Какое количество веществ содержится
ГДЗ Химия 8 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2018, §10 КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Что называют количеством вещества? Количество вещества — это порция вещества, содержащая определённое число частиц (атомов, молекул, ионов).
В каких единицах измеряется эта физическая величина? Миллимолях (ммоль=10-3 моль), молях, киломолях (кмоль=103моль).
Упражнение 2. Что представляет собой число Авогадро? Число 6,02•1023 характеризует особую единицу измерения вещества, называемую количеством вещества.
Как взаимосвязаны количество вещества и число Авогадро? Число Авогадро показывает, сколько частиц содержится в 1 моль вещества. Моль — это количество вещества, содержащее 6,02•1023 частиц (атомов, молекул, ионов).
Упражнение 3. Какое количество вещества атомов каждого химического элемента содержит 1 моль веществ, формулы которых: SO2, Н3РO4, Fе2O3, Са(ОН)2?
В 1 моль оксида серы (IV) SO2 содержится 1 моль атомов серы S и 2 моль атомов кислорода О:
γ(S) = 1 • γ(SO2) = 1 • 1 моль = 1 моль;
γ(О) = 2 • γ(SO2) = 2 • 1 моль = 2 моль.
В 1 моль фосфорной кислоты Н3РO4 содержится 3 моль атомов водорода Н, 1 моль атомов фосфора Р и 4 моль атомов кислорода О:
γ(Н) = 1 • γ(Н3РO4) = 3 • 1 моль = 3 моль;
γ(Р) = 1 • γ(Н3РO4) = 1 • 1 моль = 1 моль;
γ(О) = 4 • γ(Н3РO4) = 4 • 1 моль = 4 моль.
В 1 моль оксида железа (III) Fе2O3 содержится 2 моль формульных единиц железа Fе, 3 моль формульных единиц водорода Н:
γ(Fе) = 2 • γ(Fе2O3) = 2 • 1 моль = 2 моль;
γ(О) = 3 • γ(Fе2O3) = 3 • 1 моль = 3 моль.
В 1 моль гидроксида кальция Са(ОН)2 содержится 1 моль формульных единиц кальция Са, 2 моль формульных единиц кислорода О и 2 моль формульных единиц водорода Н:
γ(Са) = 1 • γ(Са(ОН)2) = 1• 1 моль = 1 моль;
γ(Са) = 2 • γ(Са(ОН)2) = 2• 1 моль = 2 моль;
γ(О) = 3 • γ(Са(ОН)2) = 3• 1 моль = 3 моль.
ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Не выполняя расчётов, расположите следующие формулы веществ в порядке возрастания их молярных масс: NaCI, AgCI, HCl, KCl.
M=Mr г/моль, а поскольку Ar(H)<Ar(Na)<Ar(K)<Ar(Ag), поэтому Mr(HCl)<Mr(NaCl)<Mr(KCl)<Mr(AgCl) и соответственно M(HCl)<M(NaCl)<M(KCl)<M(AgCl)
Упражнение 2. Какое количество вещества составляет:
а) 5,6 г гидроксида калия КОН;
Дано: m(КОН)=5,6 г. Найти: γ(КОН)-?
Решение:
Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(КОН)=Ar(К)+Ar(О)+Ar(Н)=39+16+1=56, поэтому M(КОН)= 56 г/моль.
γ(КОН)= m(КОН)/M(КОН)=5,6 г : 56 г/моль = 0,1 моль.
Ответ: 0,1 моль.
б) 9,6 т серы S;
Дано: m(S)=9,6 т=9600 кг . Найти: γ(S)-?
Решение:
Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(S)=Ar(S)=32, поэтому M(S)= 32 кг/кмоль.
γ(S)= m(S)/M(S)=9600 кг : 32 кг/кмоль = 300 кмоль.
Ответ: 300 кмоль.
в) 5,85 мг хлорида натрия NaCI?
Дано: m(NaCI)=5,86 мг. Найти: γ(NaCI)-?
Решение:
Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(NaCI)=Ar(Na)+Ar(CI)=23+35,5=58,5, поэтому M(NaCI)= 58,5 мг/ммоль.
