1. Основные понятия и законы химии

Основой химической науки являются атомно-молекулярное учение, закон сохранения материи, периодический закон, теория химической связи и учение о химическом процессе. Как всякая наука, химия изучает некоторую часть явлений окружающего мира. Химия играет значительную роль в научно-техническом прогрессе. Нет ни одной отрасли не связанной в той или иной мере с применением химии.

Химия – наука о свойствах вещества и его превращениях, она включает в себя законы и принципы, описывающие эти превращения, а так же представления и теории, позволяющие дать им объяснение.

Составлять уравнения химической реакции означает правильно записывать формулы исходных веществ в левой части уравнения, а формулы продуктов реакции – в правой и правильно подобрать коэффициенты.

Коэффициенты показывают наименьшее количество молекул, принимающих участие в реакции. Они подбираются так, что сумма всех атомов каждого данного элемента, входящих в состав исходных веществ, и сумма всех атомов исходного элемента, входящих в состав продуктов, были равны (только в этом случае соблюдается закон сохранения массы). Количественные соотношения между участниками реакции следуют из уравнения.

Примеры решения задач.

Пример 1. Сколько молей в 100 г N₂?

Пропорция имеет вид:

Из условия: X молей – 100 г.

1 Моль – 28 г.

Х =100 ∙ 1/28 = 3,57 (молей)

Пример 2. 2Н₂О + О₂ = 2Н₂О.

В реакцию вступают 2 моля водорода (коэффициент 2), 1 моль кислорода ( т.е. мольное соотношение исходных веществ 2:1) и получиться 2 моля Н₂О (заметьте, что каждая молекула Н₂О содержит 2 атома водорода. Или 2∙2 г водорода и 1∙32 г кислорода (весовое соотношение 4:32 = 1:8) и получаем 2∙18 г воды (18 г = 2∙1 г + 1∙16 г) или 2+22,4 л Н₂ и 1∙22,4 л О₂ (объемное отношение как и мольное, 2:1).

Пример 3. Сколько граммов водорода необходимо для получения 180 г воды? Какой объем кислорода будет при этом израсходован (условия нормальные)?

Удобна следующая форма записи условия задачи: Заданные и искомые по условию величины записываем над формулами соответствующих участников реакции, а их количества, вытекающие из уравнения реакции в соответствующих единицах (моли, молярные массы или объемы газов), под формулами:

а) определяем количество водорода в граммах:

Условие задачи: заданные искомые величины

Х г 180 г

Уравнение реакции 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

Количества вещества, 2(1·2) = 4 г 2(1·2+16) = 36 г

Составление пропорции начинается с того, что спрашивается:

По условию: Х г Н₂ нужно для получения 180г воды,

По уравнению: 4 г Н₂ нужно для получения 36 г воды.

Ответ для получения 180 г воды необходимо 20 г водорода;

б) определяем количество кислорода в литрах, следим, Условие задачи: заданные и искомые величины.

Хл - 180г

Уравнение реакции 2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

Количество веществ, 22,4 л 36г Н₂О

определенные уравнением

Составляем пропорцию:

По условию: Хл О₂ – 180 г Н₂О

По уравнению 22,4 л О₂ – 36 г Н₂О.

Ответ: для получения 180 г воды расходуется 112 л кислорода.

Еще проще решаются эти задачи, если исходные данные сразу перевести в моли: 180г воды – 10 молей воды.

Отсюда понятно, что водорода нужно взять 10 молей (столько же) или 10 · 2г = 20 г, кислорода – 5 молей ( в 2 раза меньше) или 22,4 л · 5.