Домашнє завдання. Кристалічні ґратки. Залежність будови і властивостей речовини від типів хімічних зв'язків.
Завдання 1. Охарактеризуйте властивості речовин з огляду на типи хімічних зв'язків та їхню кристалічну будову: а) купрум (ІІ) оксиду; б) літій сульфіду; в) води; г) кисню; ґ) карбон (IV) оксиду; д) брому.
а) купрум (ІІ) оксид б) літій сульфід -
(йонний хімічний зв'язок, йонна кристалічна ґратка): тверді, крихкі, розчинні у воді, мають високу температуру плавлення і кипіння, у твердому стані не проводять електричного струму, а в розчинах і розплавах проводять електричний струм;
в) вода; ґ) карбон (IV) оксид -
(ковалентний полярний хімічний зв'язок, молекулярна кристалічна ґратка): мають малу твердість (за звичайних умов вода - рідина, а карбон (IV) оксид - газ), крихкі, розчинні у воді різною мірою, мають низьку температуру плавлення і кипіння, не проводять електричного струму.
г) кисню; д) брому.
(ковалентний неполярний хімічний зв'язок, молекулярна кристалічна ґратка): мають малу твердість (за звичайних умов кисень - газ, а бром - рідина), крихкі, нерозчинні у воді, мають низьку температуру плавлення і кипіння, не проводять електричного струму.
Завдання 2. Розв'яжіть задачі.
І-ІІ рівні
1. Алюміній кількістю речовини 0,25 моль повністю прореагував з сульфатною кислотою. Обчисліть кількість речовини утвореного водню.
Дано: y(Al)=0,25 моль. Знайти: y(H2)-?
Розв'язання.
Записуємо рівняння реакції:
0,25 моль х моль
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑
2 моль 3 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Біля алюмінію Al є коефіцієнт 2, тому алюмінію вступило в реакцію 2 моль, а біля водню Н2 є коефіцієнт 3, тому виділилось газу 3 моль. Зазначені кількості речовин підписуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію і розв'язуємо її.
0,25моль/2моль=хмоль/3 моль, звідси х=0,25моль•3моль/2моль=0,375моль.
Відповідь. y(Н2)=0,375 моль.
ІІІ рівень
2. Цинк оксид масою 16,2 г прореагував з надлишком хлоридної кислоти. Обчисліть масу та кількість речовини утвореної солі.
Дано: m(ZnO)=16,2 г. Знайти: m(ZnCl2)-? y(ZnCl2)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
16,2 г х г
ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
81 г 136 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль цинк оксиду ZnO з утворенням 1 моль солі цинк хлориду ZnCl2.
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(ZnO)=Ar(Zn)+Ar(O) = 65+16=81, M(ZnO)=81 г/моль. Маса 1 моль=81 г.
Mr(ZnCl2)=Ar(Zn)+2•Ar(Cl)=65+2•35,5=136,
M(ZnCl2)=136 г/моль. Маса 1 моль=136 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію та розв'язуємо її.
16,2 г / 81 г= х г / 136 г, звідси х=16,2 г•136 г/ 81 г=27,2 г.
Обчислюємо кількість речовини цинк хлориду масою 27,2 г за формулою y=m/M.
y(ZnCl2)=27,2 г : 136 г/моль=0,2 моль.
Відповідь: m(ZnCl2)=27,2 г; y(ZnCl2)=0,2 моль.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції: ZnO+2HCl=ZnCl2+H2↑
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин.
Mr(ZnO)=Ar(Zn)+Ar(O) = 65+16=81, M(ZnO)=81 г/моль.
Mr(ZnCl2)=Ar(Zn)+2•Ar(Cl)=65+2•35,5=136, M(ZnCl2)=136 г/моль.
Обчислюємо кількість речовини цинк оксиду ZnO масою 16,2 г за формулою y=m/M.
y(ZnO)=16,2 г: 81 г/моль=0,2 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль цинк оксиду ZnO з утворенням 1 моль солі цинк хлориду ZnCl2, кількість речовини є однаковою, тому y(ZnCl2)=0,2 моль.
Обчислюємо масу цинк хлориду ZnCl2 кількістю речовини 0,2 моль за формулою m=y•M:
m(ZnCl2)=0,2 моль•136 г/моль=27,2 г.
Відповідь: m(ZnCl2)=27,2 г; y(ZnCl2)=0,2 моль.
