Образовательный портал. Образовательный портал Молярная масса – это масса одного моля вещества

Количество молей любого вещества при нормальных условиях есть отношение массы этого вещества к его молярной массе:

где n – количество вещества, моль;

m – масса вещества, г

M – молярная масса вещества, г.
а) кислород (О 2)

Молярная масса:

M = 2*16=32г/моль

Количество вещества:

б) бром (Br 2)

Молярная масса:

M = 2*80=160г/моль

Количество вещества:

в) хлор (Cl 2)

Молярная масса:

M = 2*35,5=71г/моль

Количество вещества:

г) метан (CH 4)

Молярная масса:

M = 12+4*1=16г/моль

Количество вещества:

д) аммиак (NH 3)

Молярная масса:

M = 14+3*1=17г/моль

Количество вещества:

Задача 2. Какие орбитали атома заполняют электронами раньше: 5s или 4d; 6s или 5p? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43.

Заполнение электронами орбиталей в атоме происходит по правилу Клечковского: орбитали в атоме заполняются в порядке возрастания суммы (n+l), а при одинаковом значении этой суммы в порядке возрастния n (n –главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число).
Для орбитали 4d: n = 4, l = 2; n + l = 6
Для орбитали 5s: n = 5, l = 0; n + l = 5
Значит 5s заполнится раньше, чем 4d.

Для орбитали 6s: n = 6, l = 0; n + l = 6
Для орбитали 5p: n = 5, l = 1; n + l = 6
Значит 5p заполнится раньше, чем 6s.

Элемент № 43 – технеций. Электронная формула: 43 Tc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 5 5s 2 .

Задача 3. При взаимодействии газообразных сероводорода и метана образуются сероуглерод СS2(Г) и водород. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект

Термохимическое уравнение реакции имеет вид:

CH 4(г) + 2H 2 S (г) CS 2(г) + 4H 2(г) , H 0 = 230,5 кДж

По закону Гесса тепловой эффект реакции равен сумме энтальпий (теплот) образования продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий (теплот) образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции.

H 0 (CH 4) = -74,9кДж/моль

H 0 (H 2 S) = -20,15кДж/моль

H 0 (CS 2) = 115,3кДж/моль

H 0 (H 2) = 0 кДж/моль

H 0 реакции = 115,3 + 74,9 + 2*20,15 = 230,5 кДж/моль

Ответ: H 0 реакции = 230,5 кДж/моль

Задача 4. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе 2NO(г)+O2(г)2NO2(г) Ответ мотивируйте, вычислив прямой реакции.

По закону Гиббса для протекания реакции: G 0 = H 0 – TS 0
Используя стандартные значения H и S найдем энергию Гиббса для прямой реакции: 2NO(г)+O 2 (г)2NO 2 (г)

Тогда:

H 0 (298) = 2H 0 (NO 2) – (2H 0 (NO) +H 0 (O 2)) = 2*33,89 – (2*90,37+0) = -112,96 кДж/моль

Изменение энтропии реакции:

S 0 (298)=2S 0 (NO 2)–(2S 0 (NO)+S 0 (O 2))=2*240,45–(2*210,62+205,03)=-145,37Дж/мольК

Тогда энергия Гиббса равна:

G 0 = H 0 – TS 0 = -112,96-298*(-145,37/1000)=-156,28 кДж/моль
G 0
Ответ: при стандартных условиях будет протекать прямая реакция

Задача 5. Реакция идет по уравнению H2+I2= 2HI. Константа скорости этой реакции при 508 0 С равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ [Н2]=0,04 моль/л, =0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость ее, когда [Н2]=0,03 моль/л.

Скорость реакцииH 2 +I 2 2HI будет определятся по формуле:

где – скорость реакции

k – константа скорости.
Скорость реакции в начальный момент: 1 = 0,16*0,04*0,05=0,00032моль/(л*с)

Для определения концентрации йода в тот момент, когда концентрация водорода станет 0,03 моль/л составим таблицу (изменение концентрации происходит пропорционально количеству молей вещества в уравнении реакции):

Ответ: 1 = 0,00032моль/(л*с)

2 = 0,000192моль/(л*с)

Задача 6. Вычислите молярную, эквивалентную и моляльную концентрации 16% раствора хлорида алюминия, плотность которого 1,149 г/см3.

