Ю.М. Коренев, В.П. Овчаренко - Общая и неорганическая химия (1114428), страница 4
Текст из файла (страница 4)
1 моль любого идеального газа занимает при н. у. 22,4 л,то в 1 л водорода (мы можем считать его приближенно идеальным газом)1= 0,045 моль молекул водорода. Каждая молекулабудет содержаться22,4водорода состоит из двух атомов, значит, количество атомов в два разабольше: 2 ⋅ 0,045 = 0,09 моль. Чтобы найти, сколько атомов находится вэтом количестве вещества, умножим его на число Авогадро:0,09 ⋅ 6,022 ⋅ 1023 = 5,4 ⋅ 1022 штук.16Основные понятия и определения2. Какова масса 1 молекулы NaOH?Решение.
Рассчитаем сначала молекулярную массу NaOH в единицаха. е. м., исходя из значений атомных масс натрия, кислорода и водорода.Mr(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 а. е. м.А теперь переведем в единицы СИ:40 ⋅ 1,6606 ⋅ 10–27 = 6,64 ⋅ 10–26 кг.3. Какая энергия выделяется при образовании атома гелия изэлементарных частиц?Решение.
Атомная масса гелия 4,0026 а. е. м. Рассчитаем суммарнуюмассу элементарных частиц, составляющих гелий:2mp + 2mn + 2me = 2(1,007 + 1,009 + 5,5 ⋅ 10–4) = 4,0331 а. е. м.Дефект массы составляет4,0331 – 4,0026 = 3,05 ⋅ 10–2 а. е. м.или3,05 ⋅ 10–2 ⋅ 1,6606 ⋅ 10–27 = 5,1 ⋅ 10–29 кг.Е = ∆mc2 = 5,1 ⋅ 10–29 ⋅ (3 ⋅ 108)2 = 4,6 ⋅ 10–13 Дж.4. А г СаО растворили в избытке воды массой В г. Выразите массовуюдолю вещества в полученном растворе.Решение.
Для решения этой задачи необходимо помнить, что прирастворенииоксидакальциявводепроисходитреакцияСаО + Н2О = Са(ОН)2, поэтому растворенным веществом будет гидроксидкальция.ω=mв -ва(× 100%).mр - раМассу вещества найдем по уравнению реакции:m(Са(ОН)2) = М(Са(ОН)2) ⋅m(CaO)A= 74 ⋅= 1,32А.M (CaO)56Масса раствора складывается из массы веществ, образовавших этот раствор(поскольку в результате реакции не выпадает осадок и не выделяется газ,1,32 A(× 100%).ничего вычитать не требуется) A + B. Таким образом, ω =A+ B5. Смешали 11,2 л хлора и 22,4 л водорода.
Найдите объемные долигазов в смеси после прохождения реакции.Решение. Протекает реакция H2 + Cl2 = 2 HCl. Так как объемы газовпропорциональны их количествам веществ, то 1 объем водорода будетреагировать с 1 объемом хлора, при этом образуются 2 объема17Глава Iхлороводорода. Хлор в недостатке, он прореагирует полностью; 11,2 лводорода вступит в реакцию и еще 11,2 л останется. Хлороводородаполучится 2 ⋅ 11,2 = 22,4 л.Суммарный объем системы 11,2 + 22,4 = 33,6 л. Объемная доляводорода 11,2 / 33,6 = 0,33 (33%), хлороводорода 22,4 / 33,6 = 0,67 (67%), или100 – 33 = 67%.6. В сплаве содержится 40 % K и 60 % Na. Найдите мольные доликомпонентов.Решение. М(K) = 39, M(Na) = 23. Если в 100 г сплава содержится 40 г K,то это составляет 40 / 39 = 1,03 моль. 60 г натрия – это 60 / 23 = 2,61 моль.Общее количество вещества в 100 г сплава 1,03 + 2,61 = 3,64 моль.
Отсюдамольные доли: калия 1,03 / 3,64 = 0,28 (28%), натрия 2,61 / 3,64 = 0,72 (72%),или 100 – 28 = 72%.7. Соединение углерода с водородом содержит 75 % углерода по массе.Найдите формулу этого соединения.Решение. Напишем формулу в общем виде: СхНу . Масса углерода вмолекуле этого вещества пропорциональна 12х, водорода – у. Т. к.
массоваядоля углерода 75%, получаем: 12х : у = 75 : 25, отсюда х : у = 6,25 : 25 = 1 : 4.Искомая формула СН4.8. Плотность газа по воздуху 0,55. Что это за газ?Решение. Средняя молярная масса воздуха 29. Чтобы найти молярнуюмассу газа, умножим 29 на плотность газа: 29 ⋅ 0,55 = 16. Эта молярнаямасса соответствует метану СН4, других вариантов нет.Задачи для решения1. Суммарный заряд какого количества электронов составляет 1 Кл?Какова масса 1 моль электронов?2. Сколько атомов водорода содержится в 3 л воды а) при 20°С и 1 атм;б) при 150°С и 1 атм?3.
Какая энергия выделится при образовании из элементарных частиц1 моль нуклидов 16О?4. В избытке воды объемом 1 л растворили х г калия. Какова массоваядоля вещества в полученном растворе?5. 16,8 л хлороводорода и 5,6 л бромоводорода растворили в 100 млводы. Найдите массовые доли веществ в растворе.6. При 2000°С степень термической диссоциации (т.
