003d 0,20 10 23

2. feladat. Számítsa ki egy ózonmolekula és egy argonatom tömegét!

Megoldás:

M (O 3) \u003d 16 3 \u003d 48 g m (O 3) \u003d M (O 3) / N A \u003d 48 / (6,02 10 23) \u003d 7,97 10 -23 g M 0 g 0 Ar 4 (Ar) \u003d M (Ar) / N A = 40 / (6,02 10 23) = 6,65 10 -23 g

3. feladat. Mennyi a hangerő az n.o. 2 mol metánt foglal el.

Megoldás:

ν \u003d V / 22,4 V (CH 4) \u003d ν 22,4 \u003d 2 22,4 \u003d 44,8 l

4. feladat. Határozza meg a szén-monoxid (IV) sűrűségét és relatív sűrűségét hidrogénre, metánra és levegőre!

Megoldás:

Mr (CO2)=12+16·2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr(CH4)=12+14=16; M(CH4)=16 g/mol M r(H2)=1 2=2; M(H2)=2 g/mol Mr (levegő)=29; M (levegő) \u003d 29 g / mol ρ \u003d m / V ρ (CO 2) \u003d 44 / 22,4 \u003d 1,96 g / mol D (CH 4) \u003d M (CO 2) / M (CH 4) = 44/16=2,75 D(H2)=M(CO2)/M(H2)=44/2=22 D(levegő)=M(CO2)/M(levegő)=44/24=1,52

5. feladat. Határozza meg a gázelegy tömegét, amely 2,8 köbméter metánt és 1,12 köbméter szén-monoxidot tartalmaz.

Megoldás:

Mr (CO2)=12+16·2=44; M(CO2)=44 g/mol Mr(CH4)=12+14=16; M(CH 4) \u003d 16 g / mol 22,4 köbméter CH 4 \u003d 16 kg 2,8 köbméter CH 4 \u003d x m (CH 4) \u003d x \u003d 2,8 16 / 22,4 kg / 22,4 kg \u002 . \u003d 28 kg 1,12 köbméter CO 2 \u003d x m (CO 2) \u003d x \u003d 1,12 28 / 22,4 \u003d 1,4 kg m (CH 4) + m (CO 2) \u003d = 4 d \u003 kg \u000.

6. feladat. Határozza meg a 112 köbméter kétértékű szén-monoxid elégetéséhez szükséges oxigén- és levegőtérfogatokat a benne lévő nem éghető szennyeződések tartalommal 0,50 térfogatarányban!

Megoldás:

• határozza meg a tiszta CO térfogatát a keverékben: V (CO) \u003d 112 0,5 \u003d 66 köbméter
• határozza meg a 66 köbméter CO elégetéséhez szükséges oxigén térfogatát: 2CO + O 2 \u003d 2CO 2 2mol + 1mol 66m 3 + X m 3 V (CO) \u003d 2 22,4 \u003d 44,8 m 3 \ V (O 2) u003d 22,4 m 3 66 / 44,8 \u003d X / 22,4 X \u003d 66 22,4 / 44,8 \u003d 33 m 3 vagy 2V (CO) / V (O 2) \u003d /2 V 0 (CO) /2 V 0 ) V - moláris térfogatok V 0 - számított térfogatok V 0 (O 2) \u003d V (O 2) (V 0 (CO) / 2V (CO))

7. feladat. Hogyan változik a nyomás egy hidrogénnel és klórgázzal teli edényben, miután reagálnak? Hasonlóan a hidrogénhez és az oxigénhez?

Megoldás:

• H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl - 1 mol hidrogén és 1 mol klór kölcsönhatása eredményeként 2 mol hidrogén-kloridot kapunk: 1 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol), ezért a nyomás nem fog változni, mivel a keletkező gázelegy térfogata a reakcióban részt vevő komponensek térfogatának összege.
• 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O - 2 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol) - a nyomás az edényben másfélszeresére csökken, mivel 2 térfogatnyi gázkeveréket kaptunk 3 térfogatnyi komponensből, amelyek a reakcióba léptek.

8. feladat. 12 liter ammónia és négy vegyértékű szén-monoxid gázkeveréke n.o.s. tömege 18 g Mennyi van az egyes gázok keverékében?

Megoldás:

V(NH3)=xl V(CO2)=y lM(NH3)=14+1 3=17 g/mol M(CO2)=12+16 2=44 g/mol m(NH 3) \ u003d x / (22,4 17) g m (CO 2) \u003d y / (22,4 44) g Egyenletrendszer keverék térfogata: x + y \u003d 12 keverék tömege: x / (22,4 ) 17)+y/(22,4 44) =18 Megoldás után a következőt kapjuk: x=4,62 l y=7,38 l

9. feladat. Mennyi víz keletkezik 2 g hidrogén és 24 g oxigén reakciója eredményeként.