Задана массовая доля вещества (), которая показывает какую часть от данной массы раствора составляет масса растворенного вещества. Пусть дано 100 г раствора.

Подставляя имеющиеся значения, получаем:

Плотность (, г/см 3) есть отношение массы раствора к его объему, отсюда объем раствора равен:

Молярная масса заданного вещества AlCl 3:

M (AlCl 3) = 27+3*35,5=133,5 г/моль

1. 
   Молярная концентрация вещества [С (в-ва)] определяется количеством растворенного вещества, содержащаяся в одном литре раствора:

2) Эквивалентная (нормальная) концентрация [С(1/z в-ва)]вещества показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.

М (1/z AlCl 3 )= M (AlCl 3 )/3=44,5 (г экв/моль)

1. 
   Моляльная концентрация (моляльность) (C m) – величина, показывающая, сколько молей растворенного вещества в растворе приходится на 1 кг растворителя

Эквивалентная концентрация 4,14 моль экв/л

Моляльная концентрация 190,5 г/кг р-ля
Задача 7. Вычислите мольную массу неэлектролита, зная что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при -0,2790С. Криоскопическая константа воды 1,86 град.
Молярную массу неэлектролита будем определять по формуле:

где K – криоскопическая константа растворителя

t – понижение температуры кристаллизации.

Температура кристаллизации чистой воды 0 0 С, следовательно, понижение температуры кристаллизации t = 0 – (– 0,279) = 0,279 0 С.
Подставляя в формулу данные, вычисляем

Задача 8. Реакции выражаются схемами: KClO3 + Na2SO3 KCl + Na2SO4

KMnO4 + HBr Br2 + KBr + MnBr2 + H2O

Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите какое вещество является окислителем, какое - восстановителем; какое вещество окисляется, какое - восстанавливается.

1) KCl +5 O 3 + Na 2 S +4 O 3 KCl -1 + Na 2 S +6 O 4

Cl +5 + 6e Cl -1 | 1
S +4 - 2e S +6 | 3

KClO 3 + 3Na 2 SO 3 KCl + 3Na 2 SO 4

Хлор восстанавливается (принимает электроны), являясь окислителем; сера окисляется (отдает электроны), являясь восстановителем.
2) KMn +7 O 4 + HBr -1 Br 2 0 + KBr + Mn +2 Br 2 + H 2 O
Данная реакция является окислительно-восстановительной, степень окисления меняют 2 элемента:

Mn +7 + 5e Mn +2 | 2
2Br -1 - 2e Br 2 0 | 5

2КМnО 4 + 16HBr 5Br 2 + 2KBr + 2MnBr 2 + 8H 2 O

Марганец восстанавливается (принимает электроны), являясь окислителем; бром окисляется (отдает электроны), являясь восстановителем.

Задача 5. В скольких граммах углекислого газа может содержаться 8 г кислорода?

M(CO 2) = 44 г/моль; M(O) = 16 г/моль;

Задача 6. Вычислите в граммах массу 1,204 109 23 молекул SO 2: M(S0) 2 =64 г/моль.

Проверка знаний и способностей

Сколько всего атомов содержится в 6,02 10 23 молекул воды (H 2 O)? 2. Сколько атомов содержится в 3-х молях кислорода (O 2)? 3. Сколько атомов кислорода содержится в 0,5 моля H 3 PO 4 ? 4. Вычислите количество молей в 3,01 10 23 молекул углекислого газа. 5. Вычислите общее количество атомов в 0,5 моля H 2 O, 0,5 моля O 2 и 0,5 моля SO 3 . 6. Вычислите количество молей CH 4 , в котором содержится N A атомов. 7. Вычислите количество молей SO 3 , в котором содержится N A атомов. 8. Сколько граммов составляет масса воды (H 2 O), содержащая в целом N A атомов? М(H 2 О) = 18 г/моль. 9. Сколько молей составляет 0,9 грамма воды (H 2 O)? М(H 2 О)=18 г/моль. 10. Сколько атомов в целом содержится в 1,8 граммах воды? М(H 2 О)=18 г/моль. 11. Сколько граммов составляет SO 3 , в котором количество атомов составляет Na. M(SO 3)=80 г/моль. 12. Сколько атомов содержится в 4 граммах NaOH? M(NaOH) = 40 г/моль.

