Страница 10 - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

1.40. Вычислите, какое количество вещества воды содержит столько молекул, сколько их заключено в 960 г серной кислоты.

Дано:

$m(H_2SO_4) = 960 \text{ г}$

$m(H_2SO_4) = 0.960 \text{ кг}$

Найти:

$n(H_2O) - ?$

Решение:

По условию задачи, искомое количество вещества воды содержит столько же молекул, сколько их находится в 960 г серной кислоты. Это означает, что число молекул воды $N(H_2O)$ равно числу молекул серной кислоты $N(H_2SO_4)$.

Количество вещества ($n$, измеряется в молях) связано с числом структурных единиц (молекул) $N$ через постоянную Авогадро $N_A$ по формуле:

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

Из равенства числа молекул $N(H_2O) = N(H_2SO_4)$ следует, что и количество вещества для воды и серной кислоты также будет одинаковым:

$n(H_2O) = n(H_2SO_4)$

Следовательно, задача сводится к вычислению количества вещества серной кислоты в 960 г.

Количество вещества можно рассчитать по формуле:

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

где $m$ — масса вещества, а $M$ — его молярная масса.

1. Найдем молярную массу серной кислоты ($H_2SO_4$). Для этого сложим относительные атомные массы элементов, умноженные на их количество в молекуле (используя округленные значения: $A_r(H)=1$, $A_r(S)=32$, $A_r(O)=16$):

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot A_r(H) + A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98 \text{ г/моль}$.

2. Теперь рассчитаем количество вещества серной кислоты:

$n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{960 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 9.7959 \text{ моль}$.

Округлим результат до трех значащих цифр:

$n(H_2SO_4) \approx 9.80 \text{ моль}$.

Поскольку $n(H_2O) = n(H_2SO_4)$, то количество вещества воды также равно $9.80 \text{ моль}$.

Ответ: количество вещества воды составляет $9.80 \text{ моль}$.

1.41. Определите, сколько ионов калия и сульфат-ионов содержится в 1 моль сульфата калия.

Дано:

Количество вещества сульфата калия $n(K_2SO_4) = 1$ моль

Постоянная Авогадро $N_A \approx 6.02 \times 10^{23}$ моль⁻¹

Найти:

Число ионов калия $N(K^+) - ?$

Число сульфат-ионов $N(SO_4^{2-}) - ?$

Решение:

Химическая формула сульфата калия — $K_2SO_4$.

Сульфат калия является сильным электролитом и при растворении в воде полностью диссоциирует на ионы. Уравнение диссоциации имеет вид: $$ K_2SO_4 \rightarrow 2K^+ + SO_4^{2-} $$

Из уравнения реакции видно, что при диссоциации 1 моль сульфата калия ($K_2SO_4$) образуется 2 моль ионов калия ($K^+$) и 1 моль сульфат-ионов ($SO_4^{2-}$).

Количество вещества ионов калия: $n(K^+) = 2 \times n(K_2SO_4) = 2 \times 1 \text{ моль} = 2 \text{ моль}$.

Количество вещества сульфат-ионов: $n(SO_4^{2-}) = 1 \times n(K_2SO_4) = 1 \times 1 \text{ моль} = 1 \text{ моль}$.

Число частиц $N$ (в данном случае ионов) можно найти по формуле, связывающей количество вещества $n$ и постоянную Авогадро $N_A$: $$ N = n \times N_A $$

Рассчитаем число ионов калия: $N(K^+) = n(K^+) \times N_A = 2 \text{ моль} \times 6.02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 12.04 \times 10^{23} = 1.204 \times 10^{24}$ ионов.

Рассчитаем число сульфат-ионов: $N(SO_4^{2-}) = n(SO_4^{2-}) \times N_A = 1 \text{ моль} \times 6.02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 6.02 \times 10^{23}$ ионов.

