Знаємо, розуміємо
1. Наведіть формули для обчислення маси, об’єму, кількості речовини, відносної густини газів. Укажіть одиниці вимірювання.
Формула для обчислення маси: m=v•M, де M=Mr г/моль. Вимірюється у г.
Формула для обчислення об'єму: V=v•Vm, Vm- постійна величина і за н.у. дорінює 22,4 л/моль. Вимірюється у л.
Формула для обчислення кількості речовини: v=m/M=V/Vm=N/NA. Вимірюється у молях.
Формула для обчислення відносної густини газів: D=m1/m2=Mr1/Mr2=M1/M2. Вимірюється у: безрозмірна величина.
2. Яким числом позначено більше структурних частинок речовини?
А 6,02•1023 чи 12,04•1023
Б 6,02•1023 чи 12,04•1020
В 6,02•1023 чи 12,04•1026
3. Поясніть, у якого з газів — хлору, водню чи кисню — відносна густина за повітрям найбільша.
Dповітря(Сl2)=Mr(Сl2)/Mr(повітря)=2•Ar(Cl)/Mr(повітря)=
=2•35,5/29=70/29=2,41
Dповітря(H2)=Mr(H2)/Mr(повітря)=2•Ar(H)/Mr(повітря)=
=2•1/29=2/29=0,07
Dповітря(О2)=Mr(О2)/Mr(повітря)=2•Ar(O)/Mr(повітря)=
=2•16/29=32/29=1,1
Dповітря(Н2)<Dповітря(O2)<Dповітря(Сl2)
Як правильно тримати пробірки, наповнюючи їх кожним із газів? Відносна густина газів азоту та кисню за повітрям більша за одиницю, тобто ці гази важчі за повітря, тому для їх збирання витісненням повітря посудину тримають донизу дном, а відносна густина водню за повітрям менша за одиницю, тобто цей газ легший за повітря, тому - посудину тримають догори дном.
4. Однаковою чи різною буде кількість речовини в порціях кисню масою 32 г та об’ємом 22,4 л (н.у.)? Однаковою, бо 32 г - це маса 1 моль кисню і 1 моль будь-якого газу (кисню) за н.у. займає об'єм 22,4 л.
5. Відповідаючи на запитання про кількість атомів Оксигену в порції вуглекислого газу об’ємом 22,4 л (н.у.), учні дали відповідь, що в ній міститься 6,02•1023 атомів Оксигену. Чи згодні ви з нею? Ні. Правильна відповідь: в порції вуглекислого газу об'ємом 22,4 л (н.у.) міститься 2 моль атомів Оксигену або 12,04•1023 атомів Оксигену. Пояснення: 1 моль будь-якого газу за н.у. займає об'єм 22,4 л. Молекула СО2 містить 2 атоми Оксигену, тому 1 моль атомів вуглекислого газу містить 2 моль атомів Оксигену. Молекула СО2 містить 2 атоми Оксигену, тому кількість атомів буде удвічі більшою, ніж молекул: 2 • 6,02•1023 = 12,04•1023.
Застосовуємо
Вправа 88 Розташуйте за збільшенням числа молекул такі кількості речовини: АБГВ.
А 10 ммоль = 10•10-3 моль
Б 5 моль
В 2 Ммоль = 2•106 моль
Г 4 кмоль = 4•103 моль
Вправа 89. Обчисліть масу порції пропану С3Н8, що за нормальних умов займає об’єм 112 л.
Відомо: V(C3H8)=112 л. Знайти: m(C3H8)-?
Розв’язування:
І спосіб
Кількість речовини обчислюємо за формулою v=V/Vm, де Vm – постійна величина і за н.у. дорівнює
22,4 л/моль.
v(C3H8)=V(C3H8)/Vm=112 л : 22,4 л/моль=5 моль
З формули v=m/M, де M=Mr г/моль, знаходимо масу m=v•M.
Mr(С3Н8)=3•Ar(C)+8•Ar(Н)=3•12+8•1=44, M(C3Н6)=44 г/моль.
m(С3Н6)=v(C3Н6)•M(C3Н6)=5 моль 44 г/моль=220 г.
ІІ спосіб
Для знаходження кількості речовини складаємо пропорцію і розв’язуємо її.
Об’єм 22,4 л за н.у. займає 1 моль пропану, тоді
об’єм 112 л за н.у. займуть х моль пропану.
22,4 л / 112 л = 1 моль / х моль, звідси
х л • 22,4 л = 112 л • 1 моль
х = (112 л • 1 моль):22,4 л
х = 5 моль
З формули v=m/M, де M=Mr г/моль, знаходимо масу m=v•M.
Mr(С3Н8)=3•Ar(C)+8•Ar(Н)=3•12+8•1=44, M(C3Н6)=44 г/моль.
m(С3Н6)=v(C3Н6)•M(C3Н6)=5 моль 44 г/моль=220 г.
Відповідь: порція пропану об'ємом 112 л має масу 220 г.
Вправа 90. Де більше атомів: у порції гідроген сульфіду H2S масою 17 г чи порції амоніаку NH3 масою 8,5 г?
Відомо: m(H2S)=17 г, m(NH3)=8,5 г. Знайти: де більше атомів?
Розв’язування:
Кількість речовини обчислюємо за формулою v=m/M, де M=Mr г/моль.
Mr(H2S)=2•Ar(H)+Ar(S=2•1+32=34, M(H2S)=34 г/моль.
v(H2S)=m(H2S)/M(H2S)=17 г : 34 г/моль=0,5 моль.
Mr(NH3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17, M(NH3)=17 г/моль.
v(NH3)=m(NH3)/M(NH3)=8,5 г : 17 г/моль=0,5 моль.
Щоб дізнатися де більше атомів, достатньо порівняти кількості речовини атомів кожної порції.
Молекула Н2S містить 2 атоми Гідрогену та 1 атом Сульфуру. 1 моль гідроген сульфіду містить 2 моль атомів Гідрогену та 1 моль атомів Сульфуру, разом 3 моль усіх атомів. У 0,5 моль гідроген сульфіду кількості речовини атомів у 0,5 разів більші: v(H,S)=3•v(H2S)=3•0,5 моль= 1,5 моль.
Молекула NH3 містить 1 атом Нітрогену та 3 атоми Гідрогену. 1 моль амоніаку містить 1 моль атомів Нітрогену та 3 моль атомів Гідрогену, разом 4 моль усіх атомів. У 0,5 моль амоніаку кількості речовини атомів у 0,5 разів більші: v(N,H)=4•v(NH3)=4•0,5 моль= 2 моль.
Отже, v(H,S)<v(N,H), тому й N(Н,S)<N(N,H)
Відповідь: більше атомів у заданій порції амоніаку.