9. Закон Авогадро. Молярный объем газов

В начале XIX века итальянский ученый Авогадро, проведя наблюдения над свойствами газов в различных условиях и проанализировав открытые прежде законы о газах (Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и др.), в 1811 году сформулировал новый закон о газах. Закон Авогадро звучит следующим образом: в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (одинаковых температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул .

Как известно, 1 моль любого вещества содержит 6,02 10 23 молекул. Также известно, что молярная масса газов (масса 1 моль) численно равна их относительной молекулярной массе. В таком случае можно утверждать, что в 2 г водорода, 32 г кислорода, 28 г азота, 44 г углекислого газа содержится одинаковое число молекул (6,02 10 23). Следовательно, при одинаковых условиях одинаковое число молекул газа занимает одинаковый объем.

Было вычислено, что при нормальных условиях (температуре 0°С и давлении ~101,3 кПа) объем 1 моль любого газа или смеси газов составляет

2.1. Сколько молей и молекул содержится в 280 г оксида углерода СО?

Решение

Молекулярная масса СО - 28, грамм-молекулярная масса - 28 г. Число молей СО в 280 г равно 280:28 = 10, а число молекул в 10 молях - 6,02 10 23 10 = 6,02-Ю 24 .

2.2. В сосуде вместимостью 1 л находится кислород массой 1 г. Определите концентрацию молекул кислорода в сосуде.

Р 171 Р ш R

P = CkT, тогда С--. PV =-RT, откуда - = --, следовательно, kl М " 1 М V

2.3. Вычислите полярность 0,7%-го раствора H 2 S0 4 .

Решение

В 1 л раствора находится X = = 7 г H 2 S0 4 . Молекулярная масса H 2 S0 4

равна Л/ =2 1 + 32 + 16-4 = 98. Тогда молярная концентрация H 2 S0 4 С = = 7,14

• 10~ 2 моль/л.
• 2.4. Вычислите процентный состав тритионата натрия Na 2 S 2 0 6 . Решение

Молекулярная масса Na 2 S 2 O e М= 2-23,0 + 3-32,07 + 6-16,0 = 238,2. Процентное содержание натрия, серы и кислорода:

2.5. Соляная кислота содержит 22 г НС1 в 100 г раствора. Найдите нормальность раствора, если удельный вес равен 1,11.

Решение

Найдем объем, соответствующий 100 г раствора НС1, Т = -г = ~- = 90,09 мл.

Составим пропорцию: в 90,09 мл раствора содержится 22 г, в 1000 мл раствора содержится х г, откуда

Рассчитаем, какому количеству грамм-эквивалентов соответствует 244,2 г НС: Э Н с1 = 36,5 г, тогда

2.6. Воздух содержит 21% (об.) кислорода и 79% (об.) азота. Определите состав воздуха в массовых долях (%). Сколько кмоль азота и кислорода содержится в 1 м 3 и в 1 кг воздуха?

Решение

В 1 м 3 воздуха содержится 0,21 м 3 кислорода и 0,79 м 3 азота. Приняв, что при атмосферном давлении свойства воздуха близки к свойствам идеального газа и 1 кмоль идеального газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 м 3 , получим, что в 1 м 3 воздуха содержится 0,21/22,4 = 0,0094 кмоль кислорода, а азота - 0,79/22,4 = 0,0353 кмоль. Молярные массы кислорода и азота равны 32 и 28 кг/кмоль соответственно. Тогда в 1 м 3 воздуха масса кислорода составит 0,0094-32 = 0,3 кг, а масса азота - 0,0353-28 = 0,99 кг. Таким образом, воздух содержит: кислорода

• 0 3 0 99
• - : -= 0,233 мае. доли (23,3% (мае.)): азота-’? -= 0,767 мае. доли (76,7%
• 0,3 + 0,99 v 4 " 0,3 + 0,99 (мае.)).
• 2.7. Какую массу (в г) имеют 3-10 23 молекул азота? Молярная масса азота 28 кг/моль, NA = 6T 0 23 моль -1 .

Ответ : 14 г.

• 2.8. Какова масса (в г) 50 молей кислорода? Молярная масса кислорода 32 кг/моль. Ответ: 1600 г.
• 2.9. Во сколько раз в 3 г водорода больше молекул, чем в 9 г воды? Молярная масса водорода 2 кг/моль, воды - 18 кг/моль.

Ответ : в 3 раза.

2.10. Выведите формулу углеводорода по содержанию углерода 83,24% и водорода - 16,76%.