Ответ: в 1 моль сульфата калия содержится $1.204 \times 10^{24}$ ионов калия и $6.02 \times 10^{23}$ сульфат-ионов.

1.42. Определите, сколько атомов водорода, серы и кислорода содержится в 174 г серной кислоты.

Дано:

масса серной кислоты $m(H_2SO_4) = 174$ г

$m(H_2SO_4) = 174 \text{ г} = 0.174 \text{ кг}$

Найти:

Число атомов водорода $N(H)$ - ?

Число атомов серы $N(S)$ - ?

Число атомов кислорода $N(O)$ - ?

Решение:

1. Для начала определим молярную массу серной кислоты ($H_2SO_4$). Для этого воспользуемся периодической таблицей химических элементов Д.И. Менделеева и найдем относительные атомные массы водорода, серы и кислорода, округлив их до целых чисел:

$A_r(H) = 1$

$A_r(S) = 32$

$A_r(O) = 16$

Молярная масса серной кислоты $M(H_2SO_4)$ равна сумме масс всех атомов в молекуле:

$M(H_2SO_4) = 2 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98$ г/моль.

2. Теперь вычислим количество вещества (число моль) $ν$ в 174 г серной кислоты по формуле:

$ν = \frac{m}{M}$

$ν(H_2SO_4) = \frac{174 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 1.776 \text{ моль}$

3. Зная количество вещества, мы можем найти общее число молекул серной кислоты $N(H_2SO_4)$. Для этого используем число Авогадро $N_A \approx 6.022 \times 10^{23}$ моль⁻¹:

$N = ν \cdot N_A$

$N(H_2SO_4) = 1.776 \text{ моль} \cdot 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 1.07 \times 10^{24}$ молекул.

4. Химическая формула $H_2SO_4$ показывает, что в каждой молекуле серной кислоты содержится 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода. Используя это соотношение, найдем число атомов каждого элемента:

Число атомов водорода:

$N(H) = 2 \cdot N(H_2SO_4) = 2 \cdot 1.07 \times 10^{24} = 2.14 \times 10^{24}$ атомов.

Число атомов серы:

$N(S) = 1 \cdot N(H_2SO_4) = 1.07 \times 10^{24}$ атомов.

Число атомов кислорода:

$N(O) = 4 \cdot N(H_2SO_4) = 4 \cdot 1.07 \times 10^{24} = 4.28 \times 10^{24}$ атомов.

Ответ: в 174 г серной кислоты содержится примерно $2.14 \times 10^{24}$ атомов водорода, $1.07 \times 10^{24}$ атомов серы и $4.28 \times 10^{24}$ атомов кислорода.

1.43. Определите, сколько молекул содержится в 0,25 моль сульфата железа(II).

Дано:

Количество вещества сульфата железа(II) ($v$) = 0,25 моль

Постоянная Авогадро ($N_A$) $\approx 6.02 \cdot 10^{23}$ моль$^{-1}$

Найти:

Число молекул (формульных единиц) $N$ — ?

Решение:

Для определения числа частиц (в данном случае, "молекул", а точнее формульных единиц, поскольку сульфат железа(II) $FeSO_4$ является ионным соединением) в известном количестве вещества, необходимо использовать постоянную Авогадро.

Число частиц ($N$) связано с количеством вещества ($v$) и постоянной Авогадро ($N_A$) следующим соотношением:

$N = v \cdot N_A$

Подставим в формулу значения, данные в условии задачи:

$N = 0.25 \text{ моль} \cdot 6.02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Выполним расчет:

$N = 1.505 \cdot 10^{23}$

Ответ: в 0,25 моль сульфата железа(II) содержится $1.505 \cdot 10^{23}$ молекул (формульных единиц).

1.44. Смесь содержит равное количество веществ оксида углерода(IV) ($CO_2$) и метана ($CH_4$). Определите массовые отношения этих веществ в смеси.

