Формулы для решения задач химия: Основные формулы по химии для решения задач

Примеры решения типовых задач на расчёт по формулам и вывод формул

Важно знать! Как научиться решать задачи по химии.

Задача 4.1. Определите массовые доли элементов в сульфате меди CuSO4.

Решение. Записываем формулу сульфата меди и определяем массы элементов в одном моле вещества:
М(С2Н5ОН) = 1 • 64 + 1 • 32 + 4 • 16 = 64 + 32 + 64 = 160 г/моль
Видно, что в 1 моле сульфата меди массой 160 г содержится 64 г меди, 32 г серы и 64 г кислорода.
Отсюда имеем:
w(Cu) = 64 г / 160 г = 0,40, w(S) = 32 г / 160 г = 0,20,
w(О) = 64 г / 160 г = 0,40.
Имея массовые доли элементов в соединении, можно вывести его молекулярную формулу, то есть определить числа атомов в молекулах. Так, для молекулы АxВyСz имеем массовые доли атомов: w(А) = х • М(А) / М,
w(В) = у • М(В) / М,
w(С) = z • М(С) / М,
где М — молярная масса молекулы,
М(А)

, М(В) и М(С) — молярные массы атомов А, В и С.
Имеем числа атомов элементов в молекуле:
х = w(А) • М / М(А),
у = w(В) • М / М(В),
z = w(С) • М / М(С).
Отсюда соотношение между числами атомов в молекуле равно частному от деления массовых долей элементов на молярные массы их атомов. Так, для молекулы АxВyСz имеем:
х : у : z = w(А) / М(А) : w(В) / М(В) : w(С) / М(С).
При этом массовые доли удобнее выражать в процентах. Вместо массовых долей можно брать пропорциональные им массы элементов для одного и того же количества вещества АxВy
Сz
. Полученное соотношение необходимо преобразовать до получения наименьших целых чисел х, у, z: разделив на наименьшее из них, а при необходимости помножив на нужное число. Полученная формула является простейшей.

Задача 4.2. Соль содержит по массе 6,25% водорода, 43,75% азота и 50,0% кислорода. Определите простейшую формулу соли.

Решение. Для HxNyOz имеем:
х : у : z = 6,25 / 1 : 43,75 / 14 : 50 / 16 = 6,25 : 3,125 : 3,125 = 2 : 1 : 1 = 4 : 2 : 2.

Откуда получаем простейшую формулу Н2NO.
В соли отсутствует металл, но есть азот и водород, значит это соль аммония, и в молекуле должно быть не менее четырех атомов водорода. Поэтому формула соли — Н4N2O2 или NH4NO2.

Задача 4.3. Определите предельный двухатомный спирт, массовая доля углерода в котором равна 0,4737.

Решение. Общая формула членов гомологического ряда предельных двухатомных спиртов — СnН2n+2O2.
Молярная масса равна:
М(СnН2n+2O2) = n • М(С) + (2n + 2) • М(Н) + 2 • М(O) = 12n + 2n + 2 + 32 = (14n + 34) г/моль

.
Видно, что в 1 моле спирта массой (14n + 34) г содержится 12n г углерода, (2n + 2) г водорода и 32 г кислорода.
Массовая доля углерода в спирте равна:
w = m(С) / m(СnН2n+2O2) = 12n / (14n + 34) = 0,4737.
Находим (14n + 34) = 12n / 0,4737 = 25,33n; 11,33n = 34; n = 3.
Общая формула спирта С3Н8O2. Этой формуле отвечают два предельных двухатомных спирта: пропандиол-1,2 СН3—СНОН—СН2ОН и пропандиол-1,3 СН2ОН—СН2
—СН2ОН.

Задача 4.4. Определите формулу кристаллогидрата карбоната натрия, массовая доля кислорода в котором равна 0,7273.