Ответ: С 5 Н ]2 (пентан).

2.11. Вычислите процентное содержание элементов по формуле NaCl.

Ответ: Na - 39,36%, Cl - 60,64%.

2.12. Вычислите процентное содержание элементов по формуле КС1.

Ответ: К - 52,43%, С1 - 47,57%.

2.13. Вычислите процентное содержание элементов по формуле NH 3 .

Ответ: N - 82,28%, Н - 17,72%.

2.14. Вычислите процентное содержание элементов по формуле Sb 2 0 4 .

Ответ: Sb - 79,20%, О - 20,80%.

2.15. Вычислите процентное содержание элементов по формуле U 3 O s .

Ответ: U - 84,80%, О - 15,20%.

2.16. Вычислите процентное содержание оксидов в соединении СаС0 3 .

Ответ: СаО - 56,03%, С0 2 - 43,97%.

2.17. Вычислите процентное содержание оксидов в соединении Hg 2 S0 4 .

Ответ: IIg 2 0 - 83,10 %, S0 3 - 16,90%.

2.18. Вычислите процентное содержание оксидов в соединении FeP0 4 .

Ответ: Fe 2 0 3 - 52,93%, Р 2 0 5 - 47,07%.

2.19. Вычислите процентное содержание оксидов в соединении КСг0 2 .

Ответ: К 2 0 - 38,25%, Сг 2 0 3 - 61,75%.

2.20. Вычислите процентное содержание оксидов в соединении NaOH.

Ответ: Na 2 0 - 77,49%, Н 2 0 - 22,51%.

2.21. Вычислите процентное содержание примесей в нечистом образце селитры NaN0 3 , если известно, что этот образец содержит 15% азота.

Ответ: 9%.

2.22. Образец некоторого минерала содержит 26,83% КС1 и 32,27% MgCl 2 . Вычислите процентное содержание хлора в этом образце.

Ответ: 38,38%.

2.23. Некоторый минерал содержит 16,93% К 2 0, 18,32% А1 2 0 3 и 64,75% Si0 2 . Вычислите процентное содержание кислорода в минерале.

Ответ-. 46%.

2.24. Выведите формулу соединения по данному процентному содержанию элементов: С - 65,53%, С1 - 36,47%.

Ответ: СС1 4 .

2.25. Выведите формулу соединения по процентному содержанию элементов: Na - 58,92%, S-41,08%.

Ответ : Na 2 S.

2.26. Выведите формулу соединения по данному процентному содержанию элементов: S - 40%, О - 60%.

Ответ: S0 3 .

2.27. Результат измерения концентрации вещества был выражен числом 1,7524 с погрешностью ±0,05. Какое число должно правильно выражать результат измерения? Сколько верных цифр оно содержит, и какая цифра в нем будет сомнительной?

Ответ: 1,75; две первые; третья.

Класс: 8

Цель: Познакомить учащихся с понятиями «количество вещества», «молярная масса» дать представление о постоянной Авогадро. Показать взаимосвязь количества вещества, числа частиц и постоянной Авогадро, а также взаимосвязь молярной массы, массы и количества вещества. Научить производить расчёты.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка д/з по теме: «Типы химических реакций»

III. Изучение нового материала

1. Количество вещества – моль

Вещества вступают в реакцию в строго определённых соотношениях. Например, чтобы получить вещество вода нужно взять столько водорода и кислорода, чтобы на каждые две молекулы водорода приходилась одна молекула кислорода:

2Н 2 + O 2 = 2Н 2 О

Чтобы получить вещество сульфид железа, нужно взять столько железа и серы, чтобы на каждый атом железа приходился один атом серы.

Чтобы получить вещество оксид фосфора, нужно взять столько молекул фосфора и кислорода, чтобы на четыре молекулы фосфора приходилось пять молекул кислорода.

Определить количество атомов, молекул и других частиц на практике невозможно – они слишком малы и не видны невооружённым глазом. Для определения числа структурных единиц (атомов, молекул) в химии применяют особую величину – количество вещества (v – ню) . Единицей количества вещества является моль .

• Моль – это количество вещества, которое содержит столько структурных частиц (атомов, молекул), сколько атомов содержится в 12 г углерода.

Экспериментально установлено, что 12 г углерода содержит 6·10 23 атомов. Значит один моль любого вещества, независимо от его агрегатного состояния содержит одинаковое число частиц – 6· 10 23 .

