Урок №2 - 3. Закон сохранения массы веществ, закон сохранения и превращения энергии при химических реакциях. Закон постоянства состава веществ. Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Решение расчётных задач

Стехиометрические химические законы

(Закон сохранения массы, закон постоянства состава, закон Авогадро)

Основные понятия

1. Закон сохранения массы вещества: масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции. (М.В.Ломоносов, 1748 г)

2H₂ + O₂ = 2H₂O

m(H₂) + m(O₂) = m(H₂O)

(2∙2г/моль) + (1∙32г/моль) = (2∙18г/моль)

2. Закон постоянства состава вещества: всякое чистое вещество, независимо от способа его получения имеет постоянный качественный и количественный состав. (Ж.Пруст, 1801 г)

Следует помнить!

Закон строго применим только к соединениям с молекулярной структурой (Дальтонидам). Соединения с немолекулярной структурой (Бертоллиды) часто имеют переменный состав.
Обратное утверждение, что определённому составу отвечает определённое соединение, неверно. Так, диметиловый эфир и этиловый спирт имеют одинаковый количественный и качественный состав, но это разные вещества.

Повторите вещества молекулярного и немолекулярного состава по материалам урока №6, 8 класс

3. Закон Авогадро: в равных объёмах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. (1811 г)

Cледствия из закона Авогадро:

1 следствие:

Одинаковое число молекул различных газов при одинаковых условиях занимает одинаковый объём.

Так, 6,02 ∙ 10²³ молекул (1 моль) любого газа и любой смеси газов при н.у. занимает объём равный 22,4 л.

2 следствие:

Отношение объёмов реагирующих веществ, измеренных при одинаковых условиях, равно отношению стехиометрических коэффициентов, т.е. равно отношению количеств этих веществ.

V₁:V₂:V₃ = ν₁:ν₂:ν₃

H₂ + Cl₂ = 2HCl

V(H₂):V(Cl₂):V(HCl) = ν(H₂):ν(Cl₂):ν(HCl) = 1 : 1 : 2

3 следствие:

Отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их плотностей:

Отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их молярных масс (поскольку в равных объёмах газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул и, следовательно, одинаковое число молей):

Это отношение называется относительной плотностью одного газа по другому.

D =

D – показывает во сколько раз один газ тяжелее или легче другого и является безразмерной величиной.

Например,

D_{(CO2) по воздуху}=

= 44/29 = 1,5 раза

4. Закон объёмных отношений: При неизменных температуре и давлении объёмы, вступающих в реакцию газов, относятся друг к другу, а также к объёмам образующихся газообразных продуктов, как небольшие целые числа. (Ж.Гей-Люссак, 1805 г)

Задачи для самостоятельного решения:

№1. Какое число молекул содержится в 1 м³ хлора при н.у.?

№2. Определите абсолютную массу атома гелия.

№3. В каких объёмах азота и воды при н.у. содержится 3,01 ∙ 10²⁴ молекул?

№4. Какова молярная масса газа, если 1 л его при н.у. имеет массу 3,17 г?

№5. 33,6 л смеси СО и СО₂ имеют массу 48 г. Рассчитать массовые доли компонентов смеси.

№6. Плотность газовой смеси, состоящей из СО и СО₂, по воздуху составляет 1,214. Определить состав в мольных (объёмных) долях.

№7. Какой объём кислорода (н.у.) потребуется для полного сгорания 10 м³ пропана (н.у.)?