Решение. Общая формула кристаллогидрата Na2CO3 • nН2O. Молярная масса равна М(Na2CO3 • nН2O) = 2 • M(Na) + 1 • М(С) + З • М(О) + 2nМ(Н) + n • М(О) = 2 • 23 + 1 • 12 + 3 • 16 + 2n • 1 + n • 16 = (18n + 106) г/моль.
Видно, что в 1 моле массой (18n + 106) г содержится (16n + 48) г кислорода.
Массовая доля кислорода в кристаллогидрате равна:
w = m(O) / m(Na2C02 • nН2O) = (16n + 48) / (18n + 106) = 0,7273;
(16n + 48) = (18n + 106) • 0,7273 = 13,09n + 77,09

;
2,91n = 29,09;
n = 10.
Формула кристаллогидрата Na2C02 • 10Н2O.

Задача 4.5. При сжигании органического соединения массой 24,0 г образовалось 17,92 л (н.у.) оксида углерода (IV) и 14,4 г воды. Установите формулу этого соединения и назовите его, если относительная плотность его паров по неону равна 3,0.

Решение. Определим массу углерода в углекислом газе. Для этого найдем количество вещества оксида углерода

(IV) : v(C02) = V / VM = 17,92 л / (22,4 л/моль) = 0,80 моль.
Поскольку в одной молекуле СO2 имеется один атом С, то:
v(C) = v(CO2) = 0,80 моль и m(C) = M • v = 12 г/моль • 0,8 моль = 9,6 г.
Аналогично находим массу водорода в образовавшейся воде: v(H2O) = m / M = 14,4 г / (18 г/моль) = 0,80 моль.
v(H) = 2 • v(H2O) = 2 • 0,8 моль = 1,6 моль и m(Н) = M • v = 1 г/моль • 1,6 моль = 1,6 г.
Сумма масс углерода и водорода в соединении, равная 9,6 + 1,6 = 11,2 г, меньше, чем масса соединения, равная 24,0 г.
Это означает, что исходное соединение содержит еще один элемент — кислород, поскольку продукты сгорания содержат только три элемента: углерод, водород и кислород. Масса кислорода равна 24,0 — 11,2 = 12,8 г.
Запишем формулу исходного соединения в виде CxНyОz.
х : у : z = 9,6 / 12 : 1,6 / 1 : 12,8 / 16 = 0,8 : 1,6 : 0,8 = 1 : 2 : 1. Простейшая формула СН2O.
Молярная масса простейшей формулы равна: М(СН2O) = 30 г/моль.
По условию D = М(CxНyО
z
) / М(Аr) = 3
.
Откуда
М(CxНyОz) = 3 • М(Аr) = 3 • 20 г/моль = 60 г/моль.
Видно, что молярная масса истинной формулы вдвое больше, чем молярная масса простейшей формулы. Значит, истинная формула — С2Н4O2. Этой формуле отвечают уксусная кислота СН3СООН и метилформиат НСООСН3. [Сборник задач, упражнений и тестов по химии: 11 класс: к учебнику Г.
Е. Рудзитиса, Ф.Г. Фельдмана «Химия: 11 класс» / М.А. Рябов]

Поделитесь с друзьями:

    Алгоритмы решения задач № 22 в ОГЭ по химии | Химия

    Автор: Верзакова Ксения Михайловна

    Организация: МКОУ «Саргаинская СОШ»

    Населенный пункт: Красноуфимск, п. Саргая

    1. Внимательно читаем условия задачи.

    После пропускания через раствор гидроксида натрия 6,72 л оксида углерода (IV) (н.у.) получили 159 г раствора карбоната натрия. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

     

    Молярный объём 1 моля любого газа при н.у. =  22,4 л/моль

    1. Записываем дано.

    Дано:

    V (CO2) = 6,72 л

    m

    р-ра(Na2CO3) = 159 г

    w( Na2CO3) – ?

    1. Составляем молекулярное уравнение.

    NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

    1. Расставляем коэффициенты в уравнении.

    2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

    1. Подчёркиваем вещества, о которых идёт речь.

    2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

    1. Находим молекулярную массу веществ, если подчёркнутое вещество газ, то находим молярный объём.

