一般化学入門。 1000gの水での自制心に関する質問
原子と分子の相対質量は、D.I。を使用して決定されます。 メンデレーエフの原子量の値。 同時に、教育目的で計算を実行する場合、元素の原子量の値は通常整数に丸められます（塩素を除いて、その原子量は35.5と想定されています）。
例1.カルシウムの相対原子質量Andr（Ca）= 40; 白金の相対原子質量Аr（Pt）= 195。
分子の相対質量は、特定の分子を構成する原子の相対原子質量の合計として、それらの物質の量を考慮して計算されます。
例2.相対 モル質量硫酸：
M r（H 2 SO 4）= 2A r（H）+ A r（S）+ 4A r（O）= 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.
原子と分子の絶対質量の値は、物質の1モルの質量をアボガドロ数で割ることによって求められます。
例3.1つのカルシウム原子の質量を決定します。
解決。カルシウムの原子量はAr（Ca）= 40 g / molです。 1つのカルシウム原子の質量は次のようになります。
m（Ca）=Аr（Ca）：N A = 40：6.02 · 10 23 = 6,64· 10〜23g。
例4.1つの硫酸分子の質量を決定します。
解決。硫酸のモル質量はMr（H 2 SO 4）= 98です。1分子の質量m（H 2 SO 4）は次のとおりです。
m（H 2 SO 4）= M r（H 2 SO 4）：N A = 98：6.02 · 10 23 = 16,28· 10〜23g。
2.10.2。 物質量の計算と、質量と体積の既知の値からの原子および分子粒子の数の計算
物質の量は、グラムで表されるその質量をその原子（モル）質量で割ることによって決定されます。 通常の状態で気体状態にある物質の量は、その体積を1 molのガス（22.4リットル）の体積で割ることによって求められます。
例5.57.5 gの金属ナトリウム中のナトリウムn（Na）の量を決定します。
解決。ナトリウムの相対原子質量はAr（Na）= 23です。 金属ナトリウムの質量をその原子量で割ることにより、物質量を求めます。
n（Na）= 57.5：23 = 2.5 mol
例6。 通常の状態での体積の場合、窒素物質の量を決定します。 5.6リットルです。
解決。窒素物質の量n（N 2）その体積を1 molのガス（22.4 l）の体積で割ると次のようになります。
n（N 2）= 5.6：22.4 = 0.25 mol
物質中の原子と分子の数は、原子と分子の物質量にアボガドロ数を掛けることによって決定されます。
例7.1kgの水に含まれる分子の数を決定します。
解決。水物質の量は、その質量（1000 g）をモル質量（18 g / mol）で割って求めます。
n（H 2 O）= 1000：18 = 55.5mol。
1000gの水に含まれる分子の数は次のようになります。
N（H 2 O）= 55.5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .
例8.1リットル（NU）の酸素に含まれる原子の数を決定します。
解決。通常の状態で1リットルの量である酸素物質の量は次のようになります。
n（O 2）= 1：22.4 = 4.46 · 10-2モル。
1リットル（n.u.）の酸素分子の数は次のようになります。
N（O 2）= 4.46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .
26.9に注意する必要があります · 通常の状態では、1リットルのガスに1022個の分子が含まれます。 酸素分子は二原子であるため、1リットルの酸素原子の数は2倍になります。 5.38 · 10 22 .
2.10.3。 ガス混合物の平均モル質量と体積分率の計算
含まれているガス
ガス混合物の平均モル質量は、この混合物を構成するガスのモル質量とそれらの体積分率に基づいて計算されます。
例9.空気中の窒素、酸素、およびアルゴンの含有量（体積パーセント）がそれぞれ78、21、および1であると仮定して、空気の平均モル質量を計算します。
解決。
M空気= 0.78 · M r（N 2）+0.21 · M r（O 2）+0.01 · M r（Ar）= 0.78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96
または約29g / mol。
例10。 ガス混合物通常の状態で測定された12リットルのNH3、5リットルのN 2、および3リットルのH2が含まれています。 この混合物中のガスの体積分率とその平均モル質量を計算します。
解決。混合ガスの総量はV = 12 + 5 + 3 = 20リットルです。 j個のガスの体積分率は等しくなります。
φ（NH 3）= 12：20 = 0.6; φ（N 2）= 5：20 = 0.25; φ（H 2）= 3：20 = 0.15。
平均モル質量は、この混合物を構成するガスの体積分率とそれらの分子量に基づいて計算されます。
M = 0.6 · M（NH 3）+0.25 · M（N 2）+0.15 · M（H 2）= 0.6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.
