Атомная, молекулярная и молярная масса

31. Абсолютные массы атомов и молекул не используются в расчетах, т.к. имеют очень маленькие величины, с которыми работать не удобно. В качестве единицы массы используется атомная единица массы (а.е.м.), которая равна 1/12 массы изотопа углерода ¹²С. Ar(Na) = 23 а.е.м., Mr(NaOH) = 40 а.е.м., Mr(H₂SO₄) = 98 а.е.м.

32. Абсолютная масса атома (молекулы) равна отношению массы атома (молекулы) к 1/12 массы изотопа углерода ¹²С. Масса одной молекулы кислорода = 32/6.02*10²³ = 5.31*10^-23 г. масса одного миллиарда молекул кислорода = 5.31*10^-23 * 10⁹ = 5.31*10^-14 г.

33. Количество вещества измеряется в химии в моль (не склоняется). Моль составляют 6.02*10²³ частиц. Это число называется «числом Авогадро».

34. Относительной молекулярной массой Mr вещества называют отношение массы молекулы вещества к 1/12 массы изотопа углерода ¹²С. Моль - это такое количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов и т.п.), сколько их содержится в 1/12 массы изотопа углерода ¹²С. Молярная масса - масса одного моль вещества. М(СаО) = 56 г/моль, М(СаСО₃) = 100 г/моль, М(Са(ОН)₂) = 74 г/моль.

35. Моль - единица измерения количества вещества в химии. Моль - это такое количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов и т.п.), сколько их содержится в 1/12 массы изотопа углерода ¹²С. Постоянная Авогадро Na = 6.02*10²³. Молярная масса - масса одного моль вещества. М(СО₂) = 44 г/моль, М(HNО₃) = 63 г/моль, М(Н₂SO₄) = 98 г/моль, М(NH₃) = 17 г/моль.

36. Простое вещество - группа атомов одного элемента, сложное вещество - группа атомов разных элементов. Сложные вещества - вода (Н₂О - 18 г/моль), метан (СН₄ - 16 г/моль), аммиак (NH₃ - 17 г/моль), серная кислота(H₂SO₄ - 98 г/моль). Простые вещества - хлор (Cl₂ - 71 г/моль), кальций (Ca - 40 г/моль).

37. Относительная молярная масса молекулы равна сумме относительных молярных масс атомов, входящих в ее состав, умноженных на стехиометрические коэффициенты: что объясняет первый расчет. Молярная масса молекулы равна сумме молярных масс атомов, входящих в ее состав, умноженных на стехиометрические коэффициенты: что объясняет второй расчет.

38. Моль - единица измерения количества вещества в химии. Моль - это такое количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов и т.п.), сколько их содержится в 1/12 массы изотопа углерода ¹²С - Na = 6.02*10²³ (число Авогадро). Молярная масса - масса одного моль вещества. Из этих определений видно, что, несмотря на различную массу, один моль любого вещества содержит одинаковое число частиц. Один моль хлора Cl₂ весит 75 г, один моль хлороводорода HCl весит 36,5 г, один моль хлороводородной кислоты HClO весит 52,5 г, но все эти количества содержат 6.02*10²³ частиц.

39. Для азота а) масса одной молекулы m(N₂) = M(N₂)/Na = 28/6.02*10²³ = 4.65*10^-23г. б) Молекулярная масса азота = 28 а.е.м. в) Молярная масса азота = 28 г. г) В одном грамме азота содержится = 1/4.65*10^-23 = 2.15*10²² молекул. В 14 граммах азота содержится = 14/4.65*10^-23 = 3.01*10²³ молекул. В 28 граммах азота содержится = 28/4.65*10²³ = 6.02*10²³ молекул.

40. Масса одной молекулы воды = М(Н₂О)/Na = 18/6.02*10²³ = 2.99*10^-23г. В 0.1 грамме воды содержится 0.1/2.99*10^-23 = 3.34*10²¹ молекул. Если отсчитывать по одной молекуле в секунду, то потребуется 3.34*10²¹/(60*60*24*365) = 1.06*10¹⁴ лет.

41. В одном килограмме иода содержится m(I₂)/M(I₂)*Na = 1000*6.02*10²³/254 = 2,37*10²⁴ молекул. Если отсчитывать по одной молекуле в секунду, то потребуется 2,37*10²⁴ /(60*60*24*365) = 7.52*10¹⁶ лет.

42. Постоянная Авогадро (Na = 6.02*10²³) равно количеству изотопов углерода ¹²С, содержащихся в 12 г. этого вещества. Это же количество частиц содержит любое вещество в количество 1 моль. А. Авогадро является одним из основоположников атомно-молекулярного учения - ему принадлежит открытие известного газового закона: В равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул.

43. Число Авогадро Na = 6.0224*10²³. Число Авогадро было определено при помощи спектроскопических методов. Число Авогадро равно количеству изотопов углерода ¹²С, содержащихся в 12 г. этого вещества.

44. а) 1 г. H₂ n(H₂) = m/M = 1/2 = 0.5 моль.

б) 4 кг. NaOH n(NaOH) = m/M = 4000/40 = 100 моль

в) 135 г. Al n(Al) = m/M = 135/27 = 5 моль

45. а) 0.8 кг. CuO n(CuO) = m/M = 800/80 = 10 моль.

