Главные формулы химии
📖 Формулы, которые нужно знать
| Величина | Формула | Единицы |
|---|---|---|
| Количество вещества | n = m / M | моль |
| Масса | m = n × M | г |
| Молярная масса | M = Ar (из таблицы) | г/моль |
| Объём газа (н.у.) | V = n × 22,4 | л |
| Количество вещества (из объёма) | n = V / 22,4 | моль |
💡 Что такое моль?
Моль — это 6,02 × 10²³ частиц (атомов, молекул). Это число называется число Авогадро.
22,4 л — объём, который занимает 1 моль любого газа при нормальных условиях (0°C, 1 атм).
Как найти молярную массу
Запиши формулу вещества
Например: H₂SO₄
Найди атомные массы в таблице Менделеева
H = 1, S = 32, O = 16
Умножь на индексы и сложи
M(H₂SO₄) = 2×1 + 1×32 + 4×16 = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль
🔍 Примеры молярных масс
- M(H₂O) = 2×1 + 16 = 18 г/моль
- M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль
- M(CO₂) = 12 + 2×16 = 44 г/моль
- M(CaCO₃) = 40 + 12 + 3×16 = 100 г/моль
Тип 1: Найти массу/объём по уравнению реакции
Запиши уравнение реакции и уравняй его
Убедись, что число атомов слева = справа
Запиши «дано» и «найти»
Выпиши все известные величины
Найди количество вещества (n) известного вещества
n = m/M или n = V/22,4
По уравнению найди n искомого вещества
Используй коэффициенты из уравнения
Найди массу или объём
m = n × M или V = n × 22,4
🔍 Задача 1
Условие: Какая масса воды образуется при сгорании 4 г водорода?
Решение:
1) Уравнение: 2H₂ + O₂ → 2H₂O
2) Дано: m(H₂) = 4 г. Найти: m(H₂O) = ?
3) Найдём n(H₂):
M(H₂) = 2 г/моль
n(H₂) = m/M = 4/2 = 2 моль
4) По уравнению: 2 моль H₂ → 2 моль H₂O
Значит n(H₂O) = 2 моль
5) Найдём m(H₂O):
M(H₂O) = 18 г/моль
m = n × M = 2 × 18 = 36 г
Ответ: 36 г воды
🔍 Задача 2
Условие: Какой объём кислорода (н.у.) нужен для сжигания 12 г углерода?
Решение:
1) Уравнение: C + O₂ → CO₂
2) Дано: m(C) = 12 г. Найти: V(O₂) = ?
3) n(C) = m/M = 12/12 = 1 моль
4) По уравнению: 1 моль C требует 1 моль O₂
n(O₂) = 1 моль
5) V(O₂) = n × 22,4 = 1 × 22,4 = 22,4 л
Ответ: 22,4 л кислорода
Тип 2: Массовая доля элемента в веществе
где n — число атомов элемента, Ar — атомная масса, M — молярная масса вещества
🔍 Задача 3
Условие: Найди массовую долю кислорода в серной кислоте H₂SO₄.
Решение:
1) M(H₂SO₄) = 2×1 + 32 + 4×16 = 98 г/моль
2) В формуле 4 атома кислорода
3) ω(O) = (4 × 16) / 98 × 100% = 64/98 × 100% ≈ 65,3%
Ответ: 65,3%
Тип 3: Массовая доля вещества в растворе
m(раствора) = m(вещества) + m(растворителя)
🔍 Задача 4
Условие: В 200 г воды растворили 50 г соли. Найди массовую долю соли в растворе.
Решение:
1) m(раствора) = 200 + 50 = 250 г
2) ω = 50/250 × 100% = 20%
Ответ: 20%
🔍 Задача 5 (обратная)
Условие: Какую массу соли нужно растворить в 400 г воды, чтобы получить 10% раствор?
Решение:
Пусть m(соли) = x г
m(раствора) = 400 + x г
ω = x / (400 + x) = 0,1
x = 0,1 × (400 + x)
x = 40 + 0,1x
0,9x = 40
x = 40/0,9 ≈ 44,4 г
Ответ: ≈ 44,4 г соли
Тип 4: Выход продукта реакции
Практическая масса всегда меньше теоретической
🔍 Задача 6
Условие: При взаимодействии 6,5 г цинка с соляной кислотой выделилось 2 л водорода (н.у.). Найди выход продукта.
Решение:
1) Уравнение: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑
2) Найдём теоретический объём H₂:
n(Zn) = 6,5/65 = 0,1 моль
По уравнению: n(H₂) = n(Zn) = 0,1 моль
V(теорет.) = 0,1 × 22,4 = 2,24 л
3) Выход: η = 2/2,24 × 100% = 89,3%
Ответ: 89,3%
Тип 5: Определение формулы вещества
Найди массы каждого элемента
Если даны массовые доли: m = ω × m(вещества)
Найди количества вещества (моли) каждого элемента
n = m / Ar
Найди отношение молей
Раздели все количества на наименьшее
Запиши простейшую формулу
Полученные числа — индексы в формуле
🔍 Задача 7
Условие: Вещество содержит 40% углерода, 6,7% водорода и 53,3% кислорода. Найди его формулу.
Решение:
Возьмём 100 г вещества, тогда:
m(C) = 40 г, m(H) = 6,7 г, m(O) = 53,3 г
Найдём количества:
n(C) = 40/12 = 3,33 моль
n(H) = 6,7/1 = 6,7 моль
n(O) = 53,3/16 = 3,33 моль
Отношение: C : H : O = 3,33 : 6,7 : 3,33
Делим на 3,33: = 1 : 2 : 1
Ответ: CH₂O (формальдегид или производные)
Шпаргалка по решению задач
📝 Алгоритм для любой задачи
- Прочитай условие, выпиши «Дано» и «Найти»
- Напиши уравнение реакции (если есть) и уравняй
- Найди молярные массы нужных веществ
- Переведи данные в моли: n = m/M или n = V/22,4
- Используй коэффициенты уравнения для пересчёта
- Найди ответ: m = n×M или V = n×22,4
- Проверь размерность и здравый смысл ответа
Типичные ошибки
❌ Не делай так!
- Путать M и m — M (молярная масса) в г/моль, m (масса) в граммах
- Забывать коэффициенты — в уравнении 2H₂ + O₂ → 2H₂O соотношение 2:1:2!
- Использовать 22,4 для не-газов — молярный объём только для газов
- Не уравнивать реакцию — неуравненное уравнение даст неверный ответ
- Путать массовую долю с массой — ω в %, масса в граммах
Практика: реши сам
✅ Задачи для самостоятельного решения
Задача 1: Найди молярную массу Ca(NO₃)₂
Задача 2: Какая масса кислорода нужна для сжигания 8 г серы?
(Реакция: S + O₂ → SO₂)
Задача 3: Найди массовую долю азота в аммиаке NH₃
Задача 4: Сколько граммов NaOH в 500 г 5% раствора?
Показать ответы
- M(Ca(NO₃)₂) = 40 + 2×(14 + 3×16) = 40 + 2×62 = 164 г/моль
- n(S) = 8/32 = 0,25 моль → n(O₂) = 0,25 моль → m(O₂) = 0,25 × 32 = 8 г
- M(NH₃) = 17, ω(N) = 14/17 × 100% = 82,4%
- m(NaOH) = 500 × 0,05 = 25 г