γ(NaCI)= m(NaCI)/M(NaCI)=5,86 мг : 58,5 мг/ммоль = 0,1 ммоль.
Ответ: 0,1 ммоль.
Упражнение 3. Какое количество вещества составляют:
а) 1,806•1023 молекул озона О3;
Дано: N(О3)= 1,806•1023 молекул. Найти: γ(О3)-?
Решение:
Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=N/NА, где NА=6,02•1023моль-1 – сталая Авогадро.
γ(О3)= N(О3)/NА=1,806•1023 : 6,02•1023моль-1 = 0,3 моль.
Ответ: 0,3 моль.
б) 1,204•1024 молекул углекислого газа СО2;
Дано: N(СО2)= 1,204•1024 молекул. Найти: γ(СО2)-?
Решение:
Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=N/NА, где NА=6,02•1023моль-1 – сталая Авогадро.
γ(СО2)= N(СО2)/NА=1,204•1024 : 6,02•1023моль-1 = 2 моль.
Ответ: 2 моль.
в) 12,8 г сернистого газа SО2;
Дано: m(SО2)=12,8 г. Найти: γ(SО2)-?
Решение:
Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(SО2)=Ar(S)+2•Ar(О)=32+2•16=64, поэтому M(SО2)=64 г/моль.
γ(SО2)= m(SО2)/M(SО2)=12,8 г : 64 г/моль = 0,2 моль.
Ответ: 0,2 моль.
г) порция метана СН4, содержащая 6,02•1022 атомов углерода;
Дано: N(С)=6,02•1022 атомов. Найти: γ(СН4)-?
Решение:
γ(С)= N(С)/NА=6,02•1022 : 6,02•1023моль-1 = 0,1 моль.
γ(СН4)=γ(С)=0,1 моль.
Ответ: 0,1 моль.
д) порция воды Н2О, содержащая 3,6•1024 атомов водорода?
Дано: N(Н)=3,6•1024 атомов. Найти: γ(Н2О)-?
Решение:
γ(Н)= N(Н)/NА=3,6•1024 : 6•1023моль-1 = 6 моль.
В 1 моль воды Н2О содержится 2 моль атомов водорода Н, тогда 1 моль атомов водорода будут содержаться в 1/2 моль воды, а 6 моль атомов водорода будут содержаться в таком количестве воды:
γ(Н2О)= 1/2•γ(Н)=1/2 •6 моль=3 моль.
Ответ: 3 моль.
Упражнение 4. Масса 0,2 моль одного из соединений азота с кислородом равна 6 г. Определите молярную массу и формулу вещества.
Дано: m(соединения)= 6 г, γ(соединения)=0,6 моль. Найти: формулу соединения-?
Решение:
M(соединения)=m(соединения)/γ(соединения)=6 г : 0,2 моль = 30 г/моль, поэтому Mr(соединения)=30.
Mr(О)= Аr(О)=16, Mr(N)=Mr(соединение NО)-Mr(О)=30-16=14
Ответ: формула соединения NО.
ВЫРАЗИТЕ МНЕНИЕ
Упражнение 1. Предложите формулу для расчёта массы вещества, если известно число его молекул.
Имеем две формулы: γ=m/M и γ=N/NA, приравняем их левые и правые части, получим m/M=N/NA, отсюда:
m= N•М/NA, где NА=6,02•1023моль-1 – сталая Авогадро.
Что такое моль?
Характеристики физических тел, химических веществ описываются при помощи определенных параметров, которые имеют единицы измерения. Так, например, масса любого вещества в системе СИ измеряется в килограммах, а объем в литрах.
При составлении химических уравнений мы рассматриваем качественный состав химической реакции, то есть определяем, какие вещества вступают в химическую реакцию, и какие образуются. Например, реакция магния с серой описывается следующим химическим уравнением:
Mg + S = MgS.
Из уравнения реакции следует, что при взаимодействии одного атома магния с одним атомом серы образуется одна формульная единица сульфида магния MgS. Естественно, невозможно взвесить один или два атома. Это и не нужно, так как для определения количества частиц, вступающих и образующихся в результате химических реакций, используется физическая величина – количество вещества.