Megoldás:

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

A reakcióegyenletből látható, hogy a reaktánsok száma nem felel meg az egyenletben szereplő sztöchiometrikus együtthatók arányának. Ilyen esetekben a számításokat a kisebb anyagon végezzük, azaz ez az anyag fejeződik be először a reakció során. Annak meghatározásához, hogy melyik komponens hiányzik, figyelni kell a reakcióegyenletben szereplő együtthatóra.

A kiindulási komponensek mennyisége ν(H 2)=4/2=2 (mol) ν(O 2)=48/32=1,5 (mol)

Nem kell azonban sietni. Esetünkben a 1,5 mól oxigénnel való reakcióhoz 3 mól hidrogén (1,5 2) kell, és ebből csak 2 mól van, azaz 1 mól hidrogén nem elég mind a másfél mól oxigén reagálni. Ezért kiszámítjuk a víz mennyiségét hidrogénnel:

ν (H 2 O) \u003d ν (H 2) \u003d 2 mol m (H 2 O) \u003d 2 18 \u003d 36 g

10. feladat. 400 K hőmérsékleten és 3 atmoszféra nyomáson a gáz 1 liter térfogatot foglal el. Mekkora térfogatot fog ez a gáz elfoglalni n.o.s.-nél?

Megoldás:

A Clapeyron egyenletből:

P V/T = P n V n / T n V n = (PVT n)/(P n T) V n = (3 1 273) / (1 400) = 2,05 l

A savak nevei a központi savatom orosz nevéből képződnek utótagok és végződések hozzáadásával. Ha a sav központi atomjának oxidációs állapota megfelel a periódusos rendszer csoportszámának, akkor a név az elem nevéből a legegyszerűbb melléknévvel keletkezik: H 2 SO 4 - kénsav, HMnO 4 - mangánsav . Ha a savképző elemeknek két oxidációs állapota van, akkor a közbenső oxidációs állapotot az -ist- utótag jelzi: H 2 SO 3 - kénsav, HNO 2 - salétromsav. A sok oxidációs állapotú halogénsavak neveihez különféle utótagokat használnak: tipikus példák - HClO 4 - klór n th sav, HClO 3 - klór novat th sav, HClO 2 - klór ist sav, HClO - klór novatista sav (az anoxikus savat HCl nevezik sósavnak – általában sósavnak). A savak eltérőek lehetnek az oxidot hidratáló vízmolekulák számában. A legtöbb hidrogénatomot tartalmazó savakat ortosavaknak nevezzük: H 4 SiO 4 - ortokovasav, H 3 PO 4 - foszforsav. Az 1 vagy 2 hidrogénatomot tartalmazó savakat metasavnak nevezzük: H 2 SiO 3 - metakovasav, HPO 3 - metafoszforsav. A két központi atomot tartalmazó savakat nevezzük di savak: H 2 S 2 O 7 - dikénsav, H 4 P 2 O 7 - difoszforsav.

Az összetett vegyületek nevei ugyanúgy keletkeznek, mint sónevek, de a komplex kationnak vagy anionnak szisztematikus nevet adunk, vagyis jobbról balra olvassuk: K 3 - kálium-hexafluoroferrát (III), SO 4 - tetraamin réz(II)-szulfát.

Az oxidok nevei az "oxid" szó és a központi oxidatom orosz nevének genitív kisbetűje felhasználásával jönnek létre, szükség esetén jelezve az elem oxidációs fokát: Al 2 O 3 - alumínium-oxid, Fe 2 O 3 - vas-oxid (III).

Alapnevek A "hidroxid" szó és a központi hidroxid atom orosz nevének származékos kisbetűje felhasználásával jönnek létre, szükség esetén jelezve az elem oxidációs fokát: Al (OH) 3 - alumínium-hidroxid, Fe (OH) 3 - vas(III)-hidroxid.

A hidrogénnel rendelkező vegyületek nevei ezeknek a vegyületeknek a sav-bázis tulajdonságaitól függően keletkeznek. A hidrogénnel gáznemű savképző vegyületek esetében a következő neveket használjuk: H 2 S - szulfán (hidrogén-szulfid), H 2 Se - szelán (hidrogén-szelenid), HI - hidrogén-jód; vizes oldataikat hidrogén-szulfidnak, hidroszelénsavnak, illetve hidrogén-jodidnak nevezik. Néhány hidrogénnel rendelkező vegyület esetében speciális neveket használnak: NH 3 - ammónia, N 2 H 4 - hidrazin, PH 3 - foszfin. A –1 oxidációs állapotú hidrogént tartalmazó vegyületeket hidrideknek nevezzük: NaH nátrium-hidrid, CaH 2 kalcium-hidrid.