2.10.4。 化合物中の化学元素の質量分率の計算
化学元素の質量分率ωは、ある物質の特定の質量に含まれる特定の元素Xの原子の質量と、この物質の質量mとの比として定義されます。 質量分率は無次元量です。 これは、1の分数で表されます。
ω（X）= m（X）/ m（0<ω< 1);
またはパーセンテージ
ω（X）、％= 100 m（X）/ m（0％<ω<100%),
ここで、ω（X）は化学元素Xの質量分率です。 m（X）は化学元素Xの質量です。 mは物質の質量です。
例11.酸化マンガン（VII）中のマンガンの質量分率を計算します。
解決。物質のモル質量は次のとおりです。M（Mn）= 55 g / mol、M（O）= 16 g / mol、M（Mn 2 O 7）= 2M（Mn）+ 7M（O）= 222 g / mol 。 したがって、物質量1molでのMn2 O7の質量は次のようになります。
m（Mn 2 O 7）= M（Mn 2 O 7） · n（Mn 2 O 7）= 222 · 1 = 222g。
式Mn2 O 7から、マンガン原子の物質の量は、酸化マンガン（VII）の物質の量の2倍であることがわかります。 意味、
n（Mn）= 2n（Mn 2 O 7）= 2 mol、
m（Mn）= n（Mn） · M（Mn）= 2 · 55 = 110g。
したがって、酸化マンガン（VII）中のマンガンの質量分率は次のようになります。
ω（X）= m（Mn）：m（Mn 2 O 7）= 110：222 = 0.495または49.5％。
2.10.5。 元素組成による化合物の式の確立
物質の最も単純な化学式は、この物質を構成する元素の質量分率の既知の値に基づいて決定されます。
質量がmogの物質Nax P y O zのサンプルがあるとします。元素の原子の物質の量、それらの質量、または既知の質量の質量分率が物質は知られています。 物質の化学式は、次の比率によって決定されます。
x：y：z = N（Na）：N（P）：N（O）。
各メンバーをアボガドロ数で割っても、この比率は変わりません。
x：y：z = N（Na）/ N A：N（P）/ N A：N（O）/ N A =ν（Na）：ν（P）：ν（O）.
したがって、物質の化学式を見つけるには、物質の同じ質量に含まれる原子の物質の量の比率を知る必要があります。
x：y：z = m（Na）/ M r（Na）：m（P）/ M r（P）：m（O）/ M r（O）。
最後の方程式の各項をサンプルmoの質量で割ると、物質の組成を決定できる式が得られます。
x：y：z =ω（Na）/ M r（Na）：ω（P）/ M r（P）：ω（O）/ M r（O）。
例12.物質には85.71の質量が含まれています。 ％炭素および14.29wt。 ％水素。 そのモル質量は28g / molです。 この物質の最も単純で真の化学式を決定します。
解決。分子内の原子数Cx H yの比率は、各元素の質量分率をその原子量で割ることによって決定されます。
x：y = 85.71 / 12：14.29 / 1 = 7.14：14.29 = 1：2。
したがって、物質の最も単純な式はCH2です。 物質の最も単純な式は、必ずしもその真の式と一致するとは限りません。 この場合、式CH2は水素原子の原子価に対応していません。 真の化学式を見つけるには、特定の物質のモル質量を知る必要があります。 この例では、物質のモル質量は28 g / molです。 28を14（式単位CH 2に対応する原子量の合計）で割ると、分子内の原子数の真の比率が得られます。
物質の真の式が得られます：C 2 H4-エチレン。
ガス状物質および蒸気のモル質量の代わりに、問題ステートメントは任意のガスまたは空気の密度を示すことができます。
検討中のケースでは、ガスの空気密度は0.9655です。 この値に基づいて、ガスのモル質量を見つけることができます。
M = M空気 · D空気= 29 · 0,9655 = 28.
