Определите в какой порции вещества содержится больше молекул в 8 моль
Моль, молярная масса
В химических
процессах участвуют мельчайшие частицы – молекулы, атомы, ионы, электроны.
Число таких частиц даже в малой порции вещества очень велико. Поэтому, чтобы
избежать математических операций с большими числами, для характеристики
количества вещества, участвующего в химической реакции, используется
специальная единица – моль.
Моль — это такое количество
вещества, в котором содержится определенное число частиц (молекул, атомов,
ионов), равное постоянной Авогадро
Постоянная
Авогадро NA определяется как число атомов, содержащееся в 12 г
изотопа 12С:
Таким
образом, 1 моль любого вещества содержит 6,02 • 1023 частиц этого вещества.
1 моль кислорода содержит 6,02 • 1023 молекул O2.
1 моль серной кислоты содержит 6,02 • 1023 молекул H2SO4.
1 моль железа содержит 6,02 • 1023 атомов Fe.
1 моль серы содержит 6,02 • 1023 атомов S.
2 моль серы содержит 12,04 • 1023 атомов S.
0,5 моль серы содержит 3,01 • 1023 атомов S.
Исходя из
этого, любое количество вещества можно выразить определенным числом молей ν (ню).
Например, в образце вещества содержится 12,04 • 1023 молекул. Следовательно, количество
вещества в этом образце составляет:
В общем
виде:
где N – число частиц данного
вещества;
Nа – число частиц, которое содержит 1 моль вещества
(постоянная Авогадро).
Молярная
масса вещества (M) – масса,
которую имеет 1 моль данного вещества.
Эта величина, равная отношению массы m вещества к количеству вещества ν,
имеет размерность кг/моль или г/моль. Молярная масса, выраженная
в г/моль, численно равна относительной относительной молекулярной массе Mr
(для веществ атомного строения – относительной атомной массе Ar).
Например, молярная масса метана CH4 определяется следующим образом:
Мr(CH4) = Ar(C) + 4 Ar(H) = 12+4 =16
M(CH4)=16
г/моль, т.е. 16 г CH4 содержат 6,02 • 1023 молекул.
Молярную
массу вещества можно вычислить, если известны его масса m и количество
(число молей) ν, по формуле:
Соответственно,
зная массу и молярную массу вещества, можно рассчитать число его молей:
или найти
массу вещества по числу молей и молярной массе:
m = ν • M
Необходимо
отметить, что значение молярной массы вещества определяется его качественным и
количественным составом, т.е. зависит от Mr и Ar. Поэтому
разные вещества при одинаковом количестве молей имеют различные массы m.
Пример
Вычислить массы метана CH4 и этана С2H6,
взятых в количестве ν = 2 моль каждого.
Решение
Молярная масса метана M(CH4) равна 16 г/моль;
молярная масса этана M(С2Н6) = 2 • 12+6=30 г/моль.
Отсюда:
m(CH4) = 2 моль • 16 г/моль = 32 г;
m(С2Н6) = 2 моль • 30 г/моль = 60 г.
Таким
образом, моль – это порция вещества, содержащая одно и то же число частиц, но
имеющая разную массу для разных веществ, т.к. частицы вещества (атомы и
молекулы) не одинаковы по массе.
n(CH4)
= n(С2Н6),
но m(CH4) < m(С2Н6)
Вычисление ν
используется практически в каждой расчетной задаче.
Взаимосвязь:
Образцы решения задач
Задача №1. Вычислите массу (г) железа, 0, 5 моль? Дано: ν(Fe)=0,5 моль Найти: Решение: m = M · ν M(Fe) = Ar(Fe) = 56 г/моль m (Fe) = 56 г/моль Ответ: |
Задача №2. Вычислите массу (г) 12,04 · 1023молекул оксида кальция CaО? Дано: Найти: 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 Ответ: |
ТРЕНАЖЁРЫ
Тренажёр
№1 — Взаимосвязь количества вещества, числа частиц и постоянной Авогадро
Тренажёр
№2 — Взаимосвязь массы, количества вещества и молярной массы
Тренажёр
№3 — Вычисление количества вещества по известной массе вещества
Тренажёр
№4 — Вычисление массы вещества по известному количеству вещества
Тренажёр
№5 — Вычисление массы вещества по известному числу частиц вещества
Тренажёр
№6 — Вычисление молярной массы вещества
Тренажёр
№7 — Вычисление числа частиц вещества по известной массе вещества
Тренажёр
№8 — Вычисления числа частиц вещества по известному количеству вещества
Интерактивны тесты
«Упражнения
для контроля и самопроверки по вычислению количества вещества»
«Упражнения
для контроля и самопроверки по вычислению молярной массы вещества «
Задания для закрепления
Задача 1. Вычислите массу воды (г), взятой количеством вещества 5 моль?
Задача 2. Вычислите массу 24,08 *1023 молекул серной кислоты H2SO4?
Задача
3. Определите число атомов в 56 г железа Fe?
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.