    Vm (CO2) = 22,4 л/моль

    M (Na2CO3) = 23*2 + 12*1 + 16*3= 106 г/моль

     

    Молярная масса численно равна относительной молекулярной массе, поэтому её можно найти путём складывания относительных атомных масс элементов с учёт индексов

    Если в уравнении перед формулой вещества стоит коэффициент, то найденный молярный объём и молярную массу нужно умножить на этот коэффициент.

     

    1. Подписываем молярные массы или молярные

    объёмы под формулами веществ

    2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

    Vm=22,4 л/моль M=106 г/моль

     

    1. Над формулами записываем массы веществ или объемы веществ, которые даны и которые нужно найти. Если по условию задачи нужно найти массовую долю, то над веществом пишем массу и находим её.

    V=6,72 л m-?

    2 NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

    Vm=22,4 л/моль M=106 г/моль

    1. Записываем формулу соотношений, затем из этой формулы выводим нужную формулу нахождения массы или объема вещества.

    1. Выводим формулу

    1. Подставляем данные и находим массу

    m (Na2CO3) = 31,8 г.

    1. Находим массовую долю вещества по формуле w=m в-ваm р-ра*100

    Записываем ответ: w (Na2CO3) = 20%

     

    1. Внимательно читаем условия задачи.

     

    Массовую долю из процентов переводим в целое число, разделив на 100.

    К раствору с массовой долей гидроксида калия 3% добавили избыток раствора сульфата меди(II). При этом образовался осадок массой 5,3 г. Определите массу исходного раствора щёлочи.

     

    1. Записываем дано.

    Дано:

    w (KOH) = 3%=0,03

    m(Cu(OH)2 = 5,3 г.

    m(KOH) – ?

    1. Составляем молекулярное уравнение.

    KOH + CuSO4 = K2SO4 + Cu(OH)2

    1. Расставляем коэффициенты в уравнении.

    2 KOH + CuSO4 = K2SO4 + Cu(OH)2

    1. Подчёркиваем вещества, о которых идёт речь.

    2 KOH + CuSO4 = K2SO4 + Cu(OH)2

    1. Молярную массу или молярный объём находим с учётом коэффициента перед формулой

      Находим молекулярную массу веществ, если подчёркнутое вещество газ, то находим молярный объём. Если в уравнении перед формулой вещества стоит коэффициент, то найденный молярный объём и молярную массу нужно умножить на этот коэффициент.

    M (КOH) = 39*1+ 16*1+ 1*1= 56 г/моль*2= 112 г/моль

    M (Cu(OH)2) = 64*1+ 16*1*2+ 1*1*2= 98 г/моль

    1. Подписываем молярные массы или

    молярные объёмы под формулами веществ

    2 КOH + CuSO4 = К2SO4 + Cu(OH)2

    M=112 г/моль M=98 г/моль

    1. Над формулами записываем массы веществ или объемы веществ, которые даны и которые нужно найти. Если по условию задачи нужно найти массу раствора, то над веществом пишем массу и находим её.

    m- ? m=5,3 г.

    2 КOH + CuSO4 = К2SO4 + Cu(OH)2

    M=112 г/моль M=98 г/моль

    1. Записываем формулу соотношений, затем из этой формулы выводим нужную формулу нахождения массы или объема вещества.

    1. Выводим формулу

    1. Подставляем данные и находим массу

    m (KOH) = 6 г.

    1. Находим массу раствора по формуле

    Записываем ответ: m(KOH) = 200 г.

    1. Внимательно читаем условия задачи.

    Вычислите массу осадка, который образуется при действии раствора нитрата серебра на 117 г 30 %-ного раствора хлорида меди (II).

    1. Записываем дано.

    Дано:

    mр-рa(CuCl2) = 117 г

    w( CuCl2)=30% = 0,3

    m(AgCl)-?

    1. Составляем молекулярное уравнение.

    AgNO3 + CuCl2 = Cu(NO3)2 + AgCl↓

     

    1. Расставляем коэффициенты в уравнении.

    2AgNO3 + CuCl2 = Cu(NO3)2 + 2AgCl↓

    1. Подчёркиваем вещества, о которых идёт речь.

    2AgNO3 + CuCl2 = Cu(NO3)2 + 2AgCl↓

    1. Относительную атомную массу хлора принято считать равной 35,5, у остальных элементов она округляется до целого числа.