この式で、MはガスC x H yのモル質量、M空気は空気の平均モル質量、D空気は空気中のガスC x Hyの密度です。 得られたモル質量は、物質の真の式を決定するために使用されます。
問題の記述は、要素の1つの質量分率を示していない場合があります。 これは、他のすべての元素の質量分率を1つ（100％）から引くことによって求められます。
例13.有機化合物には38.71の質量が含まれています。 ％炭素、51.61wt。 ％酸素および9.68wt。 ％水素。 酸素の蒸気密度が1.9375の場合、この物質の真の式を決定します。
解決。分子内の原子数Cx H y Ozの比率を計算します。
x：y：z = 38.71 / 12：9.68 / 1：51.61 / 16 = 3.226：9.68：3.226 = 1：3：1。
物質のモル質量Mは次のようになります。
M = M（O 2） · D（O 2）= 32 · 1,9375 = 62.
物質の最も単純な式はCH3 Oです。この式単位の原子量の合計は、12 + 3 + 16 = 31になります。 62を31で割ると、分子内の原子数の真の比率が得られます。
x：y：z = 2：6：2。
したがって、物質の真の式はC 2 H 6 O2です。 この式は、二価アルコール-エチレングリコール：CH 2（OH）-CH 2（OH）の組成に対応します。
2.10.6。 物質のモル質量の決定
物質のモル質量は、既知のモル質量値を持つガス中の蒸気の密度に基づいて決定できます。
例14。 酸素用の有機化合物の蒸気密度は1.8125です。 この化合物のモル質量を決定します。
解決。未知の物質のモル質量Mxは、この物質Dの相対密度と物質Mのモル質量の積に等しく、これに従って相対密度の値が決定されます。
M x = D · M = 1.8125 · 32 = 58,0.
モル質量の値が検出された物質は、アセトン、プロピオンアルデヒド、およびアリルアルコールです。
ガスのモル質量は、標準のモル体積を使用して計算できます。
例15.標準で5.6リットルのガスの質量。 は5.046gです。このガスのモル質量を計算します。
解決。通常の状態でのガスのモル体積は22.4リットルです。 したがって、ターゲットガスのモル質量は次のようになります。
M = 5.046 · 22,4/5,6 = 20,18.
求められるガスはネオンNeです。
Clapeyron – Mendeleev方程式は、通常以外の条件下で体積が与えられるガスのモル質量を計算するために使用されます。
例16.温度40℃、圧力200 kPaで、3.0リットルのガスの質量は6.0gです。このガスのモル質量を決定します。
解決。既知の値をクラペイロン-メンデレーエフ方程式に代入すると、次のようになります。
M = mRT / PV = 6.0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.
問題のガスはアセチレンC2 H2です。
実施例１７．５．６ｌ（ＮＵ）の炭化水素の燃焼中に、４４．０ｇの二酸化炭素および２２．５ｇの水が得られた。 炭化水素の相対酸素密度は1.8125です。 炭化水素の真の化学式を決定します。
解決。炭化水素の燃焼の反応式は次のように表すことができます。
C x H y + 0.5（2x + 0.5y）O 2 = x CO 2 + 0.5y H2O。
炭化水素の量は5.6：22.4 = 0.25molです。 反応の結果、1molの二酸化炭素と1.25molの水が生成されます。これには2.5molの水素原子が含まれています。 炭化水素を1molの量で燃焼させると、4molの二酸化炭素と5molの水が得られます。 したがって、1 molの炭化水素には、4molの炭素原子と10molの水素原子が含まれています。 炭化水素の化学式C4 H10。 この炭化水素のモル質量はM = 4です。 · 12 + 10 = 58。 酸素の相対密度D = 58：32 = 1.8125は、問題の説明に記載されている値に対応しており、見つかった化学式の正しさを確認しています。
過負荷427.
エチルアルコールの96％（重量）溶液中のアルコールと水のモル分率を計算します。
解決：
モル分率（N i）-すべての量の合計に対する溶質（または溶媒）の量の比率
溶液中の物質。 アルコールと水で構成されるシステムでは、水のモル分率（N 1）は次のようになります。
そしてアルコールのモル分率 
、ここで、n1はアルコールの量です。 n2は水の量です。
密度が比率から1に等しい場合、1リットルの溶液に含まれるアルコールと水の質量を計算します。
a）アルコールの質量：
b）水の質量：
物質の量は次の式で求められます。ここで、m（B）とM（B）は物質の質量と量です。
次に、物質のモル分率を計算しましょう。
答え: 0,904; 0,096.