Дано:

Смесь оксида углерода(IV) ($CO_2$) и метана ($CH_4$).

Количество вещества оксида углерода(IV) равно количеству вещества метана:

$n(CO_2) = n(CH_4)$

Найти:

Массовое отношение веществ в смеси: $m(CO_2) : m(CH_4)$

Решение:

Масса вещества ($m$) определяется по формуле, связывающей ее с количеством вещества ($n$) и молярной массой ($M$):

$m = n \cdot M$

1. Найдем молярные массы оксида углерода(IV) и метана. Для этого воспользуемся периодической таблицей химических элементов для определения относительных атомных масс: $Ar(C) \approx 12$, $Ar(O) \approx 16$, $Ar(H) \approx 1$.

Молярная масса оксида углерода(IV) ($CO_2$):

$M(CO_2) = Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 12 + 32 = 44$ г/моль.

Молярная масса метана ($CH_4$):

$M(CH_4) = Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) = 12 + 4 \cdot 1 = 12 + 4 = 16$ г/моль.

2. По условию, количества веществ ($n$) оксида углерода(IV) и метана равны. Пусть $n(CO_2) = n(CH_4) = x$ моль.

Тогда массы этих газов в смеси будут равны:

$m(CO_2) = n(CO_2) \cdot M(CO_2) = x \cdot 44$

$m(CH_4) = n(CH_4) \cdot M(CH_4) = x \cdot 16$

3. Найдем отношение масс этих веществ:

$m(CO_2) : m(CH_4) = (x \cdot 44) : (x \cdot 16)$

Поскольку $x$ является общим множителем, его можно сократить. Таким образом, массовое отношение равно отношению молярных масс:

$m(CO_2) : m(CH_4) = 44 : 16$

4. Упростим полученное отношение, разделив обе части на их наибольший общий делитель, который равен 4:

$44 \div 4 = 11$

$16 \div 4 = 4$

Следовательно, искомое массовое отношение составляет $11 : 4$.

Ответ: массовое отношение оксида углерода(IV) к метану в смеси составляет $11:4$.

1.45. Смесь веществ содержит равное число молекул кислорода и азота. Определите массовые отношения этих веществ в смеси.

Дано:

Смесь содержит кислород ($O_2$) и азот ($N_2$).
Число молекул кислорода равно числу молекул азота: $N_{O_2} = N_{N_2}$.

Молярная масса кислорода ($O_2$): $M_{O_2} \approx 32 \text{ г/моль} = 32 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$
Молярная масса азота ($N_2$): $M_{N_2} \approx 28 \text{ г/моль} = 28 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$

Найти:

Массовое отношение этих веществ: $\frac{m_{O_2}}{m_{N_2}}$.

Решение:

Масса вещества $m$ связана с числом его молекул $N$ и молярной массой $M$ через постоянную Авогадро $N_A$ следующим соотношением:

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

Запишем выражения для масс кислорода и азота в смеси:

$m_{O_2} = \frac{N_{O_2} \cdot M_{O_2}}{N_A}$

$m_{N_2} = \frac{N_{N_2} \cdot M_{N_2}}{N_A}$

Чтобы найти массовое отношение, разделим массу кислорода на массу азота:

$\frac{m_{O_2}}{m_{N_2}} = \frac{\frac{N_{O_2} \cdot M_{O_2}}{N_A}}{\frac{N_{N_2} \cdot M_{N_2}}{N_A}}$

По условию задачи, $N_{O_2} = N_{N_2}$. Постоянная Авогадро $N_A$ также является общей для обоих выражений. Сократив эти величины, получим, что массовое отношение равно отношению молярных масс:

$\frac{m_{O_2}}{m_{N_2}} = \frac{M_{O_2}}{M_{N_2}}$

Подставим значения молярных масс (в г/моль, так как единицы измерения сократятся):

$\frac{m_{O_2}}{m_{N_2}} = \frac{32}{28}$

Сократим полученную дробь на 4:

$\frac{m_{O_2}}{m_{N_2}} = \frac{8}{7}$

Это означает, что масса кислорода в смеси относится к массе азота как 8 к 7.