• 1 моль кислорода (O 2) содержит 6·10 23 молекул.
• 1 моль водорода (Н 2) содержит 6·10 23 молекул.
• 1 моль воды (Н 2 O) содержит 6·10 23 молекул.
• 1 моль железа (Fe) содержит 6·10 23 молекул.

Задание: Используя полученную информацию, ответьте на вопросы:

а) сколько атомов кислорода содержится в 1 моле кислорода?

– 6·10 23 ·2 = 12· 10 23 атомов.

б) сколько атомов водорода и кислорода содержится в 1 моле воды (Н 2 O)?

– 6·10 23 ·2 = 12· 10 23 атомов водорода и 6·10 23 атомов кислорода.

Число 6·10 23 названо постоянной Авогадро в честь итальянского учёного 19 века и обозначается NА. Единицы измерения атомы/моль или молекулы/моль.

2. Решение задач на нахождение количества вещества

Часто нужно знать, сколько частиц вещества содержится в определённом количестве вещества. Или же найти количество вещества по известному числу молекул. Эти расчёты можно сделать по формуле:

где N – число молекул, NА – постоянная Авогадро, v – количество вещества. Из этой формулы можно выразить количество вещества.

Задача 1. Сколько атомов содержится в 2 молях серы?

N = 2·6·10 23 = 12·10 23 атомов.

Задача 2. Сколько атомов содержится в 0,5 молях железа?

N = 0,5·6·10 23 = 3·10 23 атомов.

Задача 3. Сколько молекул содержится в 5 молях углекислого газа?

N = 5·6·10 23 = 30·10 23 молекул.

Задача 4. Какое количество вещества составляет 12·10 23 молекул этого вещества?

v = 12·10 23 / 6·10 23 = 2 моль.

Задача 5. Какое количество вещества составляет 0,6·10 23 молекул этого вещества?

v = 0,6·10 23 / 6·10 23 = 0,1 моль.

Задача 6. Какое количество вещества составляет 3·10 23 молекул этого вещества?

v = 3·10 23 / 6·10 23 = 0,5 моль.

3. Молярная масса

Для химических реакций нужно учитывать количество вещества в молях.

В: Но как на практике отмерить 2, или 2,5 моль вещества? В каких единицах лучше всего измерять массу веществ?

Для удобства в химии используют молярную массу.

Молярная масса – это масса одного моля вещества.

Обозначается – М. Измеряется в г/моль.

Молярная масса равна отношению массы вещества к соответствующему количеству вещества.

Молярная масса – величина постоянная. Численное значение молярной массы соответствует значению относительной атомной или относительной молекулярной массы.

В: Как можно найти значения относительной атомной или относительной молекулярной массы?

Мr (S) = 32; M (S) = 32 г/моль – что соответствует 1 молю серы

Мr (Н 2 О) = 18; М (Н 2 О) = 18 г/моль – что соответствует 1 молю воды.

4. Решение задач на нахождение массы вещества

Задача 7. Определить массу 0,5 моль железа.

Задача 8. Определить массу 0,25 моль меди

Задача 9. Определить массу 2 моль углекислого газа (СO 2)

Задача 10. Сколько молей оксида меди – CuО составляют 160 г оксида меди?

v = 160 / 80 = 8 моль

Задача 11. Сколько молей воды соответствуют 30 г воды

v = 30/18 = 1,66 моль

Задача 12. Сколько молей магния соответствует его 40 граммам?

v = 40 /24 = 1,66 моль

IV. Закрепление

Фронтальный опрос:

1. Что такое количество вещества?
2. Чему равен 1 моль любого вещества?
3. Что такое молярная масса?
4. Отличается ли понятия «моль молекул» и «моль атомов»?
5. Объясните на примере молекулы аммиака NН3.
6. Зачем необходимо знать формулы при решении задач?

Задачи:

1. Сколько молекул содержится в 180 граммах воды?
2. Сколько молекул составляет 80 г углекислого газа?

V. Домашнее задание

Изучить текст параграфа, составить две задачи: на нахождение количества вещества; на нахождение массы вещества.

Литература:

1. Гара Н.Н. Химия. Уроки в 8 классе: пособие для учителя. _ М.: Просвещение, 2009.
2. Рудзитес Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. 8 класс.: Учебник для общеобразовательных учебных учреждений – М.: Просвещение, 2009.