A sók nevei a savmaradék központi atomjának latin nevéből jönnek létre elő- és utótagok hozzáadásával. A bináris (két elemű) sók neveit a - utótag használatával képezzük id: NaCl - nátrium-klorid, Na 2 S - nátrium-szulfid. Ha egy oxigéntartalmú savmaradék központi atomja két pozitív oxidációs állapotú, akkor a legmagasabb oxidációs állapotot az utótag jelzi: nál nél: Na 2 SO 4 - szulf nál nél nátrium, KNO 3 - nitr nál nél kálium, és a legalacsonyabb oxidációs állapot - az utótag - azt: Na 2 SO 3 - szulf azt nátrium, KNO 2 - nitr azt kálium. A halogének oxigéntartalmú sóinak elnevezésére elő- és utótagokat használnak: KClO 4 - sáv klór nál nél kálium, Mg (ClO 3) 2 - klór nál nél magnézium, KClO 2 - klór azt kálium, KClO - hypo klór azt kálium.

Kovalens telítésskapcsolatneki- abban nyilvánul meg, hogy az s- és p-elemek vegyületeiben nincsenek párosítatlan elektronok, vagyis az atomok összes párosítatlan elektronja kötő elektronpárt alkot (kivétel a NO, NO 2, ClO 2 és ClO 3).

A magányos elektronpárok (LEP) olyan elektronok, amelyek párban foglalják el az atompályákat. A NEP jelenléte meghatározza az anionok vagy molekulák azon képességét, hogy elektronpárok donorjaként donor-akceptor kötéseket hozzanak létre.

Párosítatlan elektronok - egy atom elektronjai, amelyek egyenként vannak a pályán. Az s- és p-elemeknél a párosítatlan elektronok száma határozza meg, hogy egy adott atom hány kötő elektronpárt tud kialakítani más atomokkal a cseremechanizmus révén. A vegyértékkötések módszerénél azt feltételezzük, hogy a párosítatlan elektronok száma megosztatlan elektronpárokkal növelhető, ha a vegyértékelektronikus szinten belül vannak üres pályák. A legtöbb s- és p-elemekből álló vegyületben nincsenek párosítatlan elektronok, mivel az atomok összes párosítatlan elektronja kötést alkot. Léteznek azonban párosítatlan elektronokat tartalmazó molekulák, például NO, NO 2, nagyon reaktívak és hajlamosak N 2 O 4 típusú dimereket képezni a párosítatlan elektronok rovására.

Normál koncentráció - az anyajegyek száma egyenértékűek 1 liter oldatban.

Normál körülmények - hőmérséklet 273K (0 o C), nyomás 101,3 kPa (1 atm).

A kémiai kötésképződés csere- és donor-akceptor mechanizmusai. Az atomok közötti kovalens kötések kialakulása kétféleképpen történhet. Ha a kötő elektronpár kialakulása mindkét kötött atom párosítatlan elektronjai miatt következik be, akkor a kötő elektronpár kialakításának ezt a módját cseremechanizmusnak nevezzük - az atomok elektronokat cserélnek, ráadásul a kötőelektronok mindkét kötött atomhoz tartoznak. . Ha a kötő elektronpár az egyik atom magányos elektronpárja és egy másik atom üres pályája miatt jön létre, akkor a kötő elektronpár ilyen kialakulása donor-akceptor mechanizmus (lásd az 1. ábrát). vegyértékkötés módszer).

Reverzibilis ionos reakciók - ezek olyan reakciók, amelyek során olyan termékek keletkeznek, amelyek képesek kiindulási anyagok képzésére (ha az írott egyenletet tartjuk szem előtt, akkor a reverzibilis reakciókról azt mondhatjuk, hogy mindkét irányban lezajlhatnak gyenge elektrolitok vagy rosszul oldódó vegyületek) . A reverzibilis ionos reakciókat gyakran a nem teljes átalakulás jellemzi; hiszen egy reverzibilis ionos reakció során olyan molekulák vagy ionok képződnek, amelyek a kezdeti reakciótermékek felé eltolódást okoznak, vagyis mintegy „lelassítják” a reakciót. A reverzibilis ionos reakciókat a ⇄ jellel, az irreverzibilis reakciókat a → jellel írjuk le. Reverzibilis ionos reakcióra példa a H 2 S + Fe 2+ ⇄ FeS + 2H +, az irreverzibilisre pedig az S 2- + Fe 2+ → FeS.

Oxidálószerek – olyan anyagok, amelyekben a redoxreakciók során egyes elemek oxidációs állapota csökken.

Redox kettősség - az anyagok hatásos képessége redox reakciók oxidálószerként vagy redukálószerként, partnertől függően (például H 2 O 2, NaNO 2).

Redox reakciók(OVR) - Ezek olyan kémiai reakciók, amelyek során a reaktánsok elemeinek oxidációs állapota megváltozik.