Ответ: массовое отношение кислорода к азоту равно $\frac{8}{7}$.

1.46. Рассчитайте число молекул, содержащихся в 150 г ук-сусной кислоты.

Дано:

$m(\text{CH}_3\text{COOH}) = 150 \text{ г}$

$m = 150 \text{ г} = 0.15 \text{ кг}$

Найти:

$N(\text{CH}_3\text{COOH}) - ?$

Решение:

1.46. Чтобы рассчитать число молекул в заданной массе вещества, необходимо последовательно выполнить следующие действия: найти молярную массу вещества, затем рассчитать количество вещества в молях и, наконец, умножить полученное значение на число Авогадро.

1. Определим молярную массу ($M$) уксусной кислоты с химической формулой $CH_3COOH$. Для этого сложим относительные атомные массы всех атомов, входящих в состав молекулы. Будем использовать округленные значения: $A_r(\text{C}) = 12$, $A_r(\text{H}) = 1$, $A_r(\text{O}) = 16$.

В одной молекуле уксусной кислоты 2 атома углерода, 4 атома водорода и 2 атома кислорода.

$M(\text{CH}_3\text{COOH}) = 2 \cdot A_r(\text{C}) + 4 \cdot A_r(\text{H}) + 2 \cdot A_r(\text{O}) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 60 \text{ г/моль}$

2. Рассчитаем количество вещества ($n$) в 150 г уксусной кислоты, используя формулу:

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

где $m$ - масса вещества, а $M$ - его молярная масса.

$n(\text{CH}_3\text{COOH}) = \frac{150 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = 2.5 \text{ моль}$

3. Теперь найдем искомое число молекул ($N$), умножив количество вещества ($n$) на постоянную Авогадро ($N_A$), которая приблизительно равна $6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$.

$N = n \cdot N_A$

$N(\text{CH}_3\text{COOH}) = 2.5 \text{ моль} \cdot 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 15.055 \times 10^{23} \text{ молекул}$

Представим ответ в стандартном виде (с одной значащей цифрой до запятой):

$N = 1.5055 \times 10^{24} \text{ молекул}$

Ответ: $1.5055 \times 10^{24}$ молекул.

1.47. Определите, сколько молекул каждого вещества содержится в смеси, состоящей из 170 г сероводорода и 182,5 г хлороводорода.

Дано:

Масса сероводорода ($m_{\text{H}_2\text{S}}$) = 170 г
Масса хлороводорода ($m_{\text{HCl}}$) = 182,5 г
Постоянная Авогадро ($N_A$) $\approx 6,022 \times 10^{23}$ моль$^{-1}$

$m_{\text{H}_2\text{S}} = 170 \text{ г} = 0,17 \text{ кг}$
$m_{\text{HCl}} = 182,5 \text{ г} = 0,1825 \text{ кг}$

Найти:

Число молекул сероводорода ($N_{\text{H}_2\text{S}}$) - ?
Число молекул хлороводорода ($N_{\text{HCl}}$) - ?

Решение:

Для определения числа молекул ($N$) в заданном количестве вещества используется формула, связывающая количество вещества ($\nu$) и постоянную Авогадро ($N_A$):

$N = \nu \cdot N_A$

Количество вещества ($\nu$), в свою очередь, можно найти, зная массу вещества ($m$) и его молярную массу ($M$):

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

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

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

Произведем расчеты для каждого вещества в смеси.

1. Сероводород (H₂S)

Найдем молярную массу сероводорода (H₂S), используя относительные атомные массы водорода (H) и серы (S) из периодической системы Д.И. Менделеева. Примем Ar(H) = 1, Ar(S) = 32.
$M(\text{H}_2\text{S}) = 2 \cdot \text{Ar(H)} + \text{Ar(S)} = 2 \cdot 1 + 32 = 34 \text{ г/моль}$.

