Молярная масса. Молярный объём. Решение задач

Количество вещества и молярная масса

В процессе химических реакций атомы (или молекулы) вещества друг с другом взаимодействуют, образуя новые молекулы. Но определить количество атомов, молекул и других частиц на практике невозможно – они слишком малы и не видны невооруженным глазом. Для определения числа структурных частиц вещества в химии применяют особую величину – количество вещества (n – «эн»).

Единицей количества вещества является моль (от слова «молекула»).

1 моль любого вещества содержит 6,02·10²³ частиц (например, молекул). Это число называют числом Авогадро.

Постоянная Авогадро: N_а = 6,02·10²³ 1/моль.

Используя постоянную Авогадро, можно находить количество вещества, если известно число молекул в нем, и наоборот. Количество вещества равно отношению общего числа его молекул к постоянной Авогадро.

В равных количествах веществ содержится равное число их структурных частиц (например, молекул).

Установлено, что масса одного моля вещества численно равна его относительной молекулярной массе. Такая величина называется молярной массой вещества, М. Молярная масса измеряется в г/моль. Например, молярная масса азота N₂ равна 28 г/моль.

Количество вещества можно вычислить, разделив массу порции вещества на молярную массу этого вещества: n=m/М.

Задача 1

Условие. Какое количество оксида кальция содержится в 112 г этого вещества?

Дано:

m (СаО )=112г

Найти:

n (СаО) – ?

Решение.

Химическая формула оксида кальция – СаО.

n(CaO) = m(CaO)/М(СаО)

M_r(CaO) = 40 + 16 = 56

n(CaO) = 112 г/ (56г/моль) = 2 моль

Ответ: 2 моль СаО.

Задача 2

Условие. Вычислите массу порции воды, в которой содержится столько же молекул, сколько их в 22 г углекислого газа.

Дано:

m(CO₂) = 22 г

n(CO₂) = n(H₂O)

Найти:

m(H₂O) – ?

Алгоритм решения

Зная массу углекислого газа, рассчитывают его количество. Затем находят количество воды (оно будет равно количеству углекислого газа). А потом, зная количество воды, вычисляют ее массу:

m(CO₂) → n(CO₂) → n(H₂O) → m(H₂O)

Решение

1. n(CO₂) = m(CO₂)/М(СО₂)

M_r(CO₂) = 12 + 16·2 = 44

n(CO₂) = 22 г/ 44 г/моль = 0,5 моль

2. n(H₂O) = n(CO₂) = 0,5 моль

3. m(H₂O) = n(H₂O)·M(H₂O)

M_r(H₂O) = 1·2+16 = 18

m(H₂O) = 0,5 моль·18 г/моль = 9 г

Ответ: 9 г Н₂О.

Молярный объем

В 1811 году итальянский ученый Амедео Авогадро (рис. 1) сформулировал основной газовый закон, который назвали его именем. Закон Авогадро звучит так:

В равных объемах газов при одинаковых условиях содержится равное число молекул.

Следовательно, при одинаковых условиях равные количества различных газов занимают равные объемы.

При нормальных условиях (при температуре 0 °С и давлении 1 атм.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л. Эта физическая постоянная – молярный объем газа при н. у.:

V_m = 22,4 л/моль при нормальных условиях.

Количество газообразного вещества равно отношению объема порции газа к молярному объему газа при данных условиях.

Рис. 1. Амедео Авогадро (1776–1856)

Задача 3

Условие. Вычислите массу метана СН₄, объем которого при н. у. составляет 67,2 л.

Дано:

V(CН₄) = 67,2 л

Найти:

m(CН₄) – ?

Решение.

Алгоритм решения

V(CН₄) → n(CН₄) → m(CН₄)

1) n(CН₄) = V(CН₄)/V_n = 67,2 л/ 22,4 (л/моль) = 3 моль

2) m(CН₄) = n(CН₄)·M(CН₄)

M_r(CН₄) = 12 + 1·4 =16

m(CН₄) = 3 моль·16 г/моль = 48 г

Ответ: 48 г CН₄.

 

Подведение итогов урока.

В ходе урока вы узнали, что такое молярная масса и молярный объем вещества и как использовать эти понятия при решении расчетных задач.

 

Список литературы

1. Оржековский П.А. Химия: 8 класс: учеб для общеобр. учрежд. / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013. (§15)

2. Рудзитис Г.Е. Химия: неорган. химия. Орган. химия: учеб. для 9 кл. / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение, ОАО «Московские учебники», 2009. (§17)

3. Хомченко И.Д. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2008. (с.10)

4. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин, вед. науч. ред. И. Леенсон. – М.: Аванта+, 2003.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-сайт hemi.nsu.ru (Источник)

2. Интернет-сайт hemi.nsu.ru (Источник)

3. Интернет-сайт alhimikov.net (Источник)

4. Интернет-сайт cde.osu.ru (Источник)

 

Домашнее задание

1. с. 86 №№ 3–5 из учебника П.А. Оржековского «Химия: 8 класс» / П.А. Оржековский, Л.М. Мещерякова, М.М. Шалашова. – М.: Астрель, 2013.

2. Какой объем при н. у. займут 5 моль кислорода О₂?

3. Какая масса соответствует 3,36 л (н. у.) хлора Cl₂?