3. Кальцій гідроксид масою 16,8 г нейтралізували хлоридною кислотою. Обчисліть масу та кількість речовини хлоридної кислоти, що вступила в реакцію.
Дано: m(Ca(OH)2)=16,8 г. Знайти: m(HCl)-? y(HCl)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
16,8 г х г
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O
74 г 73 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцій гідроксиду Ca(OH)2 і 2 моль хлоридної кислоти HCl.
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль кальцій гідроксиду і масу 2 моль хлоридної кислоти .
Mr(Ca(OH)2)=Ar(Ca)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=40+2•16+2•1=74,
M(Ca(OH)2)=74 г/моль. Маса 1 моль=74 г.
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35,5=36,5; M(HCl)=36,5 г/моль.
Маса 1 моль=36,5 г, а маса 2 моль=73 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію та розв'язуємо її.
16,8 г / 74 г= х г / 73 г, звідси х=16,8 г•73 г/ 74 г≈16 г.
Обчислюємо кількість речовини хлоридної кислоти масою 16,1 г за формулою y=m/M.
y(HCl)=16 г : 36,5 г/моль≈0,44 моль.
Відповідь: m(НCl)≈16 г; y(НCl)≈0,44 моль.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції: Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин.
Mr(Ca(OH)2)=Ar(Ca)+2•Ar(O)+2•Ar(H)=40+2•16+2•1=74,
M(Ca(OH)2)=74 г/моль.
Mr(HCl)=Ar(H)+Ar(Cl)=1+35,5=36,5; M(HCl)=36,5 г/моль.
Обчислюємо кількість речовини кальцій гідроксиду Ca(OH)2 масою 16,8 г за формулою y=m/M.
y(Ca(OH)2)=16,8 г: 74 г/моль≈0,22 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль кальцій гідроксиду Ca(OH)2 і 2 моль хлоридної кислоти HCl, кількість речовини хлоридної кислоти є у 2 рази більшою, тому y(HCl)≈0,44 моль.
Обчислюємо масу хлоридної кислоти HCl кількістю речовини 0,44 моль за формулою m=y•M:
m(HCl)=0,44 моль•36,5 г/моль≈16 г.
Відповідь: m(НCl)≈16 г; y(НCl)≈0,44 моль.
IV рівень
4. Барій нітрат кількістю речовини 0,2 моль повністю прореагував з натрій сульфітом. Обчисліть маси та кількості речовин продуктів реакції.
Дано: y(BaNO3)=0,2 моль. Знайти m(BaSО3)-? y(BaSО3)-? m(NaNO3)-? y(NaNO3)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції.
0,2 моль x г y г
Ba(NO3)2 + Na2SO3 = BaSO3 + 2NaNO3
1 моль 217 г 170 г.
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль барій нітрату Ba(NO3)2 з утворенням 1 моль барій сульфіту BaSО3 і 2 моль натрій нітрогену NaNO3.
Обчислюємо молярну масу (М г/моль = Mr.) речовин й , відповідно, масу 1 моль барій сульфіту BaSО3 і масу 2 моль натрій нітрату NaNO3.
Mr(BaSО3)=Ar(Ba)+Ar(S)+3•Ar(O)=137+32+3•16=217,
M(BaSО3)= 217 г/моль. Маса 1 моль=217 г.
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85,
M(NaNO3)= 85 г/моль. Маса 2 моль=170 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення маси барій сульфіту BaSО3.
0,2моль/1моль=х г/ 217 г, звідси х=0,2моль•217г/1моль=43,4 г.
Пропорція для обчислення маси натрій нітрату NaNO3.
0,2моль/1моль=у г/ 170 г, звідси у=0,2моль•170г/1моль=34 г.
Обчислюємо кількість речовини барій сульфіту BaSО3 масою 43,4 г за формулою y=m/M
y(BaSО3)=43,4 г :217 г/моль = 0,2 моль.
Обчислюємо кількість речовини натрій нітрату сульфіду NaNO3 масою 34 г за формулою y=m/M
y(NaNO3)=34 г : 85 г/моль = 0,4 моль.
Відповідь: m(BaSО3)=43,4 г; y(BaSО3)=0,2 моль; m(NaNO3)=34 г;y(NaNO3)=0,4 моль.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
0,2 моль x моль у моль
Ba(NO3)2 + Na2SО3 = BaSО3 + 2NaNO3
1 моль 1 моль 2 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль барій нітрату Ba(NO3)2 з утворенням 1 моль барій сульфіту BaSО3 і 2 моль натрій нітрогену NaNO3., зазначені кількості речовин підписуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення кількості речовини барій сульфіту BaSО3.