Рассчитаем количество вещества сероводорода:
$\nu(\text{H}_2\text{S}) = \frac{m(\text{H}_2\text{S})}{M(\text{H}_2\text{S})} = \frac{170 \text{ г}}{34 \text{ г/моль}} = 5 \text{ моль}$.

Теперь определим число молекул сероводорода:
$N(\text{H}_2\text{S}) = \nu(\text{H}_2\text{S}) \cdot N_A = 5 \text{ моль} \cdot 6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 30,11 \times 10^{23} = 3,011 \times 10^{24}$.

2. Хлороводород (HCl)

Найдем молярную массу хлороводорода (HCl). Примем Ar(H) = 1, Ar(Cl) = 35,5.
$M(\text{HCl}) = \text{Ar(H)} + \text{Ar(Cl)} = 1 + 35,5 = 36,5 \text{ г/моль}$.

Рассчитаем количество вещества хлороводорода:
$\nu(\text{HCl}) = \frac{m(\text{HCl})}{M(\text{HCl})} = \frac{182,5 \text{ г}}{36,5 \text{ г/моль}} = 5 \text{ моль}$.

Определим число молекул хлороводорода:
$N(\text{HCl}) = \nu(\text{HCl}) \cdot N_A = 5 \text{ моль} \cdot 6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 30,11 \times 10^{23} = 3,011 \times 10^{24}$.

Ответ: В смеси содержится $3,011 \times 10^{24}$ молекул сероводорода и $3,011 \times 10^{24}$ молекул хлороводорода.

1.48. Определите, сколько молекул содержится в 115 г этанола.

Дано:

масса этанола $m = 115$ г

вещество - этанол ($C_2H_5OH$)

постоянная Авогадро $N_A \approx 6.022 \cdot 10^{23}$ моль⁻¹

$m = 0.115$ кг

Найти:

число молекул $N$

Решение:

Число молекул $N$ в образце вещества можно найти по формуле:

$N = \nu \cdot N_A$

где $\nu$ — количество вещества, а $N_A$ — постоянная Авогадро.

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

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

Совместив две формулы, получим:

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

Сначала рассчитаем молярную массу этанола ($C_2H_5OH$). Для этого воспользуемся периодической таблицей химических элементов для определения относительных атомных масс углерода ($C$), водорода ($H$) и кислорода ($O$):

$Ar(C) \approx 12$

$Ar(H) \approx 1$

$Ar(O) \approx 16$

Молярная масса этанола равна:

$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot Ar(C) + (5+1) \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 1 \cdot 16 = 24 + 6 + 16 = 46$ г/моль.

Теперь, когда у нас есть все необходимые данные, мы можем вычислить количество молекул. Подставим значения в формулу:

$N = \frac{115 \text{ г}}{46 \text{ г/моль}} \cdot 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Сначала найдем количество вещества:

$\nu = \frac{115}{46} = 2.5$ моль

Теперь найдем число молекул:

$N = 2.5 \cdot 6.022 \cdot 10^{23} = 15.055 \cdot 10^{23} = 1.5055 \cdot 10^{24}$

Округлим результат до трех значащих цифр.

$N \approx 1.51 \cdot 10^{24}$

Ответ: в 115 г этанола содержится примерно $1.51 \cdot 10^{24}$ молекул.

1.49. Определите, сколько атомов железа содержится в 3 моль хлорида железа(III).

Дано:

Количество вещества хлорида железа(III) $n(\text{FeCl}_3) = 3 \text{ моль}$.
Постоянная Авогадро $N_A \approx 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$.

Найти:

Число атомов железа $N(\text{Fe})$.

Решение:

1. Химическая формула хлорида железа(III) — $FeCl_3$. Указание (III) означает, что степень окисления железа равна +3.

