Страница 52 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

2. Масса $9,03 \cdot 10^{23}$ молекул воды $\text{H}_2\text{O}$ равна

1) 27 г

2) 18 г

3) 25,5 г

4) 36 г

Дано:

Количество молекул воды, $N = 9,03 \cdot 10^{23}$

Химическая формула воды: H₂O

Постоянная Авогадро, $N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23}$ моль⁻¹

Найти:

Массу ($m$) указанного количества молекул воды.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся двумя основными формулами. Масса вещества ($m$) связана с количеством вещества ($\nu$) и молярной массой ($M$) соотношением:

$m = \nu \cdot M$

Количество вещества ($\nu$), в свою очередь, можно найти, зная число частиц ($N$) и постоянную Авогадро ($N_A$):

$\nu = \frac{N}{N_A}$

1. Сначала найдем количество вещества воды:

$\nu(H_2O) = \frac{9,03 \cdot 10^{23}}{6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} \approx 1,5$ моль

2. Далее рассчитаем молярную массу воды ($M(H_2O)$). Она равна сумме атомных масс входящих в нее атомов. Относительные атомные массы: Ar(H) = 1, Ar(O) = 16.

$M(H_2O) = 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$ г/моль

3. Теперь, зная количество вещества и молярную массу, найдем массу воды:

$m(H_2O) = \nu(H_2O) \cdot M(H_2O) = 1,5 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 27$ г

Таким образом, масса $9,03 \cdot 10^{23}$ молекул воды равна 27 г, что соответствует первому варианту ответа.

Ответ: 27 г.

3. Число молекул в 8,8 г углекислого газа равно

1) $12,04 \cdot 10^{23}$

2) $6,02 \cdot 10^{23}$

3) $0,602 \cdot 10^{23}$

4) $1,204 \cdot 10^{23}$

Дано:

масса углекислого газа, $m = 8,8 \text{ г}$
химическая формула углекислого газа: $CO_2$

В системе СИ:

$m = 8,8 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

Найти:

число молекул $N$

Решение:

Число молекул $N$ в веществе можно найти, зная количество вещества $\nu$ и постоянную Авогадро $N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$. Формула для расчета числа молекул:

$N = \nu \cdot N_A$

Количество вещества $\nu$ определяется как отношение массы вещества $m$ к его молярной массе $M$:

$\nu = \frac{m}{M}$

Объединив эти две формулы, получаем общую формулу для нахождения числа молекул:

$N = \frac{m}{M} \cdot N_A$

Сначала рассчитаем молярную массу углекислого газа ($CO_2$). Она равна сумме молярных масс входящих в нее атомов. Пользуясь периодической таблицей химических элементов, находим молярные массы углерода ($C$) и кислорода ($O$):

$M_r(C) \approx 12 \text{ г/моль}$
$M_r(O) \approx 16 \text{ г/моль}$

Молярная масса углекислого газа:

$M(CO_2) = M_r(C) + 2 \cdot M_r(O) = 12 \text{ г/моль} + 2 \cdot 16 \text{ г/моль} = 44 \text{ г/моль}$

Теперь можем подставить все известные значения в формулу для расчета числа молекул $N$. Для удобства вычислений оставим массу в граммах, так как молярная масса у нас тоже в г/моль.

$N = \frac{8,8 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

$N = 0,2 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 1,204 \cdot 10^{23}$

Полученное число молекул соответствует варианту ответа 4.

Ответ: $1,204 \cdot 10^{23}$

4. Объём, который занимают 3 моль водорода $H_2$ (н. у.), равен

1) 11,2 л 2) 22,4 л 3) 44,8 л 4) 67,2 л

Дано:

Количество вещества водорода $H_2$, $\nu = 3 \text{ моль}$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

Объём водорода $V(H_2)$ - ?

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся следствием из закона Авогадро, согласно которому 1 моль любого газа при нормальных условиях (н. у. — температура 0 °C и давление 101,3 кПа) занимает объём 22,4 литра. Этот объём называется молярным объёмом газа ($V_m$).

Объём газа ($V$) можно найти, умножив количество вещества ($\nu$) на молярный объём ($V_m$):

$V = \nu \cdot V_m$

Подставим известные значения в эту формулу:

$V(H_2) = 3 \text{ моль} \cdot 22,4 \frac{\text{л}}{\text{моль}} = 67,2 \text{ л}$

Таким образом, объём 3 моль водорода при нормальных условиях равен 67,2 л. Этот результат соответствует варианту ответа под номером 4.

Ответ: 67,2 л

5. Объем, который занимают 3,4 г аммиака $NH_3$ (н. у.), равен

1) 2,24 л

2) 6,72 л

3) 4,48 л

4) 3,36 л

Дано:

Масса аммиака $m(NH_3) = 3,4 \text{ г}$

Условия: нормальные (н. у.)

