§7. Химические формулы

Вопрос в начале параграфа

✓ Если в "химической письменности" роль букв играют символы химических элементов, что представляют собой "химические слова"?

Ответ:

"Химические слова" представляют собой химические формулы. Например, $H_{2}$S$O_{4}$ − серная кислота, $Na_{2}$O − оксид натрия, NaOH − гидроксид натрия.

Вопрос (стр.40)

? Что такое относительная молекулярная масса вещества и массовая доля химического элемента в составе сложного вещества?

Ответ:

Относительная молекулярная масса вещества − это сумма относительных атомных масс всех химических элементов, входящих в состав молекулы, с учетом их количества.
Массовая доля химического элемента в составе сложного вещества − это отношение относительной атомной масса элемента к относительной молекулярной массе вещества.

Проверьте свои знания

1. Что представляет собой химическая формула? Чем различаются индексы и коэффициенты?

Ответ:

Химическая формула − это обозначение состава вещества с помощью химических элементов и индексов.
Индексы показывают количество атомов в молекуле, а коэффициенты указывают на количество молекул, участвующих в химической реакции.

2. Что называют относительной атомной массой и относительной молекулярной массой?

Ответ:

Относительная атомная масса − это отношение массы атома к атомной единице массы. За атомную единицу массы выбрана 1/12 часть массы атома углерода.
Относительная молекулярная масса − это сумма относительных атомных масс всех химических элементов, входящих в состав молекулы, с учетом их числа.

3. Какую информацию несёт химическая формула?

Ответ:

Химическая формула показывает:
1) индивидуальное вещество;
2) тип вещества (простое или сложное);
3) одну молекулу вещества;
4) качественный состав вещества, то есть какие химические элементы входят в его состав;
5) количественный состав вещества, то есть число атомов каждого химического элемента в составе его одной формульной единицы.

Примените свои знания

4. Составьте химическую формулу сахарозы, зная, что в состав её молекулы входят 12 атомов углерода, 22 атома водорода и 11 атомов кислорода. Рассчитайте относительную молекулярную массу этого вещества и массовые доли образующих его элементов.

Ответ:

Химическая формула сахарозы: $C_{12}$ $H_{22}$ $O_{11}$
Дано:
$C_{12}$ $H_{22}$ $O_{11}$
Найти:
Mr ($C_{12}$ $H_{22}$ $O_{11}$) − ?
ω (C) − ?
ω (H) − ?
ω (O) − ?
Решение:
Mr = 12 * 12 + 22 * 1 + 11 * 16 = 342
ω (C) = 12 * 12 : 342 * 100% = 42,1%
ω (H) = 22 * 1 : 342 * 100% = 6,43%
ω (O) = 11 * 16 : 342 * 100% = 51,47%
Ответ: Mr = 342; ω (C) = 42,1%; ω (H) = 6,43%; ω (O) = 51,47%

5. Рассчитайте относительные молекулярные массы веществ, формулы которых: $H_{2}$ S , $SO_{3}$, $Na_{2}$ $CO_{3}$, $Cu(OH)_ {2}$ , $P_{2}$ $O_{5}$, $AlCl_{3}$, $Ba(NO_{3}$ $)_{2}$.

Ответ:

Mr ($H_{2}$ S ) = 2 * 1 + 32 = 34
Mr ($SO_{3}$) = 32 + 3 * 16 = 80
Mr ($Na_{2}$CO$_{3}$) = 2 * 23 + 12 + 3 * 16 = 106
Mr ($Cu(OH)_{2}$) = 64 + 2 * (16 + 1) = 98
Mr ($P_{2}$ $O_{5}$) = 2 * 31 + 5 * 16 = 142
Mr ($AlCl_{3}$) = 27 + 3 * 35,5 = 133,5
Mr ($Ba(NO_{3}$ $)_{2}$) = 137 + 2 * (14 + 3 * 16) = 261

6. Укажите формулы веществ, имеющих одинаковые относительные молекулярные массы: $CO_{2}$, $N_{2}$, $CH_{2}$ $Cl_{2}$, NO, CO, $C_{2}$ $H_{2}$, $H_{2}$ S, $O_{2}$.

Ответ:

Рассчитаем относительные молекулярные массы всех приведенных веществ:
Mr ($CO_{2}$) = 12 + 2 * 16 = 44
Mr ($N_{2}$) = 2 * 14= 28
Mr ($CH_{2}$ $Cl_{2}$) = 12 + 2 * 1 + 2 * 35,5 = 85
Mr (NO) = 14 + 16 = 30
Mr (CO) = 12 + 16 = 28
Mr ($C_{2}$ $H_{2}$) = 2 * 12 + 4 * 1 = 28
Mr ($H_{2}$ S) = 2 * 1 + 32 = 34
Mr ($O_{2}$) = 2 * 16= 32
Одинаковую относительную молекулярную массу имеют азот ($N_{2}$), угарный газ (CO), этилен ($C_{2}$ $H_{2}$).