タスク428。
666gのKOHを1kgの水に溶解します。 溶液の密度は1.395g / mlです。 見つける：a）KOHの質量分率; b）モル濃度; c）モル濃度; d）アルカリと水のモル分率。
解決：
a） 質量分率-溶液の総質量に対する溶質の質量のパーセンテージは、次の式で決定されます。
どこ
m（溶液）= m（H2O）+ m（KOH）= 1000 + 666 = 1666
b）モル（体積モル）濃度は、1リットルの溶液に含まれる溶質のモル数を示します。
次の式に従って、溶液100mlあたりのKOHの質量を求めます。式：m = p V、ここでpは溶液の密度、Vは溶液の体積です。
m（KOH）= 1.395 . 1000 = 1395g。
次に、溶液のモル濃度を計算しましょう。
1000gの水に何グラムのHNO3が含まれているかを調べ、その割合を構成します。
d）モル分率（N i）-溶液中のすべての物質の量の合計に対する溶解した物質（または溶媒）の量の比率。 アルコールと水で構成されるシステムでは、水のモル分率（N 1）はアルコールのモル分率に等しくなります。ここで、n1はアルカリの量です。 n2は水の量です。
この溶液100gには、KOH 40gとH2O60gが含まれています。
答え：a）40％; b）9.95 mol / l; c）11.88 mol / kg; d）0.176; 0.824。
タスク429。
15％（重量）のH 2 SO4溶液の密度は1.105g / mlです。 計算：a）正規性; b）モル濃度; c）溶液のモル濃度。
解決：
次の式で解の質量を求めましょう。m= p Vここで pは溶液の密度、Vは溶液の体積です。
m（H 2 SO 4）= 1.105 . 1000 = 1105g。
1000mlの溶液に含まれるH2SO 4の質量は、次の比率から求められます。
次の比率から、H 2 SO4に相当するモル質量を決定します。
M E（B）は、酸当量のモル質量、g / molです。 M（B）は酸のモル質量です。 Z（B）-同等の数; Z（酸）は、H 2 SO4→2のH +イオンの数に等しくなります。
a）モル当量濃度（または正規性）は、1リットルの溶液に含まれる溶質の当量数を示します。
b） モル濃度
次に、溶液のモル濃度を計算しましょう。
c）モル濃度（またはモル濃度）は、1000gの溶媒に含まれる溶質のモル数を示します。
1000gの水に何グラムのH2 SO 4が含まれているかを調べ、その割合を構成します。
次に、溶液のモル濃度を計算しましょう。
答え：a）3.38n; b）1.69 mol / l; 1.80 mol / kg
タスク430。
9％（重量）のショ糖溶液C 12 H 22 O11の密度は1.035g / mlです。 計算：a）ショ糖の濃度（g / l）。 b）モル濃度; c）溶液のモル濃度。
解決：
M（C 12 H 22 O 11）= 342 g / mol。 次の式で溶液の質量を求めます。m= p V、ここでpは溶液の密度、Vは溶液の体積です。
m（C 12 H 22 O 11）= 1.035。 1000 = 1035g。
a）溶液に含まれるC 12 H 22 O 11の質量は、次の式で計算されます。
どこ
-溶解した物質の質量分率; m（in-va）-溶質の質量; m（溶液）は溶液の質量です。
物質の濃度（g / l）は、1リットルの溶液に含まれるグラム数（質量単位）を示します。 したがって、ショ糖濃度は93.15 g / lです。
b）モル（体積-モル）濃度（CM）は、1リットルの溶液に含まれる溶質のモル数を示します。
v） モル濃度（またはモル濃度）は、1000gの溶媒に含まれる溶質のモル数を示します。
1000gの水に何グラムのC12 H 22 O 11が含まれているかがわかり、その割合は次のようになります。
次に、溶液のモル濃度を計算しましょう。
答え：a）93.15 g / l; b）0.27 mol / l; c）0.29 mol / kg。
解決策とは何ですか？化合物と機械的混合物のどのような特性を持っていますか？
溶解の熱効果は何に依存しますか？
溶解度とは何ですか？それは何に依存しますか？
溶液の濃度はどれくらいですか？ パーセント、モル、当量のモル濃度、モル濃度、およびモル分率の定義を示します。
ラウールの法則の定義を与えてください。
ラウールの法則の結果は何ですか？
凝固点降下および沸点上昇溶媒定数とは何ですか？
文学。
コロビンN.V. 一般的な化学.-M 。：より高い。 shk。、2002年。Ch。 8、§8.1。