Молярный объём газа при н. у. $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

Найти:

Объём аммиака $V(NH_3)$ — ?

Решение:

Чтобы найти объём, который занимает определённая масса газа при нормальных условиях, необходимо выполнить следующие действия:

1. Вычислить молярную массу вещества. Молярная масса аммиака ($NH_3$) равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в его состав.

Относительная атомная масса азота $Ar(N) \approx 14$.

Относительная атомная масса водорода $Ar(H) \approx 1$.

Молярная масса аммиака:

$M(NH_3) = Ar(N) + 3 \cdot Ar(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 \text{ г/моль}$

2. Рассчитать количество вещества (число молей) аммиака по формуле:

$n = \frac{m}{M}$

где $n$ — количество вещества, $m$ — масса вещества, $M$ — молярная масса.

$n(NH_3) = \frac{3,4 \text{ г}}{17 \text{ г/моль}} = 0,2 \text{ моль}$

3. Найти объём газа. Согласно следствию из закона Авогадро, 1 моль любого газа при нормальных условиях (н. у.) занимает объём 22,4 л (молярный объём $V_m$). Объём газа можно найти по формуле:

$V = n \cdot V_m$

Подставим известные значения:

$V(NH_3) = 0,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 4,48 \text{ л}$

Полученный результат 4,48 л соответствует варианту ответа 3).

Ответ: 4,48 л

6. Масса 224 л кислорода $O_2$ (н. у.) равна

1) 320 г

2) 80 г

3) 160 г

4) 32 г

Дано:

$V(O_2) = 224$ л (объем кислорода)

Условия: н. у. (нормальные условия)

Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22.4$ л/моль

Найти:

$m(O_2)$ - ? (масса кислорода)

Решение:

Для решения задачи необходимо выполнить три шага: найти количество вещества кислорода, определить его молярную массу и затем вычислить массу.

1. Найдем количество вещества (число моль) кислорода ($n$) по формуле, связывающей объем газа ($V$) и молярный объем ($V_m$):

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставив данные из условия, получаем:

$n(O_2) = \frac{224 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 10 \text{ моль}$

2. Рассчитаем молярную массу молекулярного кислорода ($M(O_2)$). Относительная атомная масса кислорода ($A_r(O)$) равна 16 а.е.м., следовательно, молярная масса атомарного кислорода составляет 16 г/моль. Молекула кислорода состоит из двух атомов ($O_2$), поэтому ее молярная масса будет в два раза больше:

$M(O_2) = 2 \times M(O) = 2 \times 16 \text{ г/моль} = 32 \text{ г/моль}$

3. Найдем массу ($m$) кислорода, используя формулу, связывающую массу, количество вещества и молярную массу:

$m = n \times M$

Подставим найденные значения количества вещества и молярной массы:

$m(O_2) = 10 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 320 \text{ г}$

Полученный результат 320 г соответствует первому варианту ответа.

Ответ: 1) 320 г

7. $0,903 \cdot 10^{23}$ молекул азота $N_2$ занимают объём (н. у.)

1) 336 л

2) 44,8 л

3) 22,4 л

4) 3,36 л

Дано:

Число молекул азота ($N_2$): $N = 0,903 \cdot 10^{23}$

Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

Объём азота $V$ (л) - ?

Решение:

Для решения задачи необходимо выполнить два шага: сначала найти количество вещества (число молей) азота, а затем, используя это значение, рассчитать объём газа при нормальных условиях.

1. Количество вещества ($\nu$) можно найти по формуле, связывающей число частиц ($N$) с постоянной Авогадро ($N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23}$ моль$^{-1}$):

$\nu = \frac{N}{N_A}$

Подставим известные значения:

$\nu = \frac{0,903 \cdot 10^{23}}{6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} = 0,15 \text{ моль}$

2. Объём газа ($V$) при нормальных условиях (н. у.) связан с количеством вещества ($\nu$) через молярный объём ($V_m$). Согласно закону Авогадро, молярный объём любого идеального газа при н. у. составляет 22,4 л/моль.

Формула для расчёта объёма:

$V = \nu \cdot V_m$

Подставим найденное количество вещества и значение молярного объёма:

$V = 0,15 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 3,36 \text{ л}$

Полученный результат (3,36 л) соответствует варианту ответа под номером 4.

Ответ: $3,36$ л.

8. Количество вещества оксида меди, полученного из 0,5 моль меди по уравнению реакции $2Cu + O_2 = 2CuO$, равно

1) 2 моль

2) 1 моль

3) 0,5 моль

4) 0,1 моль

Дано:

Уравнение реакции: $2\text{Cu} + \text{O}_2 = 2\text{CuO}$

Количество вещества меди, $n(\text{Cu}) = 0,5 \text{ моль}$

Найти:

Количество вещества оксида меди, $n(\text{CuO})$ - ?