Redoxpotenciál - olyan érték, amely mind az oxidálószer, mind a redukálószer redox képességét (erősségét) jellemzi, amelyek a megfelelő félreakciót alkotják. Így a Cl 2 /Cl - pár redox potenciálja, amely 1,36 V, a molekuláris klórt oxidálószerként, a kloridiont pedig redukálószerként jellemzi.

oxidok - elemek oxigénnel alkotott vegyületei, amelyekben az oxigén oxidációs állapota -2.

Orientációs interakciók– poláris molekulák intermolekuláris kölcsönhatásai.

ozmózis - az oldószermolekulák félig áteresztő (csak oldószeráteresztő) membránon történő átvitelének jelensége az alacsonyabb oldószerkoncentráció felé.

ozmotikus nyomás - Az oldatok fizikai-kémiai tulajdonságai, amelyek a membránok azon képességének köszönhetőek, hogy csak az oldószermolekulákat képesek átadni. A kevésbé tömény oldat oldaláról fellépő ozmotikus nyomás kiegyenlíti az oldószermolekulák behatolási sebességét a membrán mindkét oldalán. Egy oldat ozmózisnyomása megegyezik egy olyan gáz nyomásával, amelyben a molekulák koncentrációja megegyezik az oldatban lévő részecskék koncentrációjával.

Alapok Arrhenius szerint - olyan anyagok, amelyek az elektrolitikus disszociáció során hidroxidionokat hasítanak le.

Bronsted szerinti alapok - olyan vegyületek (molekulák vagy ionok, mint pl. S 2-, HS -), amelyek hidrogénionokat tudnak kötni.

Alapok Lewis szerint (Lewis-bázisok) – nem megosztott elektronpárokkal rendelkező vegyületek (molekulák vagy ionok), amelyek képesek donor-akceptor kötések kialakítására. A leggyakoribb Lewis-bázis a vízmolekulák, amelyek erős donor tulajdonságokkal rendelkeznek.

A kémiában nem a molekulák abszolút tömegének értékeit, hanem a relatív molekulatömeg értékét használják. Megmutatja, hogy egy molekula tömege hányszor nagyobb, mint egy szénatom tömegének 1/12-e. Ezt az értéket M r jelöli.

A relatív molekulatömeg megegyezik az alkotó atomok relatív atomtömegének összegével. Számítsa ki a víz relatív molekulatömegét!

Tudod, hogy egy vízmolekula két hidrogénatomot és egy oxigénatomot tartalmaz. Ekkor relatív molekulatömege egyenlő lesz az egyes kémiai elemek relatív atomtömegének és a vízmolekulában lévő atomjainak számának szorzatával:

A gáznemű anyagok relatív molekulatömegének ismeretében össze lehet hasonlítani a sűrűségüket, azaz kiszámíthatja az egyik gáz relatív sűrűségét a másikból - D (A / B). Az A gáz relatív sűrűsége B gázhoz egyenlő a relatív molekulatömegük arányával:

Számítsa ki a szén-dioxid relatív sűrűségét hidrogénre:

Most kiszámítjuk a szén-dioxid relatív sűrűségét a hidrogénre:

D (co.g./hidrogén) = Mr (co.g.): Mr (hidrogén) = 44:2 = 22.

Így a szén-dioxid 22-szer nehezebb, mint a hidrogén.

Mint tudják, az Avogadro törvénye csak a gáznemű anyagokra vonatkozik. De a kémikusoknak fogalmuk kell legyen a molekulák számáról és a folyékony vagy szilárd anyagok részeiről. Ezért az anyagokban lévő molekulák számának összehasonlításához a vegyészek bevezették a következő értéket: moláris tömeg .

A moláris tömeget jelöljük M, számszerűen megegyezik a relatív molekulatömeggel.

Az anyag tömegének és moláris tömegének arányát ún anyagmennyiség .

Egy anyag mennyiségét jelöljük n. Ez az anyag egy részének mennyiségi jellemzője, a tömeggel és térfogattal együtt. Az anyag mennyiségét mólokban mérik.

A "mole" szó a "molekula" szóból származik. Az azonos mennyiségű anyagban lévő molekulák száma azonos.

Kísérletileg megállapították, hogy egy anyag 1 mol része részecskéket (például molekulákat) tartalmaz. Ezt a számot Avogadro számának hívják. És ha hozzáad egy mértékegységet - 1 / mol, akkor ez egy fizikai mennyiség lesz - az Avogadro-állandó, amelyet N A-val jelölünk.

A moláris tömeget g/mol-ban mérjük. A moláris tömeg fizikai jelentése az, hogy ez a tömeg 1 mól anyag.

Az Avogadro törvénye szerint 1 mól gáz ugyanannyit foglal el. Egy mól gáz térfogatát moláris térfogatnak nevezzük, és V n -nel jelöljük.

Normál körülmények között (és ez 0 ° C és normál nyomás - 1 atm. Vagy 760 Hgmm vagy 101,3 kPa), a moláris térfogat 22,4 l / mol.