7. Рассчитайте, во сколько раз молекула водорода легче молекулы сернистого газа. Формула водорода − $H_{2}$, сернистого газа − $SO_{2}$.

Ответ:

Дано:
Молекула водорода − $H_{2}$
Молекула сернистого газа − $SO_{2}$
Найти:
Во сколько раз молекула водорода легче молекулы сернистого газа?
Решение:
Mr ($SO_{2}$) = 32 + 2 * 16 = 64 − молекулярная масса сернистого газа.
Mr ($H_{2}$) = 2 * 1 = 2 − молекулярная масса водорода.
Mr ($SO_{2}$) : Mr ($H_{2}$) = 64 : 2 = 32
Ответ: в 32 раза молекула водорода легче молекулы сернистого газа.

8. Найдите ошибки, допущенные в вычислениях относительных молекулярных масс веществ:
а) Mr ($HNO_{3}$) = 63
б) Mr ($H_{2}$ $SO_{4}$) = 98
в) Mr ($H_{3}$ $PO_{4}$) = 96
г) Mr ($CaCO_{3}$) = 98
д) Mr ($CuSO_{4}$) = 160
е) Mr ($Al(OH)_{3}$) = 78

Ответ:

Посчитаем относительные молекулярные массы всех приведенных веществ:
а) Mr ($HNO_{3}$) = 1 + 14 + 3 * 16 = 63
б) Mr ($H_{2}$ $SO_{4}$) = 1 * 2 + 32 + 4 * 16 = 98
в) Mr ($H_{3}$ $PO_{4}$) = 1 * 3 + 31 + 4 * 16 = 98
г) Mr ($CaCO_{3}$) = 40 + 12 + 3 * 16 = 100
д) Mr ($CuSO_{4}$) = 64 + 32 + 4 * 16 = 160
е) Mr ($Al(OH)_{3}$) = 27 + 3 * (16 + 1) = 78
Ошибки в пунктах: в и г.

9. Рассчитайте массовые доли элементов в карбонате кальция, формула которого $CaCO_{3}$.

Ответ:

Дано:
$CaCO_{3}$
Найти:
ω (Ca) − ?
ω (C) − ?
ω (O) − ?
Решение:
Mr ($CaCO_{3}$) = 40 + 12 + 3 * 16 = 100
ω (Ca) = 40 * 1 : 100 * 100% = 40%
ω (C) = 12 * 1 : 100 * 100% = 12%
ω (O) = 16 * 3 : 100 * 100% = 48%
Ответ: ω (Ca) = 40%; ω (C) = 12%; ω (O) = 48%

10. Расположите названия азотных удобрений, формулы которых приведены ниже, в порядке возрастания массовой доли азота в них: натриевая селитра $NaNO_{3}$, кальциевая селитра $Ca(NO_{3}$ $)_ {2}$ , аммиачная селитра $NH_{4}$ $NO_{3}$.

Ответ:

Дано:
$NaNO_{3}$
$Ca(NO_{3}$ $)_ {2}$
$NH_{4}$ $NO_{3}$
Найти:
ω(N) − ?
Решение:
Mr ($NaNO_{3}$) = 23 + 14 + 3 * 16 = 85
ω (N) = 14 : 85 * 100% = 16,47%
Mr ($Ca(NO{3}$ $){2}$) = 40 + 2 * (14 + 3 * 16) = 164
ω (N) = 2 * 14 : 164 * 100% = 17,07%
Mr ($NH_{4}$ $NO_{3}$) = 14 + 4 * 1 + 14 + 3 * 16 = 80
ω (N) = 2 * 14 : 80 * 100% = 35%
Ответ: Расположим названия азотных удобрений в порядке возрастания массовой доли азота в них: 1) натриевая селитра $NaNO_{3}$, 2) кальциевая селитра $Ca(NO_{3}$ $)_ {2}$ , 3) аммиачная селитра $NH_{4}$ $NO_{3}$.

Используйте дополнительную информацию

11. Подготовьте сообщение по теме «Из истории измерения атомных масс химических элементов».

Ответ:

Первая таблица атомных масс некоторых элементов появилась в журнале Дальтона в 1803 году. В качестве отсчета Дальтон взял атомную массу водорода. С течением времени ученый корректировал атомные массы некоторых элементов.
Более точные таблицы были созданы в 1818 и 1826 годах Якобом Берцелиусом. В первой его таблице были приведены атомные массы 41 элемента. Также этот ученый открыл такие элементы, как кремний, цирконий, ванадий, церий и селен.
Атомные массы некоторых элементов требовали уточнений, поэтому в 1914 году американский ученый Теодор Ричардс получил Нобелевскую премию за их уточнение.
Ясность в атомно−молекулярную теорию внес итальянский химик Станислао Канниццаро. Он ввел новую систему понятий, которая была основана на идеях Авогадро.