Страница 31 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

1. Химическая формула — это

1. Химическая формула — это условное изображение состава веществ с помощью химических знаков (символов химических элементов) и числовых индексов. Химическая формула несет в себе информацию о качественном и количественном составе вещества.

Качественный состав показывает, из атомов каких химических элементов состоит данное вещество. Он передается с помощью символов химических элементов (например, H — водород, O — кислород, Fe — железо).

Количественный состав показывает, сколько атомов каждого элемента содержится в одной молекуле вещества (для веществ молекулярного строения) или каково соотношение ионов в формульной единице (для веществ немолекулярного строения). Количественный состав указывается с помощью арабских цифр, которые называются индексами и пишутся справа внизу от символа элемента. Если индекс равен 1, он, как правило, не указывается.

Например, химическая формула воды — $H_2O$. Она показывает, что:

1) вещество состоит из атомов двух химических элементов: водорода (H) и кислорода (O) — это качественный состав;

2) каждая молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода — это количественный состав.

Существуют разные типы химических формул, которые несут разный объем информации:

• Простейшая (эмпирическая) формула показывает минимальное целочисленное соотношение атомов элементов в веществе. Например, для глюкозы ($C_6H_{12}O_6$) простейшей формулой будет $CH_2O$.

• Молекулярная (истинная) формула показывает точное число атомов каждого элемента в одной молекуле. Например, $C_6H_{12}O_6$ для глюкозы.

• Структурная формула показывает не только состав, но и порядок соединения атомов в молекуле, а также характер химических связей между ними (графическое изображение).

• Рациональная формула выделяет группы атомов (функциональные группы), характерные для данного класса соединений. Например, для этанола $C_2H_5OH$.

Ответ: условное изображение качественного и количественного состава вещества с помощью химических знаков и индексов.

2. Относительная молекулярная масса — это

Её обозначение

2. Относительная молекулярная масса — это физическая величина, которая показывает, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше, чем 1/12 массы атома углерода-12 ($^{12}\text{C}$). За эталон сравнения масс атомов и молекул принята атомная единица массы (а.е.м.), которая равна 1/12 массы атома углерода-12. Таким образом, относительная молекулярная масса — это масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. Это безразмерная величина.
Практически относительную молекулярную массу рассчитывают как сумму относительных атомных масс ($A_r$) всех атомов, входящих в состав молекулы, с учётом их количества (индексов в химической формуле).
Например, для воды ($H_2O$):
$M_r(H_2O) = 2 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(O) \approx 2 \cdot 1.008 + 1 \cdot 15.999 \approx 18.015$
Ответ: физическая величина, показывающая, во сколько раз масса молекулы вещества больше 1/12 массы атома углерода.

Её обозначение — $M_r$. Индекс «r» происходит от английского слова "relative" (относительный).
Ответ: $M_r$.

3. Массовая доля элемента ($w$) — это

Массовая доля рассчитывается по формуле

3. Массовая доля элемента (w) — это физическая величина, равная отношению массы данного элемента в веществе к массе всего вещества. Массовая доля является безразмерной величиной, но для удобства её часто выражают в долях единицы или в процентах (%).

Массовая доля рассчитывается по формуле

$w(\text{Э}) = \frac{n \cdot A_r(\text{Э})}{M_r(\text{вещества})}$

где:
$w(\text{Э})$ — массовая доля химического элемента Э;
$n$ — число атомов этого элемента в одной формульной единице вещества (индекс в химической формуле);
$A_r(\text{Э})$ — относительная атомная масса элемента Э (указана в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева);
$M_r(\text{вещества})$ — относительная молекулярная масса вещества, которая вычисляется как сумма относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав его формульной единицы.
Для выражения результата в процентах, полученное значение умножают на 100%.

Ответ: Массовая доля элемента (w) — это отношение массы элемента в веществе к общей массе вещества, которое рассчитывается по формуле $w(\text{Э}) = \frac{n \cdot A_r(\text{Э})}{M_r(\text{вещества})}$.

4. Какую информацию несёт химическая формула и что позволяет рассчитать?

1)

2)

3)

4)

5)

6)

7)

1) Химическая формула показывает качественный состав вещества, то есть из атомов каких химических элементов оно состоит. Например, формула $H_2SO_4$ показывает, что серная кислота состоит из атомов водорода ($H$), серы ($S$) и кислорода ($O$). Ответ: Качественный состав вещества.

2) Формула отражает количественный состав вещества. Индексы (цифры внизу справа от символа элемента) показывают соотношение атомов в соединении, то есть сколько атомов каждого элемента содержится в одной молекуле (или формульной единице). Например, в одной молекуле $H_2SO_4$ содержится 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода. Ответ: Количественный состав вещества.

3) По химической формуле можно определить тип вещества: простое оно или сложное. Простое вещество состоит из атомов одного химического элемента (например, озон $O_3$ или железо $Fe$), а сложное — из атомов разных химических элементов (например, вода $H_2O$). Ответ: Тип вещества (простое/сложное).

4) Зная валентность одного из элементов (или используя правила для определения постоянных валентностей), по формуле бинарного соединения можно определить валентность другого элемента. Аналогично, по формуле можно определить и степени окисления элементов в соединении. Например, в оксиде фосфора(V) $P_2O_5$, зная, что валентность кислорода равна II, можно рассчитать, что валентность фосфора равна V. Ответ: Валентность и степени окисления элементов.