Ekkor a gázanyag mennyisége n.o. a gáztérfogat és a moláris térfogat arányaként számítható ki.

1. FELADAT. Mekkora mennyiségű anyag felel meg 180 g víznek?

2. FELADAT. Számítsuk ki azt a térfogatot n.o.-on, amelyet 6 mol mennyiségben szén-dioxid fog elfoglalni.

Bibliográfia

1. Feladat- és gyakorlatgyűjtemény kémiából: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzhekovszkij és mások. "Kémia, 8. osztály" / P.A. Orzsekovszkij, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (29-34. o.)
2. Ushakova O.V. Kémia munkafüzet: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzsekovszkij és mások: „Kémia. 8. évfolyam” / O.V. Ushakova, P.I. Beszpalov, P.A. Orzsekovszkij; alatt. szerk. prof. P.A. Orzsekovszkij - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (27-32. o.)
3. Kémia: 8. osztály: tankönyv. tábornoknak intézmények / P.A. Orzsekovszkij, L.M. Mescserjakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (12., 13. §)
4. Kémia: inorg. kémia: tankönyv. 8 cellához. általános intézmény / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Oktatás, JSC "Moszkva tankönyvek", 2009. (10., 17. §)
5. Enciklopédia gyerekeknek. 17. kötet Kémia / Fejezet. szerkesztette: V.A. Volodin, vezető. tudományos szerk. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

1. Digitális oktatási források egyetlen gyűjteménye ().
2. A "Chemistry and Life" folyóirat elektronikus változata ().
3. Kémiai tesztek (online) ().

Házi feladat

1.69. o. 3. sz.; 73. o. 1., 2., 4. sz a "Kémia: 8. osztály" tankönyvből (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).

2. №№ 65, 66, 71, 72 a Feladatok és gyakorlatok gyűjteményéből kémiából: 8. osztály: P.A. tankönyvhöz. Orzhekovszkij és mások. "Kémia, 8. osztály" / P.A. Orzsekovszkij, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

A kémiai számításoknál a tömeg és térfogat mellett gyakran az anyag mennyiségét is alkalmazzák, amely arányos az anyagban lévő szerkezeti egységek számával. Ebben az esetben minden esetben jelezni kell, hogy mely szerkezeti egységekre (molekulákra, atomokra, ionokra stb.) gondolunk. Egy anyag mennyiségi egysége a mól.

A mól egy anyag mennyisége, amely annyi molekulát, atomot, iont, elektront vagy más szerkezeti egységet tartalmaz, ahány atom van 12 g 12C szénizotópban.

Az 1 mól anyagban található szerkezeti egységek számát (Avogadro-állandó) nagy pontossággal határozzuk meg; a gyakorlati számításokban 6,02 1024 mol -1-nek veszik.

Könnyen kimutatható, hogy egy anyag 1 mól tömege (móltömeg) grammban kifejezve számszerűen egyenlő ennek az anyagnak a relatív molekulatömegével.

Így a szabad klór C1r relatív molekulatömege (vagy röviden molekulatömege) 70,90. Ezért a klór molekulatömege 70,90 g/mol. A klóratomok moláris tömege azonban ennek fele (45,45 g/mol), mivel 1 mol Cl klórmolekula 2 mol klóratomot tartalmaz.

Avogadro törvénye szerint az azonos hőmérsékleten és nyomáson vett gázok egyenlő térfogata azonos számú molekulát tartalmaz. Más szavakkal, bármely gáz ugyanannyi molekulája ugyanazt a térfogatot foglalja el azonos körülmények között. Azonban bármely gáz 1 mólja ugyanannyi molekulát tartalmaz. Ezért azonos körülmények között 1 mól bármely gáz azonos térfogatot foglal el. Ezt a térfogatot a gáz moláris térfogatának nevezik, és normál körülmények között (0 ° C, nyomás 101, 425 kPa) 22,4 liter.

Például a „levegő szén-dioxid-tartalma 0,04 térfogatszázalék” kijelentés azt jelenti, hogy a levegő nyomásával megegyező CO 2 parciális nyomáson és azonos hőmérsékleten a levegőben lévő szén-dioxid a levegő által elfoglalt teljes térfogat 0,04%-át veszik fel.

Ellenőrző feladat

1. Hasonlítsa össze az 1 g NH 4 és 1 g N 2 molekulák számát! Melyik esetben és hányszor nagyobb a molekulák száma?

2. Adja meg egy molekula kén-dioxid tömegét grammban.

4. Hány molekulát tartalmaz 5,00 ml klór normál körülmények között?

4. Normál körülmények között mekkora térfogatot foglal el 27 10 21 gázmolekula?

5. Adja meg egy NO 2 molekula tömegét grammban

6. Mennyi az 1 mol O 2 és 1 mol Óz által elfoglalt térfogatok aránya (a feltételek azonosak)?

7. Azonos körülmények között egyenlő tömegű oxigént, hidrogént és metánt veszünk fel. Határozza meg a felvett gázok térfogatának arányát!