      Находим молекулярную массу веществ, если подчёркнутое вещество газ, то находим молярный объём.

    M (CuCl2) = 64*1+ 35,5*2= 135 г/моль*1= 135 г/моль

    M (AgCl) = 108*1+ 35,5*1= 143,5 г/моль*2= 287 г/моль

     

    1. Подписываем молярные массы или

    молярные объёмы под формулами веществ

    2AgNO3 + CuCl2 = Cu(NO3)2 + 2AgCl↓

    M=135г/моль М=287г/моль

    1. Если по условию задачи дан раствор и массовая доля, то находим массу вещества

    mв-ва = ω * mр-ра

    m(CuCl2) = 0,3*117 = 35,1 г.

    1. Над формулами записываем массы веществ или объемы веществ, которые даны и которые нужно найти.
    1. =35,1 г. m-?

    2AgNO3 + CuCl2 = Cu(NO3)2 + 2AgCl↓

    M=135г/моль М=287г/моль

    1. Записываем формулу соотношений, затем из этой формулы выводим нужную формулу нахождения массы или объема вещества.

    1. Выводим формулу

    1. Подставляем данные и находим ответ

    1. Записываем ответ

    m (AgCl)=75 г.

    Приложения:

    1. file0.docx.. 44,9 КБ
    Опубликовано: 07.11.2022

    Химические расчеты | Общая химия 2

    Глава 2

    В этой главе изучаются типичные химические расчеты: взаимосвязь между массой, молями и числом частиц, процентный состав по массе, стехиометрия, предельный реагент и расчет выхода

    Соотношение масса-моль-число Число молей n (в молях):

     

    Количество молей в образце
     

    n = мМ

    m = масса вещества (в г)
    M = молярная масса вещества (в г. моль -1 )

      =

    n = NNA

    N количество частиц в веществе
    N A = число Авогадро = 6,022 x 10 23 моль -1

     

     

    Количество молей n в 2,0 г N 2 :

    n = mN2MN2

    m N2  = 2,0 г
    M N2 = 2 x M N = 2 x 14,0 = 28,0 г.моль -1  

    ⇒ n = 2,028,0 = 7,1 x 10 -2 моль


    Число атомов азота N N в 2,0 г N 2 :

    n = Mn2mn2 = Nn2na

    M N2 = 2,0 г
    M N2 = 28,0 г. Мол -1
    N N2 = 2 x N N
    N A = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = . -23  моль -1

    ⇒ N N2 = N A x mN2MN2 = 4,3 x 10 22 атома

    N N = 2 x N N2 = 8,6 x 10 22 атома

    Процент состава по массе

    Процент состава по массе – это процент от общей массы, вносимый каждым элементом соединения. Он рассчитывается следующим образом:

    %X = n x MXMсоединение x 100 %

    %X = процентный состав X
    n = количество атомов X в молекуле соединения
    M x  = атомная масса X (в а.е.м. или г.моль -1 )
    M соединение  = молекулярная масса соединения (в а.е.м. или г.моль -1 )

     

    5

    Определение % Al в Al 2 (SO 4 ) 3 :

    %Al = n x MAlMAl2(SO4)3 x 100%

    n = 2 [2 атома Al в одной молекуле Al 2 (SO 4 ) 3 ]
    M Al

    3 г 900,393 моль -1
    М Al2(SO4)3  = 2 M Al + 3 M S + 12 M O = 342,14 г. моль -1

    %Al = 2 х 26,98342,14 х 100 = 15,77 %

    Стехиометрия

    Стехиометрические коэффициенты:

    Числовые значения, записанные слева от каждого соединения в химическом уравнении для балансировки уравнения. Стехиометрические коэффициенты можно интерпретировать как количество молекул или количество молей вещества, образующегося или потребляемого в ходе реакции 9.0017  

    3 H 2 + N 2 → 2 NH 3

    Молекулярная интерпретация: 3 молекулы H 2 реагируют с 1 молекулой N 2 с образованием 2 молекул NH 3
    Молярная интерпретация: 3 моля H 2 реагируют с 1 моль N 2 с образованием образуют 2 моля NH 3

