Страница 43 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. Определите, во сколько раз масса атома серы больше массы атома водорода и массы атома кислорода.

Относительная атомная масса водорода: $Ar(H) \approx 1$
Относительная атомная масса кислорода: $Ar(O) \approx 16$
Относительная атомная масса серы: $Ar(S) \approx 32$

Отношение массы атома серы к массе атома водорода: $\frac{m(S)}{m(H)} - ?$
Отношение массы атома серы к массе атома кислорода: $\frac{m(S)}{m(O)} - ?$

Чтобы определить, во сколько раз масса атома одного химического элемента больше массы атома другого, нужно найти отношение их относительных атомных масс ($Ar$). Относительные атомные массы — это стандартные величины, которые можно найти в Периодической системе химических элементов. Для расчетов будем использовать их округленные значения.

массы атома водорода

Найдем отношение относительной атомной массы серы к относительной атомной массе водорода:

$\frac{Ar(S)}{Ar(H)} = \frac{32}{1} = 32$

Ответ: Масса атома серы в 32 раза больше массы атома водорода.

массы атома кислорода

Найдем отношение относительной атомной массы серы к относительной атомной массе кислорода:

$\frac{Ar(S)}{Ar(O)} = \frac{32}{16} = 2$

Ответ: Масса атома серы в 2 раза больше массы атома кислорода.

2. Дайте определение понятия «относительная атомная масса». Какой смысл имеет слово «относительная»?

Дайте определение понятия «относительная атомная масса».

Относительная атомная масса (обозначается $A_r$) — это безразмерная физическая величина, равная отношению средней массы атомов химического элемента (с учётом природной распространённости его изотопов) к 1/12 массы атома углерода-12 ($^{12}\text{C}$).

Эта 1/12 часть массы атома углерода-12 называется атомной единицей массы (а.е.м.) и служит эталоном для измерения масс атомов. Абсолютное значение 1 а.е.м. составляет примерно $1,66054 \times 10^{-27}$ кг.

Формула для расчёта относительной атомной массы элемента Э:
$A_r(\text{Э}) = \frac{m_a(\text{Э})}{1 \text{ а.е.м.}}$
где $m_a(\text{Э})$ — средняя абсолютная масса атома элемента Э.

Ответ: Относительная атомная масса — это физическая величина, показывающая, во сколько раз средняя масса атомов данного элемента больше 1/12 части массы атома углерода-12.

Какой смысл имеет слово «относительная»?

Слово «относительная» означает, что масса определяется не как абсолютное значение в граммах или килограммах, а через отношение, то есть в сравнении с другой величиной, принятой за эталон.

Так как абсолютные массы атомов чрезвычайно малы и неудобны для расчётов (например, масса атома водорода ~$1,67 \times 10^{-24}$ г), было решено сравнивать массы всех атомов с единым стандартом — атомной единицей массы. Относительная атомная масса как раз и показывает это отношение.

Например, относительная атомная масса гелия ($A_r(\text{He})$) приблизительно равна 4. Это значит, что средний атом гелия в 4 раза тяжелее, чем 1 а.е.м. (чем 1/12 массы атома углерода-12), а не то, что он весит 4 грамма.

Ответ: Слово «относительная» указывает на то, что масса атома определяется путем ее сравнения (отношения) с массой-эталоном (атомной единицей массы), а не выражается в абсолютных единицах.

3. Используя Периодическую таблицу Д. И. Менделеева, найдите значения относительных атомных масс элементов натрия, бария, серы, хлора, брома и аргона.

натрия (Na)
Относительную атомную массу ($A_r$) элемента находят в соответствующей ячейке Периодической таблицы химических элементов Д. И. Менделеева. Для большинства химических расчетов это значение округляют до ближайшего целого числа. Атомная масса натрия составляет 22,98977. Округляем до целого.
$A_r(\text{Na}) \approx 23$
Ответ: 23.

бария (Ba)
Атомная масса бария, указанная в таблице, равна 137,327. Округляем это значение до целого.
$A_r(\text{Ba}) \approx 137$
Ответ: 137.