е. мольная долямолекул, распавшихся под действием тепла) воды составляет около 2%.Рассчитайте мольные и объемные доли всех компонентов в равновеснойсмеси при этой температуре.18Основные понятия и определения7. Рассчитайте массовую долю спирта в водном растворе с объемнойдолей 40%, если плотность спирта (при 20°С) 0,79 г/мл.8. Слили два раствора: 10 г 20% хлорида бария и 20 г 10% сульфатакалия.
Найдите массовые доли всех растворенных веществ.9. В соединении азота с водородом содержится 87,5% азота по массе.Найдите формулу этого соединения.10. Некий газ имеет плотность по водороду 8,5. Что это за газ?11. Изобразите графические формулы азота, оксида железа (III),фосфорной кислоты.19Глава IIСтроение атома2.1. Ранние модели атомаИзучение прохождения электрического тока через различные среды(газы, растворы, расплавы), проводившееся в прошлом столетии, далопервые экспериментальные факты, натолкнувшие на мысль о сложномстроении атома.В 30-х годах XIX века английский физик Майкл Фарадей установил,что электрохимические процессы характеризуются определеннымисоотношениями, которые указывают на то, что электрические заряды, также как и материя, имеют дискретный характер, и существует некийминимальный заряд.Эксперименты с газоразрядными трубками, проведенные во второйполовине прошлого века, с очевидностью показали, что в состав атомовдолжны входить отрицательно заряженные частицы, которые впоследствиибыли названы электронами3.
Эти опыты с разреженными газами имелидостаточно простое оформление. В стеклянную трубку впаивали дваэлектрода, затем трубку вакуумировали до давления примерно 10 мм рт. ст.(0,013 Па). На электроды подавали высокое напряжение (несколькокиловольт) и по свечению стенок трубки и остаточных газов наблюдалипоток частиц, которые перемещались от отрицательного электрода кположительному. Если на пути этого пучка устанавливали какое-либопрепятствие, например, вертушку, то она начинала вращаться, указывая,что частицы имеют конечную массу. Если газоразрядную трубку помещалимежду пластинами плоского конденсатора, то поток частиц отклонялся кодной из них, а именно к той, которая заряжена положительно, чтоговорило об отрицательном заряде частиц.В 1896 году Анри Беккерель, работая с соединениями урана, открылявление радиоактивности – самопроизвольного распада атомов одногоэлемента и превращения их в атомы другого химического элемента.
Приэтом было обнаружено, что такие превращения сопровождаютсяиспусканием невидимых глазом излучений.Несколько позже супруги Пьер Кюри и Мария Склодовская-Кюриобнаружили, что невидимое излучение испускают не только соединения3 Электрон был первой из открытых элементарных частиц. В 1874 г.Дж.
Дж. Стоней предположил, что электрический ток представляет собой потокотрицательно заряженных частиц, названных им электронами. Однако приоритетоткрытия электрона почти повсеместно признается за Дж. Дж. Томсоном, которыйэкспериментально доказал наличие электрона и определил отношение его заряда кмассе.20Строение атомаурана, но и другие вещества. В результате кропотливой работы ими былиоткрыты два новых химических элемента, которые были названы “радий” и“полоний”.В 1899 г.
Резерфорд обнаружил, что радиоактивные элементыиспускают два вида излучений, которые он назвал α- и β-лучи. Позже былоустановлено, что радиоактивные вещества могут испускать три видаизлучений: α, β и γ. α-излучение представляет собой поток ядер атомовгелия и, соответственно, α-частицы имеют массу 4 а. е. м. и электрическийзаряд +2, β-лучи – это поток электронов, а γ-лучи – электромагнитноеизлучение с очень короткой длиной волны4.Все эти экспериментальные факты говорили о том, что атом имеетсложное строение и в его состав должны входить электроны. А т. к.
атом вцелом является электронейтральной частицей, то отрицательный зарядэлектронов должен компенсироваться положительным зарядом.Около 1900 г. Дж. Дж. Томсон предлагает первую модель атома,согласно которой положительный заряд равномерно заполняет весь объематома, а отрицательный, представленный электронами, вкраплен в этуположительно заряженную сферу. Эта модель получила название «пудингТомсона». Все полученные к тому времени экспериментальные данныемодель объяснить не могла. Она в какой-то мере объясняла опыты Фарадеяи эксперименты с газоразрядными трубками, но не могла ответить насамый главный вопрос: «как вообще может существовать такая системаэлектрических зарядов?»5 Несмотря на это, ученые некоторое времяпользовались этой моделью.4 Впоследствии были открыты и другие типы радиоактивного распада: β+-распад (испускание позитронов), электронный захват (захват ядром орбитальногоэлектрона), испускание запаздывающих нейтронов, спонтанное деление ядер, а в1961 г.
под руководством академика Флерова – протонный распад.5Одной из основных теорем электростатики является теорема,сформулированная в XIX веке английским физиком и математиком С. Ирншоу:всякая равновесная конфигурация покоящихся точечных электрических зарядовнеустойчива, если на них, кроме кулоновских сил притяжения и отталкивания,никакие другие силы не действуют. Эта теорема вытекает из утверждения, чтопотенциальная энергия статической системы электрических зарядов не можетиметь минимума. Наличие же минимума потенциальной энергии являетсянеобходимым условием устойчивого равновесия.21α-частицыГлава IIРис. 1. Опыт по прохождению α-частиц через вещество.В 1910 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