5) Формула позволяет рассчитать относительную молекулярную массу ($M_r$). Это безразмерная величина, которая показывает, во сколько раз масса молекулы (или формульной единицы) больше 1/12 массы атома углерода. Её находят, суммируя относительные атомные массы ($A_r$) всех атомов с учётом их числа. Например, $M_r(H_2SO_4) = 2 \cdot A_r(H) + A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98$. Ответ: Относительная молекулярная (формульная) масса.

6) На основе формулы можно рассчитать молярную массу вещества ($M$). Это масса одного моль вещества. Численно она равна относительной молекулярной массе, но имеет единицу измерения — грамм на моль (г/моль). Например, $M(H_2SO_4) = 98$ г/моль. Эта величина используется для расчётов количества вещества. Ответ: Молярная масса вещества.

7) Формула позволяет рассчитать массовые доли элементов ($\omega$) в веществе. Массовая доля показывает, какая часть от общей массы соединения приходится на данный элемент. Рассчитывается по формуле: $\omega(Э) = \frac{n \cdot A_r(Э)}{M_r(\text{вещества})} \cdot 100\%$, где $n$ — число атомов элемента в формуле. Например, массовая доля кислорода в $H_2SO_4$ составляет $\omega(O) = \frac{4 \cdot 16}{98} \cdot 100\% \approx 65,3\%$. Ответ: Массовые доли элементов.

5. Формула серной кислоты $H_2SO_4$ показывает:

1)

2)

3)

4)

5)

6)$M_r(H_2SO_4) = $

7)$w(H) = $ $w(S) = $

$w(O) = $

1) Качественный состав: формула показывает, что вещество состоит из атомов трех химических элементов - водорода (H), серы (S) и кислорода (O).
Ответ: Вещество состоит из атомов водорода, серы и кислорода.

2) Количественный состав: формула показывает, что одна молекула серной кислоты содержит два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода.
Ответ: Одна молекула $H_2SO_4$ содержит 2 атома H, 1 атом S и 4 атома O.

3) Тип вещества: серная кислота является сложным веществом, так как состоит из атомов разных химических элементов. По классификации неорганических соединений относится к классу кислородсодержащих кислот.
Ответ: Серная кислота — это сложное вещество, кислота.

4) Соотношение атомов: атомы химических элементов в молекуле серной кислоты находятся в соотношении $N(H) : N(S) : N(O) = 2 : 1 : 4$.
Ответ: Соотношение атомов $H:S:O$ равно $2:1:4$.

5) Валентности элементов: зная, что водород в кислотах всегда одновалентен (I), а кислород в большинстве соединений двухвалентен (II), можно определить валентность серы. Валентность кислотного остатка $SO_4$ равна II, так как он соединен с двумя атомами водорода. Суммарная валентность четырех атомов кислорода равна $4 \times II = VIII$. Следовательно, валентность серы в этом соединении равна $VIII - II = VI$.
Ответ: Валентность H - I, S - VI, O - II.

6) $M_r(H_2SO_4)$ =

Дано:
Химическая формула: $H_2SO_4$
Относительные атомные массы (округленные до целых):
$A_r(H) = 1$
$A_r(S) = 32$
$A_r(O) = 16$

Найти:
$M_r(H_2SO_4)$ — относительную молекулярную массу серной кислоты.

Решение:
Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав его молекулы, с учётом их количества.
$M_r(H_2SO_4) = 2 \times A_r(H) + 1 \times A_r(S) + 4 \times A_r(O)$
$M_r(H_2SO_4) = 2 \times 1 + 1 \times 32 + 4 \times 16 = 2 + 32 + 64 = 98$
Ответ: $M_r(H_2SO_4) = 98$.

7) $w(H)$ = ..., $w(S)$ = ..., $w(O)$ = ...

Дано:
Формула: $H_2SO_4$
$M_r(H_2SO_4) = 98$
$A_r(H) = 1$
$A_r(S) = 32$
$A_r(O) = 16$

Найти:
$w(H)$, $w(S)$, $w(O)$ — массовые доли элементов в серной кислоте.

Решение:
Массовая доля элемента в соединении вычисляется по формуле: $w(Э) = \frac{n \times A_r(Э)}{M_r(\text{соединения})} \times 100\%$, где $n$ — число атомов элемента в формуле.
Вычислим массовую долю водорода (H):
$w(H) = \frac{2 \times A_r(H)}{M_r(H_2SO_4)} = \frac{2 \times 1}{98} \approx 0,0204$
В процентах: $0,0204 \times 100\% = 2,04\%$
Вычислим массовую долю серы (S):
$w(S) = \frac{1 \times A_r(S)}{M_r(H_2SO_4)} = \frac{1 \times 32}{98} \approx 0,3265$
В процентах: $0,3265 \times 100\% = 32,65\%$
Вычислим массовую долю кислорода (O):
$w(O) = \frac{4 \times A_r(O)}{M_r(H_2SO_4)} = \frac{4 \times 16}{98} = \frac{64}{98} \approx 0,6531$
В процентах: $0,6531 \times 100\% = 65,31\%$
Проверка: $2,04\% + 32,65\% + 65,31\% = 100\%$.
Ответ: $w(H) \approx 2,04\%$; $w(S) \approx 32,65\%$; $w(O) \approx 65,31\%$.