Анализ количества вещества
Я рассматриваю, как уточнить число атомов в 1 моле вещества. Например, 1 моль SO2 содержит 1 моль атомов S и 2 моля атомов O, всего 3 моля атомов. Следует ли указать это общее количество в скобках для ясности? Это может помочь, но не является строго необходимым. Для других соединений, таких как H3PO4, Fe2O3 и Ca(OH)2, мне также следует указать общее количество молей атомов. При определении порядка HCl, NaCl, KCl и AgCl мне потребуется обратиться к атомным массам.
Уточнение примеров и расчётов
Я думаю о том, как понятно представить свои расчёты. Например, в 5a я мог бы показать, что \(0.1 \times 56 = 5.6\), а для 6a это \(0.3 \times 6.02 \times 10^{23} = 1.806 \times 10^{23}\). В задании 8 использование \(m = (N/N_A)M\) кажется уместным. Возможно, мне нужно уточнить, что «Число Авогадро» обозначает \(N_A = 6.02 \times 10^{23}\) и может означать число частиц в одном моле. Думаю, я могу сохранить объяснение кратким, но достаточно подробным.
Краткий ответ
Количество вещества обозначают \(n\), измеряют в молях (моль).
1 моль любого вещества содержит \(N_A=6{,}02\cdot10^{23}\) частиц — это число Авогадро.
Основные формулы:
\[ n=\frac{N}{N_A},\qquad n=\frac{m}{M},\qquad N=nN_A,\qquad m=nM. \]
где \(N\) — число частиц, \(m\) — масса, \(M\) — молярная масса.
Ответы
3.
- \(1\) моль \(SO_2\): \(1\) моль атомов S и \(2\) моль атомов O.
- \(1\) моль \(H_3PO_4\): \(3\) моль H, \(1\) моль P и \(4\) моль O.
- \(1\) моль \(Fe_2O_3\): \(2\) моль Fe и \(3\) моль O.
- \(1\) моль \(Ca(OH)_2\): \(1\) моль Ca, \(2\) моль O и \(2\) моль H.
4.
\[ \boxed{HCl<NaCl<KCl<AgCl} \]
5.
а) \(0{,}1\) моль;
б) \(3\cdot10^5\) моль;
в) \(1\cdot10^{-4}\) моль.
6.
а) \(0{,}3\) моль;
б) \(2\) моль;
в) \(0{,}2\) моль;
г) \(1\) моль;
д) \(3\) моль.
7.
\[ M=30\ \text{г/моль},\qquad \boxed{NO}. \]
8.
\[ \boxed{m=\frac{NM}{N_A}}. \]
Объяснение и решение
Используем округлённые относительные атомные массы:
\[ H=1,\ C=12,\ N=14,\ O=16,\ Na=23,\ S=32, \] \[ Cl=35{,}5,\ K=39,\ Ag=108. \]
1–2. Что такое количество вещества
Количество вещества показывает, сколько частиц содержится в веществе. Частицами могут быть атомы, молекулы или формульные единицы.
В одном моле всегда:
\[ 6{,}02\cdot10^{23} \]
частиц.
Связь между количеством вещества и числом частиц:
\[ N=nN_A,\qquad n=\frac{N}{N_A}. \]
3. Количество атомов в сложном веществе
Индексы в химической формуле показывают, сколько атомов каждого элемента приходится на одну частицу вещества.
Например, в одной молекуле \(H_3PO_4\) содержатся 3 атома H, 1 атом P и 4 атома O. Поэтому в 1 моле:
\[ n(H)=3\ \text{моль},\quad n(P)=1\ \text{моль},\quad n(O)=4\ \text{моль}. \]
Для \(Ca(OH)_2\) двойка относится ко всей группе \(OH\), значит кислорода и водорода по 2 атома.
4. Сравнение молярных масс
Во всех формулах есть один атом хлора, поэтому сравним только второй элемент:
\[ H<Na<K<Ag. \]
Значит:
\[ \boxed{HCl<NaCl<KCl<AgCl}. \]
5. Расчёт количества вещества по массе
Формула:
\[ n=\frac{m}{M}. \]
а) \(5{,}6\) г \(KOH\)
\[ M(KOH)=39+16+1=56\ \text{г/моль}. \]
\[ n=\frac{5{,}6}{56}=0{,}1\ \text{моль}. \]
б) \(9{,}6\) т серы
Переведём тонны в граммы:
\[ 9{,}6\ \text{т}=9{,}6\cdot10^6\ \text{г}. \]
\[ n(S)=\frac{9{,}6\cdot10^6}{32} =3\cdot10^5\ \text{моль}. \]
в) \(5{,}85\) мг \(NaCl\)
\[ 5{,}85\ \text{мг}=5{,}85\cdot10^{-3}\ \text{г}. \]
\[ M(NaCl)=23+35{,}5=58{,}5\ \text{г/моль}. \]
\[ n=\frac{5{,}85\cdot10^{-3}}{58{,}5} =1\cdot10^{-4}\ \text{моль}. \]
6. Расчёты по числу частиц и массе
а) \(1{,}806\cdot10^{23}\) молекул \(O_3\)
\[ n=\frac{1{,}806\cdot10^{23}}{6{,}02\cdot10^{23}} =0{,}3\ \text{моль}. \]
б) \(1{,}204\cdot10^{24}\) молекул \(CO_2\)
\[ n=\frac{1{,}204\cdot10^{24}}{6{,}02\cdot10^{23}} =2\ \text{моль}. \]
в) \(12{,}8\) г \(SO_2\)
\[ M(SO_2)=32+2\cdot16=64\ \text{г/моль}. \]
\[ n=\frac{12{,}8}{64}=0{,}2\ \text{моль}. \]
г) Метан \(CH_4\), содержащий \(6{,}02\cdot10^{23}\) атомов углерода
В одной молекуле \(CH_4\) содержится один атом углерода. Значит, молекул метана тоже:
\[ 6{,}02\cdot10^{23}. \]
Это соответствует:
\[ n(CH_4)=1\ \text{моль}. \]
д) Вода, содержащая \(3{,}6\cdot10^{24}\) атомов водорода
В одной молекуле \(H_2O\) содержится 2 атома водорода. Поэтому число молекул воды:
\[ N(H_2O)=\frac{3{,}6\cdot10^{24}}{2} =1{,}8\cdot10^{24}. \]
\[ n(H_2O)=\frac{1{,}8\cdot10^{24}}{6{,}02\cdot10^{23}} =3\ \text{моль}. \]
7. Определение формулы вещества
Дано:
\[ n=0{,}2\ \text{моль},\qquad m=6\ \text{г}. \]
Найдём молярную массу:
\[ M=\frac{m}{n}=\frac{6}{0{,}2}=30\ \text{г/моль}. \]
Для соединения азота с кислородом:
\[ A_r(N)+A_r(O)=14+16=30. \]
Следовательно, формула вещества:
\[ \boxed{NO}. \]
Проверка:
\[ 0{,}2\cdot30=6\ \text{г}. \]
8. Формула для расчёта массы по числу молекул
Сначала находим количество вещества:
\[ n=\frac{N}{N_A}. \]
Затем используем формулу массы:
\[ m=nM. \]
Подставляем:
\[ \boxed{m=\frac{NM}{N_A}}. \]
Если \(N=N_A\), то \(m=M\), то есть масса \(1\) моля равна молярной массе.