8. Arra a kérdésre, hogy 1 mól víz mekkora térfogatot vesz fel normál körülmények között, a válasz érkezett: 22,4 liter. Ez a helyes válasz?

9. Adja meg egy HCl-molekula tömegét grammban.

Hány molekula szén-dioxid van 1 liter levegőben, ha a CO 2 térfogata 0,04% (normál körülmények között)?

10. Hány mol van 1 m 4 gázban normál körülmények között?

11. Adja meg egy H 2 O-molekula tömegét grammban

12. Hány mol oxigén van 1 liter levegőben, ha a térfogat

14. Hány mol nitrogén van 1 liter levegőben, ha annak térfogata 78% (normál körülmények között)?

14. Azonos körülmények között egyenlő tömegű oxigént, hidrogént és nitrogént veszünk fel. Határozza meg a felvett gázok térfogatának arányát!

15. Hasonlítsa össze az 1 g NO 2 és 1 g N 2 molekulák számát! Melyik esetben és hányszor nagyobb a molekulák száma?

16. Hány molekulát tartalmaz 2,00 ml hidrogén normál körülmények között?

17. Adja meg egy H 2 O-molekula tömegét grammban

18. Normál körülmények között mekkora térfogatot foglal el 17 10 21 gázmolekula?

A KÉMIAI REAKCIÓK SEBESSÉGE

A fogalom meghatározásakor kémiai reakció sebessége különbséget kell tenni a homogén és a heterogén reakciók között. Ha a reakció homogén rendszerben, például oldatban vagy gázkeverékben megy végbe, akkor a rendszer teljes térfogatában megy végbe. A homogén reakció sebessége Az anyag mennyiségének nevezzük, amely a rendszer térfogategységében egységnyi idő alatt reakcióba lép vagy reakció eredményeként képződik. Mivel az anyag mólszámának és térfogatának aránya, amelyben eloszlik, az anyag moláris koncentrációja, a homogén reakció sebességét úgy is meghatározhatjuk, hogy bármely anyag időegység alatti koncentrációjának változása: a kiindulási reagens vagy reakciótermék. Annak biztosítására, hogy a számítás eredménye mindig pozitív legyen, függetlenül attól, hogy azt reagenssel vagy termékkel állítják elő, a képletben a „±” jelet kell használni:

A reakció jellegétől függően az idő nem csak másodpercekben fejezhető ki, ahogy azt az SI rendszer megköveteli, hanem percekben vagy órákban is. A reakció során sebességének értéke nem állandó, hanem folyamatosan változik: csökken, mivel a kiindulási anyagok koncentrációja csökken. A fenti számítás a reakciósebesség átlagos értékét adja meg egy bizonyos Δτ = τ 2 – τ 1 időintervallumban. A valós (pillanatnyi) sebesség az a határ, amelyhez a Δ arány TÓL TŐL/ Δτ Δτ → 0-nál, azaz a valódi sebesség egyenlő a koncentráció időbeli deriváltjával.

Egy olyan reakció esetében, amelynek egyenlete egységtől eltérő sztöchiometrikus együtthatókat tartalmaz, a különböző anyagokra kifejezett sebességértékek nem azonosak. Például az A + 4B \u003d D + 2E reakció esetén az A anyag fogyasztása egy mol, a B anyag három mol, az E anyag érkezése két mol. Ezért υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) = ½ υ (E) vagy υ (E) . = ⅔ υ (NÁL NÉL) .

Ha egy reakció olyan anyagok között megy végbe, amelyek egy heterogén rendszer különböző fázisaiban vannak, akkor az csak ezen fázisok határfelületén mehet végbe. Például egy savoldat és egy fémdarab kölcsönhatása csak a fém felületén megy végbe. A heterogén reakció sebessége A fázisok közötti határfelület egységenkénti időegysége alatt reakcióba lépő vagy reakció eredményeként képződő anyag mennyisége:

.

A kémiai reakció sebességének a reagensek koncentrációjától való függését a tömeghatás törvénye fejezi ki: állandó hőmérsékleten a kémiai reakció sebessége egyenesen arányos a reagensek mólkoncentrációinak szorzatával, amelyeket a reakcióegyenletben az anyagok képletében szereplő együtthatókkal egyenlő teljesítményekre emelnek.. Aztán a reakcióhoz

2A + B → termékek

az arány υ ~ · TÓL TŐL A 2 TÓL TŐL B, és az egyenlőségre való átmenethez bevezetik az arányossági együtthatót k, hívott reakciósebesség állandó:

υ = k· TÓL TŐL A 2 TÓL TŐL B = k[A] 2 [V]

(a képletekben a moláris koncentrációkat betűvel jelölhetjük TÓL TŐL a megfelelő indexszel és az anyag képletével szögletes zárójelben). A reakciósebesség-állandó fizikai jelentése a reakciósebesség az összes reagens 1 mol/l-es koncentrációja esetén. A reakciósebesség-állandó dimenziója az egyenlet jobb oldalán lévő tényezők számától függ, és -1-től lehet; s –1 (l/mol); s –1 (l 2 / mol 2) stb., vagyis olyan, hogy a számítások során a reakciósebességet minden esetben mol l –1 s –1-ben fejezzük ki.