0,2моль/1моль=хмоль/1 моль, звідси х=0,2моль•1моль/1моль=0,2 моль.
Пропорція для обчислення кількості речовини натрій нітрогену NaNO3.
0,2моль/1моль=хмоль/2 моль, звідси х=0,2моль•2моль/1моль=0,4 моль.
Обчислюємо молярні маси речовин.
Mr(BaSО3)=Ar(Ba)+Ar(S)+3•Ar(O)=137+32+3•16=217,
M(BaSО3)= 217 г/моль.
Mr(NaNO3)=Ar(Na)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85,
M(NaNO3)= 85 г/моль.
З формули y=m/M знаходимо масу m=y•M, де М г/моль = Mr.
Обчислюємо масу барій сульфіту BaSО3 кількістю речовини 0,2 моль.
m(BaSО3)=0,2 моль • 217г/моль= 43,4 г.
Обчислюємо масу натрій нітрату NaNO3 кількістю речовини 0,4 моль.
m(NaNO3)=0,4 моль • 85г/моль= 34 г.
Відповідь: m(BaSО3)=43,4 г; y(BaSО3)=0,2 моль; m(NaNO3)=34 г; y(NaNO3)=0,4 моль.
5. Натрій сульфід кількістю речовини 0,5 моль повністю прореагував з надлишком нітратної кислоти. Обчисліть масу і кількість речовини утвореної солі та об'єм газу, що виділився. Назвіть продукти реакції.
Дано: y(Na2S)=0,5 моль. Знайти m(NaNO3)-? y(NaNO3)-? V(H2S)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції.
0,5 моль x г у л
Na2S + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2S↑
1 моль 170 г 22,4 л
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль натрій сульфіду з утворенням 2 моль солі натрій нітрату NaNO3 і виділенням 1 моль газу сірководню H2S (1 моль газу займає об'єм 22,4 л за н.у.).
Обчислюємо молярну масу (М г/моль = Mr.) натрій нітрату NaNO3 й , відповідно, масу 2 моль.
Mr(NaNO3)=Ar(Nа)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85, M(NaNO3)= 85 г/моль.
Маса 1 моль=85 г, а маса 2 моль=170 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо дві пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення маси натрій нітрату NaNO3.
0,5моль/1моль=х г/ 170 г, звідси х=0,5моль•170г/1моль=85г.
Обчислюємо кількість речовини натрій нітрату NaNO3 масою 85 г за формулою y=m/M
y(NaNO3)=85 г : 85 г/моль = 1 моль.
Пропорція для обчислення об'єму сірководню H2S.
0,5моль/1моль=у л/ 22,4 г, звідси х=0,5моль•22,4 л/1моль=11,2 л.
Відповідь: m(NaNO3)=85 г; y(NaNO3)=1 моль; V(H2S)= 11,2 л; натрій нітрат і сірководень.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
0,5 моль x моль у моль
Na2S + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2S↑
1 моль 2 моль 1 моль
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль натрій сульфіду з утворенням 2 моль солі натрій нітрату NaNO3 і виділенням 1 моль газу сірководню H2S, зазначені кількості речовин підписуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорції і розв'язуємо їх.
Пропорція для обчислення кількості речовини натрій нітрату NaNO3.
0,5моль/1моль=хмоль/2 моль, звідси х=0,5моль•2моль/1моль=1 моль.
Обчислюємо масу натрій нітрату NaNO3 кількістю речовини 1 моль.
З формули y=m/M знаходимо m=y•M, де М г/моль = Mr.
Mr(NaNO3)=Ar(Nа)+Ar(N)+3•Ar(O)=23+14+3•16=85, M(NaNO3)= 85 г/моль.
m(NaNO3)=1 моль • 85г/моль= 85 г.
Пропорція для обчислення кількості речовини сірководню H2S.
0,5моль/1моль=у моль/1 моль, звідси х=0,5моль•1моль/1моль=0,5 моль.
Обчислюємо об'єм сірководню H2S кількістю речовии 0,5 моль за формулою V=Y•Vм, де Vм постійна величина і дорівнює 22,4 л/моль за н.у.
V(H2S)=0,5 моль • 22,4 л/моль= 11,2 л.
Відповідь: m(NaNO3)=85 г; y(NaNO3)=1 моль; V(H2S)= 11,2 л; натрій нітрат і сірководень.