Решение:

Для определения количества вещества оксида меди(II), которое образуется в результате реакции, необходимо проанализировать стехиометрические коэффициенты в предоставленном уравнении химической реакции:

$2\text{Cu} + \text{O}_2 = 2\text{CuO}$

Согласно этому уравнению, 2 моль меди (Cu) реагируют с 1 моль кислорода ($O_2$) с образованием 2 моль оксида меди(II) (CuO).

Соотношение количеств веществ меди и оксида меди(II) определяется их коэффициентами в уравнении:

$\frac{n(\text{Cu})}{2} = \frac{n(\text{CuO})}{2}$

Из этой пропорции следует, что количество вещества вступающей в реакцию меди равно количеству вещества образующегося оксида меди:

$n(\text{Cu}) = n(\text{CuO})$

По условию задачи, в реакцию вступает 0,5 моль меди. Следовательно, количество вещества оксида меди, полученного в результате реакции, также будет равно 0,5 моль.

$n(\text{CuO}) = 0,5 \text{ моль}$

Данный вариант соответствует пункту 3) в предложенных ответах.

Ответ: 0,5 моль.

9. Количество вещества кислорода, необходимого для сжигания 32 г метана $CH_4$ по уравнению реакции $CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O$, равно

1) 1 моль

2) 2 моль

3) 4 моль

4) 6 моль

Дано:

Масса метана $m(CH_4) = 32 \text{ г}$
Уравнение реакции горения метана: $CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O$

Найти:

Количество вещества кислорода $n(O_2)$ — ?

Решение:

Для определения количества вещества кислорода, необходимого для реакции, сначала найдем количество вещества метана, которое вступает в реакцию.

1. Рассчитаем молярную массу метана ($CH_4$). Она складывается из атомных масс углерода (C) и водорода (H). Используем относительные атомные массы: $Ar(C) = 12$, $Ar(H) = 1$. $M(CH_4) = Ar(C) + 4 \times Ar(H) = 12 + 4 \times 1 = 16 \text{ г/моль}$.

2. Теперь найдем количество вещества метана ($n$) в 32 г по формуле $n = \frac{m}{M}$, где $m$ — масса вещества, а $M$ — его молярная масса. $n(CH_4) = \frac{m(CH_4)}{M(CH_4)} = \frac{32 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 2 \text{ моль}$.

3. Далее используем уравнение реакции для нахождения количества вещества кислорода. $CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O$. Согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении, на 1 моль метана ($CH_4$) расходуется 2 моль кислорода ($O_2$). Таким образом, соотношение количеств веществ равно соотношению их коэффициентов: $\frac{n(CH_4)}{1} = \frac{n(O_2)}{2}$.

Выразим отсюда количество вещества кислорода: $n(O_2) = 2 \times n(CH_4)$.

Подставим найденное количество вещества метана: $n(O_2) = 2 \times 2 \text{ моль} = 4 \text{ моль}$.

Следовательно, для полного сжигания 32 г метана требуется 4 моль кислорода.

Ответ: 4 моль.

10. Выберите верные утверждения:

1) 1 л хлороводорода и 1 л кислорода при одних условиях содержат одинаковое число молекул

2) масса железа количеством вещества 3 моль равна 112 г

3) 14 г азота занимают объём 22,4 л (н. у.)

4) равные массы азота и кислорода при одних условиях занимают одинаковый объём

5) 2 моль азота содержат $12,04 \cdot 10^{23}$ молекул

1) 1 л хлороводорода и 1 л кислорода при одних условиях содержат одинаковое число молекул

Решение: Данное утверждение основывается на законе Авогадро. Согласно этому закону, равные объёмы любых газов при одинаковых температуре и давлении содержат одинаковое число молекул. В задаче указано, что объёмы хлороводорода ($HCl$) и кислорода ($O_2$) равны (по 1 л), и они находятся при одних и тех же условиях. Следовательно, количество молекул в них одинаково.

Ответ: Утверждение верное.

2) масса железа количеством вещества 3 моль равна 112 г

Дано:
Количество вещества железа $n(Fe) = 3 \, \text{моль}$
Молярная масса железа $M(Fe) \approx 56 \, \text{г/моль}$

Перевод в СИ:
$M(Fe) \approx 0.056 \, \text{кг/моль}$

Найти:
Массу железа $m(Fe)$.

Решение: Массу вещества можно рассчитать по формуле $m = n \cdot M$.
$m(Fe) = 3 \, \text{моль} \cdot 56 \, \text{г/моль} = 168 \, \text{г}$.
Расчетное значение массы (168 г) не совпадает со значением, данным в утверждении (112 г).