Heterogén reakciók esetén a tömeghatás törvényének egyenlete csak azoknak az anyagoknak a koncentrációját tartalmazza, amelyek gázfázisban vagy oldatban vannak. Az anyag koncentrációja a szilárd fázisban állandó érték, és benne van a sebességi állandóban, például a szén C + O 2 = CO 2 égési folyamatánál a tömeghatás törvénye fel van írva:

υ = k I const = k·,

ahol k= k I const.

Azokban a rendszerekben, ahol egy vagy több anyag gáz, a reakciósebesség a nyomástól is függ. Például, amikor a hidrogén kölcsönhatásba lép jódgőzzel H 2 + I 2 \u003d 2HI, a kémiai reakció sebességét a következő kifejezés határozza meg:

υ = k··.

Ha a nyomást például 4-szeresére növeljük, akkor a rendszer által elfoglalt térfogat ugyanannyival csökken, és ennek következtében az egyes reagensek koncentrációja ugyanannyival nő. A reakció sebessége ebben az esetben 9-szeresére nő

A reakciósebesség hőmérsékletfüggése a van't Hoff-szabály írja le: minden 10 fokos hőmérséklet-emelkedés esetén a reakciósebesség 2-4-szeresére nő. Ez azt jelenti, hogy a hőmérséklet exponenciális növekedésével a kémiai reakció sebessége exponenciálisan növekszik. A progressziós képletben az alap az reakciósebesség hőmérsékleti együtthatóγ, amely megmutatja, hogy egy adott reakció sebessége hányszorosára növekszik (vagy ami ugyanaz, a sebességi állandó) a hőmérséklet 10 fokos növekedésével. Matematikailag a van't Hoff-szabályt a következő képletekkel fejezzük ki:

vagy

ahol és a reakciósebesség a kezdeti szakaszban t 1 és végső t 2 hőmérséklet. Van't Hoff szabálya a következőképpen is kifejezhető:

; ; ; ,

ahol és a reakció sebessége és sebességi állandója egy hőmérsékleten t; és hőmérsékleten ugyanazok az értékek t +10n; n a „tíz fokos” intervallumok száma ( n =(t 2 –t 1)/10), amellyel a hőmérséklet megváltozott (lehet egész vagy tört szám, pozitív vagy negatív).

Ellenőrző feladat

1. Határozza meg az A + B -> AB reakciósebességi állandó értékét, ha az A és B anyagok 0,05 és 0,01 mol/l koncentrációja esetén a reakciósebesség 5 10 -5 mol / (l-min). ).

2. Hányszorosára változik a 2A + B -> A2B reakciósebesség, ha az A anyag koncentrációját 2-szeresére növeljük, a B anyag koncentrációját pedig 2-szeresére csökkentjük?

4. Hányszor kell növelni egy anyag koncentrációját, B 2 a 2A 2 (g.) + B 2 (g.) \u003d 2A 2 B (g.) rendszerben, hogy amikor az A anyag koncentrációja 4-szeresére csökken, a közvetlen reakció sebessége nem változik ?

4. Valamivel a 3A + B-> 2C + D reakció megindulása után az anyagok koncentrációi a következők voltak: [A] = 0,04 mol / l; [B] = 0,01 mol/l; [C] = 0,008 mol/l. Mekkora az A és B anyagok kezdeti koncentrációja?

5. A CO + C1 2 = COC1 2 rendszerben a koncentrációt 0,04-ről 0,12 mol / l-re, a klór koncentrációját pedig 0,02-ről 0,06 mol / l-re emelték. Mennyivel nőtt az előre irányuló reakció sebessége?

6. Az A és B anyagok közötti reakciót a következő egyenlettel fejezzük ki: A + 2B → C. A kezdeti koncentrációk: [A] 0 \u003d 0,04 mol / l, [B] o \u003d 0,05 mol / l. A reakciósebesség állandója 0,4. Határozza meg a kezdeti reakciósebességet és a reakciósebességet egy idő után, amikor az A anyag koncentrációja 0,01 mol/l-rel csökken!

7. Hogyan változik a 2СО + О2 = 2СО2 reakció sebessége zárt edényben, ha a nyomást megkétszerezzük?

8. Számítsa ki, hogy a reakciósebesség hányszorosára nő, ha a rendszer hőmérsékletét 20 °C-ról 100 °C-ra emeljük, feltételezve, hogy a reakciósebesség hőmérsékleti együtthatója 4!

