Формулы для решения задач химия: Основные формулы по химии для решения задач - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

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 А_xВ_yС_z 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 А_xВ_yС_z 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 А_xВ_y

С_z. 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 H_xN_yO_z 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 — С_nН_2n+2O₂.
Молярная масса равна:
М(С_nН_2n+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(С_nН_2n+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 / V_M = 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 C_xН_yО_z.
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(C_xН_yО_z) / М(А_r) = 3.
Откуда
М(C_xН_yО_z) = 3 • М(А_r) = 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

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

Записываем дано.

Дано:

V (CO₂) = 6,72 л

_-ра

(Na₂CO₃) = 159 г

w( Na₂CO₃) – ?

Составляем молекулярное уравнение.

NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Расставляем коэффициенты в уравнении.

2 NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Подчёркиваем вещества, о которых идёт речь.

2 NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

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.

Подписываем молярные массы или молярные

объёмы под формулами веществ

2 NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Vm=22,4 л/моль M=106 г/моль

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

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

Выводим формулу

Подставляем данные и находим массу

m (Na₂CO₃) = 31,8 г.

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

Записываем ответ: w (Na₂CO₃) = 20%

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.

Записываем дано.

Дано:

w (KOH) = 3%=0,03

m_{(Cu(OH)₂ = 5,3 г.}

m(KOH) – ?

Составляем молекулярное уравнение.

KOH + CuSO₄ = K₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Расставляем коэффициенты в уравнении.

2 KOH + CuSO₄ = K₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

Подчёркиваем вещества, о которых идёт речь.

2 KOH + CuSO₄ = K₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

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

Подписываем молярные массы или

молярные объёмы под формулами веществ

2 КOH + CuSO₄ = К₂SO₄ + Cu(OH)₂↓

M=112 г/моль M=98 г/моль

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

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

Выводим формулу

Подставляем данные и находим массу

m (KOH) = 6 г.

Находим массу раствора по формуле

Записываем ответ: m(KOH) = 200 г.

Внимательно читаем условия задачи.

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

Записываем дано.

Дано:

mр-рa(CuCl₂) = 117 г

w( CuCl₂)=30% = 0,3

m(AgCl)-?

Составляем молекулярное уравнение.

AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + AgCl↓

Расставляем коэффициенты в уравнении.

2AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓

Подчёркиваем вещества, о которых идёт речь.

2AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓

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

Подписываем молярные массы или

молярные объёмы под формулами веществ

2AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓

M=135г/моль М=287г/моль

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

m_в-ва= ω _*m_р-ра

m(CuCl₂) = 0,3_*117 = 35,1 г.

Над формулами записываем массы веществ или объемы веществ, которые даны и которые нужно найти.

=35,1 г. m-?

2AgNO₃ + CuCl₂ = Cu(NO₃)₂ + 2AgCl↓

M=135г/моль М=287г/моль

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

Выводим формулу

Подставляем данные и находим ответ

Записываем ответ

m (AgCl)=75 г.

Приложения:

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:
Уравновешивание химического уравнения
Расчет молярных масс реагентов и представляющих интерес продуктов
Преобразовать все заданные массы в моли
Используйте сбалансированное уравнение для определения стехиометрических соотношений
Рассчитать количество молей желаемых материалов
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
Рассмотрим один из исходных реагентов в качестве лимитирующего реагента (например, A)
Рассчитайте количество молей другого реагента, B, необходимого для полной реакции A
Обязательно используйте стехиометрические отношения сбалансированного уравнения: nAa = nBb
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.