2. Из формулы $FeCl_3$ следует, что каждая формульная единица этого вещества содержит один атом железа ($Fe$) и три атома хлора ($Cl$).

3. Это означает, что количество вещества атомов железа $n(\text{Fe})$ равно количеству вещества хлорида железа(III) $n(\text{FeCl}_3)$.
$n(\text{Fe}) = n(\text{FeCl}_3) = 3 \text{ моль}$.

4. Число частиц (в данном случае атомов) в веществе можно найти, умножив количество вещества ($n$) на постоянную Авогадро ($N_A$):
$N = n \times N_A$

5. Вычислим число атомов железа $N(\text{Fe})$:
$N(\text{Fe}) = n(\text{Fe}) \times N_A = 3 \text{ моль} \times 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 18.066 \times 10^{23} \text{ атомов}$.

6. Представим результат в стандартном виде:
$N(\text{Fe}) = 1.8066 \times 10^{24} \text{ атомов}$.

Ответ: в 3 моль хлорида железа(III) содержится $1.8066 \times 10^{24}$ атомов железа.

1.50. Определите, сколько атомов азота содержится в 5 моль нитрата серебра.

Дано:

Количество вещества нитрата серебра $\nu(AgNO_3) = 5 \text{ моль}$

Постоянная Авогадро $N_A \approx 6.02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Найти:

Число атомов азота $N(N)$

Решение:

1. Сначала запишем химическую формулу нитрата серебра. Нитрат-ион имеет формулу $NO_3^−$, а ион серебра — $Ag^+$. Следовательно, формула нитрата серебра — $AgNO_3$.

2. Проанализируем состав одной формульной единицы $AgNO_3$. Она состоит из одного атома серебра ($Ag$), одного атома азота ($N$) и трёх атомов кислорода ($O$).

3. Из этого следует, что в 1 моль нитрата серебра ($AgNO_3$) содержится 1 моль атомов азота ($N$). Таким образом, количество вещества атомов азота равно количеству вещества нитрата серебра:

$\nu(N) = \nu(AgNO_3) = 5 \text{ моль}$

4. Чтобы найти число атомов, нужно умножить количество вещества на постоянную Авогадро ($N_A$), которая показывает число частиц (атомов, молекул и т.д.) в 1 моль вещества.

Формула для расчёта:

$N = \nu \cdot N_A$

5. Подставим наши значения в формулу, чтобы найти число атомов азота $N(N)$:

$N(N) = 5 \text{ моль} \cdot 6.02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 30.1 \times 10^{23} \text{ атомов}$

Представим ответ в стандартном виде:

$N(N) = 3.01 \times 10^{24} \text{ атомов}$

Ответ: в 5 моль нитрата серебра содержится $3.01 \times 10^{24}$ атомов азота.

Внимание, тесты!

1.51. Масса 0,5 моль сероводорода равна

1) 17 г

2) 85 г

3) 170 г

4) 204 г

Дано:

Количество вещества сероводорода $ν(H_2S) = 0,5 \text{ моль}$

Найти:

Массу сероводорода $m(H_2S)$

Решение:

Масса вещества ($m$) связана с количеством вещества ($ν$) и молярной массой ($M$) следующей формулой:
$m = ν \cdot M$
Сначала определим химическую формулу сероводорода. Сероводород состоит из одного атома серы (S) и двух атомов водорода (H), его формула — $H_2S$.
Теперь рассчитаем молярную массу сероводорода ($M(H_2S)$), используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы Д. И. Менделеева (округляем до целых):
Относительная атомная масса водорода $Ar(H) \approx 1$.
Относительная атомная масса серы $Ar(S) \approx 32$.
Молярная масса $H_2S$ будет равна:
$M(H_2S) = 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(S) = 2 \cdot 1 + 32 = 34 \text{ г/моль}$
Теперь мы можем рассчитать массу 0,5 моль сероводорода:
$m(H_2S) = ν(H_2S) \cdot M(H_2S) = 0,5 \text{ моль} \cdot 34 \text{ г/моль} = 17 \text{ г}$
Полученное значение соответствует варианту ответа 1).