9. Hogyan változik a 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) reakciósebesség, ha a rendszerben 4-szeresére nő a nyomás?

10. Hogyan változik a 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) reakciósebesség, ha a rendszer térfogatát 4-szeresére csökkentjük?

11. Hogyan változik a 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) reakciósebesség, ha az NO koncentrációját 4-szeresére növeljük?

12. Mekkora a reakciósebesség hőmérsékleti együtthatója, ha a hőmérséklet 40 fokkal történő emelésével a reakciósebesség

15,6-szorosára nő?

tizennégy.. Határozza meg az A + B -> AB reakciósebességi állandó értékét, ha az A és B anyagok 0,07 és 0,09 mol/l koncentrációinál a reakciósebesség 2,7 10 -5 mol / (l-perc).

14. Az A és B anyagok közötti reakciót a következő egyenlettel fejezzük ki: A + 2B → C. A kezdeti koncentrációk: [A] 0 \u003d 0,01 mol / l, [B] o \u003d 0,04 mol/l. A reakciósebesség állandója 0,5. Határozza meg a kezdeti reakciósebességet és a reakciósebességet egy idő után, amikor az A anyag koncentrációja 0,01 mol/l-rel csökken!

15. Hogyan változik a 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) reakciósebesség, ha a rendszerben megkétszerezzük a nyomást?

16. A CO + C1 2 = COC1 2 rendszerben a koncentrációt 0,05-ről 0,1 mol / l-re, a klór koncentrációját pedig 0,04-ről 0,06 mol / l-re növelték. Mennyivel nőtt az előre irányuló reakció sebessége?

17. Számítsa ki, hogy a reakciósebesség hányszorosára nő, ha a rendszer hőmérsékletét 20 °C-ról 80 °C-ra emeljük, feltételezve, hogy a reakciósebesség hőmérsékleti együtthatója értéke 2!

18. Számítsa ki, hogy a reakciósebesség hányszorosára nő, ha a rendszer hőmérsékletét 40 °C-ról 90 °C-ra emeljük, feltételezve, hogy a reakciósebesség hőmérsékleti együtthatójának értéke 4!

KÉMIAI KÖTÉS. Molekulák KIALAKULÁSA ÉS FELÉPÍTÉSE

1. Milyen típusú kémiai kötéseket ismer? Mondjon példát ionos kötés kialakulására vegyértékkötés módszerével!

2. Milyen kémiai kötést nevezünk kovalensnek? Mi jellemző a kovalens típusú kötésekre?

4. Milyen tulajdonságokat jellemez a kovalens kötés? Mutasd meg ezt konkrét példákkal!

4. Milyen típusú kémiai kötések találhatók a H 2 molekulákban; Cl 2 HC1?

5. Milyen természetűek a kötések molekulákban? NCI 4, CS 2, CO 2? Jelölje meg mindegyiknél a közös elektronpár elmozdulásának irányát!

6. Milyen kémiai kötést nevezünk ionosnak? Mi jellemző az ionos kötésre?

7. Milyen típusú kötés található a NaCl, N 2, Cl 2 molekulákban?

8. Rajzolja meg az s-pálya és a p-pálya átfedésének összes lehetséges módját. Ebben az esetben adja meg a kapcsolat irányát.

9. Magyarázza meg a kovalens kötés donor-akceptor mechanizmusát a [РН 4 ]+ foszfóniumion képződésének példáján!

10. A CO, CO 2 molekulákban a kötés poláris vagy nem poláris? Magyarázd el. Ismertesse a hidrogénkötést!

11. Miért általában nem polárisak egyes molekulák, amelyek poláris kötésekkel rendelkeznek?

12. Kovalens vagy ionos típusú kötés jellemző a következő vegyületekre: Nal, S0 2, KF? Miért az ionos kötés a kovalens kötés határesete?

14. Mi a fémes kötés? Miben különbözik a kovalens kötéstől? Milyen tulajdonságokat okoz a fémeknek?

14. Milyen természetűek az atomok közötti kötések a molekulákban? KHF 2, H 2 0, HNO ?

15. Hogyan magyarázható az atomok közötti kötés erőssége az N 2 nitrogénmolekulában és a sokkal kisebb erősség a P 4 foszformolekulában?

16 . Mi az a hidrogénkötés? Miért nem jellemző a hidrogénkötések kialakulása a H2S és HC1 molekulákra, ellentétben a H2O-val és a HF-rel?

17. Milyen kötést nevezünk ionosnak? Rendelkezik-e egy ionos kötés telítettségi és irányítottsági tulajdonságokkal? Miért ez a kovalens kötés korlátozó esete?

18. Milyen típusú kötés található a NaCl, N 2, Cl 2 molekulákban?