Краткий ответ
«Количество вещества» \(n\) применяют, когда нужно считать число частиц — атомов, молекул, ионов — и вести расчёты по уравнениям реакций. Единица — моль.
\(1\) моль содержит \(N_A=6{,}02\cdot10^{23}\) частиц.Молярная масса \(M\) — масса \(1\) моль вещества, измеряется в г/моль.
Она численно совпадает с относительной молекулярной массой \(M_r\), но \(M\) имеет единицы, а \(M_r\) и \(A_r\) — безразмерные величины.\(M(\mathrm{H_2O})=18\) г/моль;
\(M(\mathrm{CO_2})=44\) г/моль;
\(M(\mathrm{H_2SO_4})=98\) г/моль;
\(M(\mathrm{H_2S})=34\) г/моль.Для \(2\mathrm{Mg}+\mathrm{O_2}=2\mathrm{MgO}\): \[ n(\mathrm{Mg}):n(\mathrm{O_2}):n(\mathrm{MgO})=2:1:2 \] \[ m(\mathrm{Mg}):m(\mathrm{O_2}):m(\mathrm{MgO})=48:32:80\text{ г} \]
Примеры реакций — ниже.
Тестовые задания:
- 3 — \(384\) г;
- 2 — \(2{,}7\) г;
- 1 — \(10\) моль;
- 2 — \(5{,}6\) моль.
Подробно
Основные формулы: \[ n=\frac{m}{M}=\frac{N}{N_A} \] \[ m=nM \]
1. Где применяют количество вещества.
Количество вещества используют, когда важно число частиц, а не просто масса. Например, по уравнению
\[
2\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}=2\mathrm{H_2O}
\]
на \(2\) моль водорода нужен \(1\) моль кислорода. В \(1\) моль воды содержится \(6{,}02\cdot10^{23}\) молекул.
2. Молярная масса.
Например, \(M_r(\mathrm{H_2O})=2\cdot1+16=18\). Значит,
\[
M(\mathrm{H_2O})=18\ \text{г/моль}.
\]
То есть \(1\) моль воды имеет массу \(18\) г. Относительная атомная масса \(A_r\) относится к одному атому, \(M_r\) — к молекуле или формульной единице.
3. Расчёты молярных масс. \[ M(\mathrm{H_2O})=2\cdot1+16=18\ \text{г/моль} \] \[ M(\mathrm{CO_2})=12+2\cdot16=44\ \text{г/моль} \] \[ M(\mathrm{H_2SO_4})=2\cdot1+32+4\cdot16=98\ \text{г/моль} \] \[ M(\mathrm{H_2S})=2\cdot1+32=34\ \text{г/моль} \]
4. Таблица для \(2\mathrm{Mg}+\mathrm{O_2}=2\mathrm{MgO}\).
| Вещество | Количество вещества | Масса | Число частиц |
|---|---|---|---|
| \(\mathrm{Mg}\) | \(2\) моль атомов | \(48\) г | \(1{,}204\cdot10^{24}\) атомов |
| \(\mathrm{O_2}\) | \(1\) моль молекул, или \(2\) моль атомов O | \(32\) г | \(6{,}02\cdot10^{23}\) молекул, или \(1{,}204\cdot10^{24}\) атомов O |
| \(\mathrm{MgO}\) | \(2\) моль формульных единиц | \(80\) г | \(1{,}204\cdot10^{24}\) формульных единиц |
Проверка по массе:
\[
48+32=80\text{ г}.
\]
Закон сохранения массы выполняется.
5. Примеры реакций.
1) \[ 2\mathrm{H_2}+\mathrm{O_2}=2\mathrm{H_2O} \] Количества веществ: \[ 2:1:2. \] Массы: \[ 4\text{ г H}_2+32\text{ г O}_2=36\text{ г H}_2\mathrm{O}. \] Массовое отношение: \[ 4:32:36=1:8:9. \]
\[ \mathrm{C}+\mathrm{O_2}=\mathrm{CO_2} \] Количества веществ: \[ 1:1:1. \] Массы: \[ 12:32:44=3:8:11. \]
\[ 2\mathrm{Na}+\mathrm{Cl_2}=2\mathrm{NaCl} \] Количества веществ: \[ 2:1:2. \] Массы: \[ 46:71:117. \]
Проверка тестов.
- \(M(\mathrm{Cu})=64\) г/моль;
\[ m=6\cdot64=384\text{ г}. \] - \(M(\mathrm{Al})=27\) г/моль;
\[ m=0{,}1\cdot27=2{,}7\text{ г}. \] - Для оксида железа(III) \(\mathrm{Fe_2O_3}\): \[ M=56\cdot2+16\cdot3=160\text{ г/моль}, \] \[ n=\frac{1600}{160}=10\text{ моль}. \]
- Для \(\mathrm{CaCO_3}\): \[ M=40+12+48=100\text{ г/моль}, \] \[ n=\frac{560}{100}=5{,}6\text{ моль}. \]
В тестах 3–4 начало условия частично закрыто; расчёт дан для наиболее вероятного прочтения: \(1{,}6\) кг \(\mathrm{Fe_2O_3}\) и \(560\) г \(\mathrm{CaCO_3}\). Если числа другие, применяй тот же принцип: \(n=m/M\).