серы (S)
Атомная масса серы составляет 32,06. Округляем до целого.
$A_r(\text{S}) \approx 32$
Ответ: 32.

хлора (Cl)
Атомная масса хлора равна 35,453. Этот элемент является общепринятым исключением, и его относительную атомную массу для расчетов округляют до десятых.
$A_r(\text{Cl}) \approx 35,5$
Ответ: 35,5.

брома (Br)
Атомная масса брома составляет 79,904. Округляем до целого.
$A_r(\text{Br}) \approx 80$
Ответ: 80.

аргона (Ar)
Атомная масса аргона равна 39,948. Округляем это значение до целого.
$A_r(\text{Ar}) \approx 40$
Ответ: 40.

1. Установите соответствие между химическим элементом и его относительной атомной массой.

1) водород

2) сера

3) кислород

4) углерод

А. 32

Б. 16

В. 1

Д. 14

Г. 12

Для установления соответствия необходимо обратиться к периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и найти значения относительных атомных масс ($A_r$) для каждого элемента, округлив их до целых чисел.

1) водород

Химический элемент водород имеет символ H. Его относительная атомная масса $A_r(\text{H})$ составляет примерно 1,008. При округлении до целого числа получаем 1. Это соответствует варианту В.

Ответ: В

2) сера

Химический элемент сера имеет символ S. Её относительная атомная масса $A_r(\text{S})$ составляет примерно 32,06. При округлении до целого числа получаем 32. Это соответствует варианту А.

Ответ: А

3) кислород

Химический элемент кислород имеет символ O. Его относительная атомная масса $A_r(\text{O})$ составляет примерно 15,999. При округлении до целого числа получаем 16. Это соответствует варианту Б.

Ответ: Б

4) углерод

Химический элемент углерод имеет символ C. Его относительная атомная масса $A_r(\text{C})$ составляет примерно 12,011. При округлении до целого числа получаем 12. Это соответствует варианту Г.

Ответ: Г

2. В состав молекулы какого-либо вещества может входить элемент кислород массой

а) $8 \text{ а. е. м.}$

в) $6 \text{ а. е. м.}$

б) $16 \text{ а. е. м.}$

г) $24 \text{ а. е. м.}$

Для решения этой задачи необходимо понимать, что молекулы состоят из целого числа атомов. Масса элемента в составе молекулы будет равна произведению числа атомов этого элемента на его атомную массу. Относительная атомная масса кислорода ($A_r(O)$), округленная до целого числа, составляет 16 атомных единиц массы (а. е. м.).

Следовательно, масса кислорода, входящего в состав любой молекулы, должна быть кратна 16. То есть, она может быть равна $16 \cdot 1 = 16$ а. е. м. (как в молекуле воды H₂O), $16 \cdot 2 = 32$ а. е. м. (как в молекуле углекислого газа CO₂), $16 \cdot 3 = 48$ а. е. м. (как в молекуле озона O₃) и так далее. Рассмотрим предложенные варианты.

а) 8 а. е. м.

Решение: Масса 8 а. е. м. составляет половину массы одного атома кислорода ($16 / 2 = 8$). Так как атом является наименьшей химически неделимой частицей вещества, в составе молекулы не может находиться половина атома.

Ответ: неверно.

в) 6 а. е. м.

Решение: Масса 6 а. е. м. не является кратной атомной массе кислорода (16 а. е. м.). Это означало бы наличие в молекуле дробной части атома ($6/16 = 3/8$), что невозможно.

Ответ: неверно.

б) 16 а. е. м.

Решение: Масса 16 а. е. м. соответствует массе одного атома кислорода. Существует множество веществ, в молекулы которых входит один атом кислорода, например, вода (H₂O), угарный газ (CO), оксид магния (MgO). Этот вариант является единственно возможным из предложенных.

Ответ: верно.

г) 24 а. е. м.

Решение: Масса 24 а. е. м. не является целочисленным кратным атомной массы кислорода ($24 / 16 = 1.5$). Это означало бы, что в молекулу входит полтора атома кислорода, что физически и химически невозможно.

Ответ: неверно.