Ответ: Утверждение неверное.

3) 14 г азота занимают объём 22,4 л (н. у.)

Дано:
Масса азота $m(N_2) = 14 \, \text{г}$
Условия: нормальные (н. у.), при которых молярный объём идеального газа $V_m = 22.4 \, \text{л/моль}$

Перевод в СИ:
$m(N_2) = 0.014 \, \text{кг}$
$V_m = 0.0224 \, \text{м}^3/\text{моль}$

Найти:
Объём азота $V(N_2)$.

Решение: Молекула азота состоит из двух атомов, поэтому его молярная масса $M(N_2) = 2 \cdot 14 = 28 \, \text{г/моль}$.
Найдем количество вещества азота: $n(N_2) = \frac{m}{M} = \frac{14 \, \text{г}}{28 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль}$.
Теперь рассчитаем объём этого количества газа при нормальных условиях: $V = n \cdot V_m = 0.5 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 11.2 \, \text{л}$.
Расчетный объём (11.2 л) не равен объёму, указанному в утверждении (22.4 л).

Ответ: Утверждение неверное.

4) равные массы азота и кислорода при одних условиях занимают одинаковый объём

Решение: При одинаковых условиях (температуре и давлении) одинаковые объёмы занимают газы с одинаковым количеством вещества (числом моль), что является следствием из закона Авогадро.
Сравним количество вещества для равных масс азота ($N_2$) и кислорода ($O_2$).
Молярная масса азота $M(N_2) = 28 \, \text{г/моль}$.
Молярная масса кислорода $M(O_2) = 32 \, \text{г/моль}$.
Пусть масса каждого газа равна $m$.
Количество вещества азота: $n(N_2) = \frac{m}{28}$.
Количество вещества кислорода: $n(O_2) = \frac{m}{32}$.
Поскольку молярные массы газов различны, то при одинаковой массе количество вещества у них будет разным ($n(N_2) \neq n(O_2)$). Следовательно, и объёмы они будут занимать разные.

Ответ: Утверждение неверное.

5) 2 моль азота содержат 12,04 · 10²³ молекул

Дано:
Количество вещества азота $n(N_2) = 2 \, \text{моль}$

Перевод в СИ:
Данные уже представлены в единицах СИ.

Найти:
Число молекул азота $N(N_2)$.

Решение: Число частиц (молекул) в веществе рассчитывается по формуле $N = n \cdot N_A$, где $N_A$ — постоянная Авогадро, равная $6.02 \cdot 10^{23} \, \text{моль}^{-1}$.
$N(N_2) = 2 \, \text{моль} \cdot 6.02 \cdot 10^{23} \, \text{моль}^{-1} = 12.04 \cdot 10^{23}$.
Расчетное число молекул совпадает со значением, данным в утверждении.

Ответ: Утверждение верное.

11. Установите соответствие между расчётной формулой и физической величиной, которую можно рассчитать с помощью этой формулы.

РАСЧЁТНАЯ ФОРМУЛА

А) $m = n \cdot M$

Б) $V = n \cdot V_m$

В) $n = m / M$

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

1) молярная масса

2) масса

3) объём

4) молярный объём

5) количество вещества

Для установления соответствия необходимо проанализировать каждую расчётную формулу и определить, для вычисления какой физической величины она предназначена.

А) $m = n \cdot M$

В этой формуле $m$ обозначает массу вещества, $n$ — количество вещества (измеряется в молях), а $M$ — молярную массу (массу одного моля вещества). Формула показывает, что масса вещества ($m$) равна произведению его количества ($n$) на молярную массу ($M$). Следовательно, эта формула предназначена для расчёта массы. В списке физических величин "масса" соответствует номеру 2.

Ответ: 2

Б) $V = n \cdot V_m$

В данной формуле $V$ — это объём вещества, $n$ — количество вещества, а $V_m$ — молярный объём (объём, занимаемый одним молем вещества; для газов при нормальных условиях $V_m \approx 22,4$ л/моль). Формула выражает объём ($V$) как произведение количества вещества ($n$) на молярный объём ($V_m$). Таким образом, с помощью этой формулы рассчитывают объём. В списке физических величин "объём" соответствует номеру 3.

Ответ: 3

В) $n = m / M$

Здесь $n$ — это количество вещества, $m$ — масса вещества, а $M$ — его молярная масса. Данная формула является основной для нахождения количества вещества по известной массе. Она показывает, что количество вещества ($n$) можно найти, разделив массу вещества ($m$) на его молярную массу ($M$). Следовательно, эта формула используется для расчёта количества вещества. В списке физических величин "количество вещества" соответствует номеру 5.

Ответ: 5