Количество вещества– физическая величина, которая определяет количество структурных частиц (атомов, молекул, ионов) в определенной порции вещества. В системе СИ количество вещества допускается обозначать двумя символами: «n» (эн) и «????» (ню). В химии более распространен второй символ, это греческая буква ню.
Любая физическая величина имеет единицу измерения. Единицей измерения количества вещества является моль. Сколько же частиц составляет 1 моль?
Моль – это количество вещества, содержащее столько же частиц (атомов, молекул, ионов), сколько содержится атомов углерода в 12 г углерода.
Термин «моль» происходит от латинского слова moles – количество, масса, счётное множество. Слово «моль» не склоняется, если перед ним есть число, но склоняется, если числа нет. Например: взято 2 моль водорода, определение моля.
Путем измерений было установлено, что в 12 г углерода, содержится 6,02·1023 атомов углерода. Следовательно, 1 моль любого вещества содержит одинаковое количество структурных частиц, а именно 6,02·1023. Вода количеством вещества 1 моль содержит 6,02·1023 молекул воды. Железо количеством вещества 1 моль содержит 6,02∙1023 атомов железа и так далее.
Количество структурных частиц, содержащихся в 1 моль любого вещества, – величина постоянная, и названа в честь итальянского ученого Амадео Авогадро – постоянной (числом) Авогадро. Постоянную Авогадро обозначают символом NA.
NA= 6,02·1023 атомов
Какова единица измерения постоянной Авогадро? Данная величина показывает количество частиц N, содержащихся в 1 моль ????. Можем записать:
n = N / NA
где N – число структурных звеньев, а NA — постоянная Авогадро
n = m / M
где m – масса вещества (г), а М – его молярная масса (г/моль).
n= V /Vm
где V – объем газа (л), а Vm – молярный объем (л/моль). Vm = 22,4(л/моль).
Примеры решения задач
Рассмотрим примеры задач, в которых используются понятия моль, количество частиц, постоянная Авогадро.
Задача 1. Определите количество атомов, содержащихся в 2 моль фосфора.
Решение:
Для нахождения количества частиц, в данном случае атомов фосфора, мы должны применить формулу:
N = n ·NA
N(P) = 2 моль·6,02∙1023 атомов = 12,04·1023 атомов
Ответ: 12,04·1023 атомов фосфора
Задача 2. Вычислите массу (г) железа, взятого количеством вещества 0, 5 моль?
Дано: ν(Fe)=0,5 моль
Найти: m(Fe) — ?
Решение:
m = M · ν
M(Fe) = Ar(Fe) = 56 г/моль (Из периодической системы)
m (Fe) = 56 г/моль · 0,5 моль = 28 г
Ответ: m (Fe) =28 г
Задача 3. Вычислите массу (г) 12,04· 1023 молекул оксида кальция CaО?
Дано: N(CaO)= 12,04 ·1023 молекул
Найти: m(СaO) — ?
Решение:
m = M · ν, ν= N/Na,
следовательно, формула для расчёта
m = M · (N/Na)
M(CaO) = Ar(Ca) + Ar(O) = 40 + 16 = 56 г/моль
m= 56 г/моль · (12,04 1023/6.02 ·1023 1/моль) = 112 г
Ответ: m= 112 г
Задача 4. Какое количество вещества содержится в 33 г оксида углерода (IV)?
5. Какое число молекул содержится в 2,5 моль кислорода?
Ответ: N(O2) = 1,505 • 1024.
Упражнения и задачи
1. Рассчитайте количество вещества углекислого газа (СO2), если число его молекул равно 1) 1,204·1024; 2) 3,01·1023;
2. Вычислите число молекул в указанных ниже веществах, если их количество вещества равно: 1) 5 моль кислорода O2; 2) 0,25 моль бромоводорода HBr;
3. Какое количество вещества содержится в 54 г воды ?
4. Вычислите массу (г) 18,06· 1023 молекул оксида кальция К2О.