グリンカN.L. 一般的な化学.-M。：Integral-Press、2002、Ch。 7、
1.6。 問題解決の例
例1..。 10gの硝酸カリウム（KNO 3）を240gの水に溶解すると、溶液の温度は3.4度低下しました。 塩の溶解熱を測定します。 溶液の比熱（sビート）は4.18 J / gです。 に。
解決：
1.得られた溶液の質量（m）を見つけます。
m = 10 + 240 = 250（g）。
2.溶液が吸収する熱量を決定します。
Q = m。 裁判所。 T
Q = 250。 4.18。 （-3.4）= --3556.4 J = --3.56kJ。
3.1モルのKNO3の溶解中に吸収される熱量を計算します。 その溶解熱（KNO3のモル質量は101g / mol）：
10gの塩を溶かすと3.56kJを吸収します
塩101gを溶かすとき--------- x、
x = = 35.96 kJ
答え：KNO3の溶解熱は35.96kJ / molです。
解決：
1.17.5％溶液1リットルに含まれる硫酸の重量を求めます。
a）1リットル（1000 ml）の溶液の質量を求めます。
m = . V = 1.12 . 1000 = 1120 g;
b）硫酸の重量を求めます。
100gの溶液には17.5gのH2 SO4が含まれています。
1120 gの溶液中-x、
2.溶液の力価を見つけます。 これには、既知の量の溶液に含まれる酸の重量を、ミリリットルで表した溶液の量で割ったものが必要です。
T = = 0.196 g / ml。
3.溶液のモル濃度を見つけます。 これには、1リットルの溶液に含まれる酸の重量をモル質量（MH 2 SO 4）で割ったもの、98 g / molが必要です。
2 mol / l。
4.溶液の当量のモル濃度を見つけます。 これには、1リットルの溶液（196 g）に含まれる酸の重量を当量（EH 2 SO 4）で割ったものが必要です。
H 2 SO 4の当量は、そのモル質量を水素原子の数で割ったものに等しくなります。
したがって、C eq = = 4 mol eq / lです。
等価物のモル濃度は、次の式を使用して計算することもできます。
.
5.溶液のモル濃度を計算します。 そのためには、1000gの溶媒（水）に含まれる酸のモル数を求める必要があります。
以前の計算（段落3を参照）から、1120 g（1 L）の溶液には196gまたは2モルのH2 SO 4が含まれていることがわかっています。したがって、このような溶液には水が含まれています。
1120-196 = 924g。
私たちは比率を作ります：
924gの水が2モルのH2 SO4を占めます
1000gの水に対して-x。
m = x = = 2.16 mol / 1000gの水で。
答え： T = 0.196 g / ml; = 2 mol / l; C eq = 4 mol eq / l;
m = 2.16 mol / 1000gの水。
例3。 H 2 SO 4（= 1.84 g / cm 3）の96％溶液1リットルをモル濃度0.5に相当する溶液を調製するには、何ミリリットルかかりますか？
解決.
1.モル濃度が0.5（硫酸の当量は49 g）に相当する1リットルの溶液を調製するために必要なH 2 SO4の重量を計算します。
1000mlの0.5N溶液には49が含まれています。 0.5 = 24.5 g H 2 SO4。
2. 24.5gのH2 SO 4を含む元の（96％n番目の）溶液の重量を決定します。
100gの溶液には96gのH2 SO4が含まれています。
xg溶液中-24.5g H 2 SO4。
x = = 25.52 g
3.溶液の重量を密度（）で割って、初期溶液の必要量を求めます。
V = = 13.87ml。
答え：モル濃度が0.5に相当する1リットルの硫酸溶液を調製するには、H 2 SO 4の96％溶液13.87mlが必要です。
例4。 2kg（m）のエチルアルコールと8kg（g）の水から調製した溶液を車のラジエーターに注ぎました。 溶液の凝固点を計算します。 水の凝固点降下Kkは1.86です。
解決.
1.ラウールの法則の結果を使用して、ソリューションの凝固点の低下を見つけます。
ts= KからCm = Kから。
C 2 H 5OHのモル質量は46g / molであるため、
Tz= 1.86 = 10.1oC。
2.ソリューションの凝固点を見つけます。
T z = 0 --10.1 = --10.1oC。
答え：溶液は-10.1℃の温度で凍結します。