     

    Стехиометрия:

    Расчеты   масс, молей или объемов реагентов и продуктов, участвующих в химической реакции. Говорят, что реагенты находятся в стехиометрических количествах, когда они объединены в тех же относительных количествах, которые представлены в сбалансированном химическом уравнении 9.0005

    Проблемы со стехиометрией:

    • Какое количество продукта может быть получено из определенного количества реагентов
    • Сколько одного реагента необходимо для реакции с данным количеством другого
    • Сколько реагента требуется для получения желаемого количества продукта


    Как решать стехиометрические задачи:

    1.  Уравновешивание химического уравнения
    2. Расчет молярных масс реагентов и представляющих интерес продуктов
    3. Преобразовать все заданные массы в моли
    4. Используйте сбалансированное уравнение для определения стехиометрических соотношений
    5. Рассчитать количество молей желаемых материалов
    6. Расчет массы желаемых материалов

    Ограничивающий реагент

    Ограничивающий реагент:

    Реагент, который полностью расходуется в химической реакции. Лимитирующий реагент определяет максимальное количество продукта, которое может образоваться в ходе реакции
     

    Как определить лимитирующий реагент:

    a A + b B → c C

    1. Рассмотрим один из исходных реагентов в качестве лимитирующего реагента (например, A)
    2. Рассчитайте количество молей другого реагента, B, необходимого для полной реакции A
      Обязательно используйте стехиометрические отношения сбалансированного уравнения: nAa = nBb
    3. Сравните количество B, необходимое для полной реакции, с фактическим количеством B:
      Если необходимое количество B > фактического количества B, B является ограничивающим реагентом
      Если фактическое количество B > необходимого количества B, A является ограничивающим реагентом

    Выход в процентах

    Теоретический и фактический выход:

    Теоретический выход: количество продукта, которое образуется при потреблении всего ограничивающего реагента
    Фактический выход: количество продукта, фактически полученного
     

    Выход в процентах:

    Мера эффективности химической реакции. Процент выхода рассчитывается следующим образом:

    Выход % = фактический выходтеоретический выход x 100

    Химическое уравнение — стехиометрия и основные химические расчеты

    Химическое уравнение. Стехиометрия и основные химические расчеты

    Видеоурок

    Решите любую задачу на стехиометрию, выполнив 5 простых шагов.

    Лучший способ изучить эту тему — решить практические задачи. В этом посте мы рассмотрим решение одного практического вопроса.

    Посмотрите видео с подробным пошаговым объяснением этого и другого вопроса.

    Вопрос

    Рассчитайте массу NaCl , полученную при взаимодействии 2 г натрия с избытком хлора .

    ШАГ 1: Напишите сбалансированное химическое уравнение

    Первым шагом является определение сбалансированного химического уравнения реакции.
    Определите реагенты и продукты из вопроса.

    Из вопроса 1:
    Реагенты – натрий и хлор
    Продукты – хлорид натрия

    Таким образом, химическое уравнение будет таким: s)

    Теперь нам нужно сбалансировать количество атомов каждого элемента в левой и правой частях химических уравнений.

    Слева:
    Na – 1
    Cl – 2

    Справа:
    Na – 1
    Cl – 1

    Чтобы сбалансировать количество атомов хлора, нам нужно добавить « 2 »перед NaCl .

    Na (т) + Cl 2 (г) → 2 NaCl (т)

    Теперь имеем:

    Слева:
    Na – 1
    Cl – 2

    Справа: 7 Cl 90 Na – 102017 Na – 7 – 2

    Чтобы сбалансировать количество атомов натрия, нам нужно добавить « 2 » перед Na .

    2 Na (т) + Cl 2 (г) → 2NaCl (т)

    Теперь имеем:

    Осталось:
    Na – 2
    Cl – 2

    Справа:
    Na – 2
    Cl – 2

    Теперь химическое уравнение окончательно сбалансировано. У нас одинаковое количество атомов натрия и хлора в обеих частях химического уравнения.