Ответ: 1) 17 г

1.52. Масса 2,5 моль гидроксида натрия равна

1) 10 г

2) 40 г

3) 80 г

4) 100 г

Дано:

Количество вещества гидроксида натрия (NaOH), $n(\text{NaOH}) = 2,5 \text{ моль}$

Найти:

Массу гидроксида натрия, $m(\text{NaOH})$

Решение:

Для нахождения массы вещества необходимо использовать формулу, связывающую массу ($m$), количество вещества ($n$) и молярную массу ($M$):

$m = n \cdot M$

1. Определим молярную массу гидроксида натрия (NaOH). Для этого сложим относительные атомные массы элементов, входящих в его состав, используя периодическую таблицу Д.И. Менделеева:

• Атомная масса натрия (Na) $ \approx 23 \text{ г/моль}$
• Атомная масса кислорода (O) $ \approx 16 \text{ г/моль}$
• Атомная масса водорода (H) $ \approx 1 \text{ г/моль}$

Молярная масса NaOH будет равна:

$M(\text{NaOH}) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$

2. Теперь рассчитаем массу 2,5 моль гидроксида натрия, подставив известные значения в формулу:

$m(\text{NaOH}) = n(\text{NaOH}) \cdot M(\text{NaOH})$

$m(\text{NaOH}) = 2,5 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 100 \text{ г}$

Таким образом, масса 2,5 моль гидроксида натрия равна 100 г, что соответствует варианту ответа 4).

Ответ: 4) 100 г

1.53. 88 г оксида меди(II) составляет количество вещества, равное

1) 0,5 моль

2) 1,1 моль

3) 1,5 моль

4) 2 моль

Дано:

Масса оксида меди(II), $m(\text{CuO}) = 88$ г.

Данные в систему СИ переводить не требуется, так как молярную массу удобнее использовать в г/моль для данного типа задач.

Найти:

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

Решение:

1. Для нахождения количества вещества ($n$) используется формула, связывающая массу вещества ($m$) и его молярную массу ($M$):

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

2. Сначала определим молярную массу оксида меди(II). Химическая формула оксида меди(II) — CuO, так как валентность меди в данном соединении равна II, а валентность кислорода также равна II.

3. Молярная масса соединения равна сумме молярных масс входящих в него элементов. Воспользуемся относительными атомными массами из Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, округлив их для стандартных расчетов:

Относительная атомная масса меди $Ar(\text{Cu}) \approx 64$ а.е.м., следовательно, молярная масса $M(\text{Cu}) \approx 64$ г/моль.

Относительная атомная масса кислорода $Ar(\text{O}) \approx 16$ а.е.м., следовательно, молярная масса $M(\text{O}) \approx 16$ г/моль.

Молярная масса оксида меди(II):

$M(\text{CuO}) = M(\text{Cu}) + M(\text{O}) = 64 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль} = 80$ г/моль.

4. Теперь подставим известные значения в исходную формулу для расчета количества вещества:

$n(\text{CuO}) = \frac{m(\text{CuO})}{M(\text{CuO})} = \frac{88 \text{ г}}{80 \text{ г/моль}} = 1,1$ моль.

Полученный результат соответствует варианту ответа под номером 2.

Ответ: 2) 1,1 моль.

1.54. Масса порции сульфата меди(II), в которой содержится $1.204 \cdot 10^{23}$ атомов кислорода, равна

1) 8 г

2) 32 г

3) 64 г

4) 128 г

Дано:

Число атомов кислорода $N(\text{O}) = 1,204 \cdot 10^{23}$
Постоянная Авогадро $N_A = 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Найти:

Массу сульфата меди(II) $m(\text{CuSO}_4)$ — ?