б) 220 кг. Na₂CO₃ n(Na₂CO₃) = m/M = 220000/106 = 2075,5 моль

в) 56 г. KOH n(KOH) = m/M = 56/56 = 1 моль

46. а) 9.8 г. H₂SO₄ n(H₂SO₄) = m/M = 9.8/98 = 0.1 моль.

б) 98 г. H₃PO₄ n(H₃PO₄) = m/M = 98/98 = 1 моль

в) 160 г. O₂ n(O₂) = m/M = 160/32 = 5 моль

47. а) 1000 моль H₂ m(H₂) = n*M = 1000*2 = 2000 г.

б) 10 моль NaCl m(NaCl) = n*M = 10*58,5 = 585 г

в) 200 моль NH₃ m(NH₃) = n*M = 200*17 = 3400 г.

48. а) 5 моль Ar m(Ar) = n*M = 5*40 = 200 г.

б) 1 моль Fe m(Fe) = n*M = 1*56 = 56 г

в) 0.1 моль Au m(Au) = n*M = 0.1*197 = 19.7 г.

49. а) 50 моль Mg m(Mg) = n*M = 50*24 = 1200 г.

б) 10 моль Br₂ m(Br₂) = n*M = 10*160 = 1600 г

в) 0.1 моль KMnO₄ m(KMnO₄) = n*M = 0.1*158 = 15.8 г.

50. Поскольку молярная масса гидроксида натрия меньше, чем у гидроксида калия, то в 1 кг. NaOH содержится больше молекул, чем в 1 кг. KOH. Число частиц N = n*Na = (m*Na)/M

В раза больше частиц в NaOH, чем в KOH.

51. Поскольку молярная масса HNO₃ меньше, чем у H₂SO₄, то в 1 кг. HNO₃ содержится больше молекул, чем в 1 кг. H₂SO₄. Число частиц N = n*Na = (m*Na)/M

В раза больше частиц в HNO₃, чем в H₂SO₄

52. Пусть m(H₂) = m(N₂) = m(CO₂)=1.

Т.к. количество вещества n = m/M, то n(H₂): n(N₂): n(CO₂) = 1/2: 1/28: 1/44 = 1: 1/14: 1/22.

Т.к. число молекул N = n*Na, то N(H₂): N(N₂): N(CO₂) = 1*6.02*10²³: 1/14*6.02*10²³: 1/22*6.02*10²³ = 1: 1/14: 1/22.

53. a) n(NaNO₃) = 5 моль. n(N) = n(NaNO₃) = 5 моль. m(N) = n*M = 5*14 = 70г.

б) n(NH₄NO₃) = 5 моль. n(N) = 2n(NH₄NO₃) = 10 моль. m(N) = n*M = 10*14 = 140г.

54. V(H₂O) = 3 литра. Следовательно, m(H₂О) = 3 кг. n(H₂O) = m/M = 3000/18 = 166.67 моль. Поскольку 1 моль любого вещества содержит одинаковое количество частиц, то 166.67 моль воды и 166.67 моль сероуглерода содержат равное количество частиц: n(CS₂) = 166.67 моль. m(CS₂) = n*M = 166.67*76 = 12666.7 г.

55. V(H₂O) = 2 литра. Следовательно, m(H₂О) = 2 кг. n(H₂O) = m/M = 2000/18 = 111.11 моль. Поскольку 1 моль любого вещества содержит 6.02*10²³ частиц, то человек ежедневно потребляет 111.11*6.02*10²³ = 6.69*10²⁵ частиц.

56. m(S_x) = 4.25*10^-22 г. Сера состоит из х = (4.25*10^-22 * 6.02*10²³)/Ar(S) = 255/32 = 8 атомов, где 6.02*10²³ - число Авогадро, Ar(S) - относительная атомная масса серы.

57. m(Р_x) = 2.056*10^-22 г. Фосфор состоит из х = (2.056*10^-22 * 6.02*10²³)/Ar(Р) = 124/31 = 4 атомов, где 6.02*10²³ - число Авогадро, Ar(Р) - относительная атомная масса фосфора.

58. m(О_x) = 8*10^-23 г. Озон состоит из х = (8*10^-23 * 6.02*10²³)/Ar(О) = 48/16 = 3 атомов, где 6.02*10²³ - число Авогадро, Ar(О) - относительная атомная масса кислорода.

59. m(Na₂CO₃*x(H₂O)) = 14.3 г., m(Na₂CO₃) = 5.3 г.

а) Найдем количество безводного карбоната натрия: n(Na₂CO₃) = m/M = 5.3/106 = 0.05 моль. б) Масса воды равна m(H₂O) = m(Na₂CO₃*x(H₂O)) - m(Na₂CO₃) = 14.3 - 5.3 = 9 г.

в) Количество воды n(H₂O) = m/M = 9 / 18 = 0.5 моль, следовательно, х = 0.5 / 0.05 = 10; Ответ: Na₂CO₃*10(H₂O).

60. m(FeSO₄*x(H₂O)) = 277.91 г., m(FeSO₄) = 151,91 г.

а) Найдем количество безводного сульфата железа: n(FeSO₄) = m/M = 151.91/152 = 1 моль. б) Масса воды равна m(H₂O) = m(FeSO₄*x(H₂O)) - m(FeSO₄) = 277.91 - 151,91 = 126 г.

в) Количество воды n(H₂O) = m/M = 126 / 18 = 7 моль, следовательно, х = 7 / 1 = 7; Ответ: FeSO₄*7(H₂O).