Решение:

1. Напишем химическую формулу сульфата меди(II): $\text{CuSO}_4$. Из этой формулы следует, что в одной формульной единице вещества содержится 1 атом меди ($\text{Cu}$), 1 атом серы ($\text{S}$) и 4 атома кислорода ($\text{O}$).

2. Найдем количество вещества (в молях) атомов кислорода, содержащихся в данной порции. Количество вещества $n$ связано с числом частиц $N$ через постоянную Авогадро $N_A$: $n = \frac{N}{N_A}$ Подставим данные для кислорода: $n(\text{O}) = \frac{1,204 \cdot 10^{23}}{6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} = 0,2 \text{ моль}$

3. Определим количество вещества сульфата меди(II). Так как в 1 моль $\text{CuSO}_4$ содержится 4 моль атомов кислорода, то количество вещества $\text{CuSO}_4$ в 4 раза меньше количества вещества атомов кислорода: $n(\text{CuSO}_4) = \frac{n(\text{O})}{4} = \frac{0,2 \text{ моль}}{4} = 0,05 \text{ моль}$

4. Вычислим молярную массу сульфата меди(II) $M(\text{CuSO}_4)$. Она равна сумме молярных масс входящих в него элементов с учетом их количества. Используем значения относительных атомных масс из Периодической системы Д.И. Менделеева, округленные до целых чисел (для меди принято $Ar(\text{Cu}) \approx 64$ в школьном курсе): $Ar(\text{Cu}) = 64$; $Ar(\text{S}) = 32$; $Ar(\text{O}) = 16$. $M(\text{CuSO}_4) = Ar(\text{Cu}) + Ar(\text{S}) + 4 \cdot Ar(\text{O}) = 64 + 32 + 4 \cdot 16 = 96 + 64 = 160 \text{ г/моль}$

5. Теперь можно найти массу порции сульфата меди(II) по формуле $m = n \cdot M$: $m(\text{CuSO}_4) = n(\text{CuSO}_4) \cdot M(\text{CuSO}_4) = 0,05 \text{ моль} \cdot 160 \text{ г/моль} = 8 \text{ г}$

Полученное значение 8 г соответствует варианту ответа 1).

Ответ: 8 г

1.55. Число молекул в 11,2 л хлора (н. у.) равно

1) $1,5 \cdot 10^{23}$

2) $3,01 \cdot 10^{23}$

3) $6,02 \cdot 10^{23}$

4) $1,2 \cdot 10^{23}$

Дано:

$V(Cl_2) = 11,2$ л

Условия: нормальные (н. у.)

Постоянные величины:

Молярный объем газа при н. у. $V_m = 22,4$ л/моль

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

$V(Cl_2) = 11,2 \text{ л} = 11,2 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$
$V_m = 22,4 \text{ л/моль} = 22,4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3\text{/моль}$

Найти:

$N(Cl_2)$ — число молекул хлора

Решение:

1. Найдем количество вещества (число молей) хлора, содержащееся в объеме 11,2 л. Для этого воспользуемся законом Авогадро, согласно которому молярный объем любого газа при нормальных условиях (н. у.) составляет 22,4 л/моль. Количество вещества $n$ рассчитывается по формуле:

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

Подставим известные значения:

$n(Cl_2) = \frac{11,2 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,5 \text{ моль}$

2. Теперь рассчитаем число молекул $N$ в 0,5 моль хлора. Число молекул связано с количеством вещества через число Авогадро $N_A$:

$N = n \cdot N_A$

Подставим полученное количество вещества и значение числа Авогадро:

$N(Cl_2) = 0,5 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 3,01 \cdot 10^{23}$

Сравнивая полученный результат с предложенными вариантами, видим, что он соответствует варианту 2.

Ответ: 2) $3,01 \cdot 10^{23}$