Врублевский А. И. Тренажер по химии

m(H20) = V (Н ,0) • р(Н20 ) .

Объединяя эти все три выражения, получаем:

Находим:

= 8,36-1022 (молекул).

Ответ: ЛГ(Н20) = 8,36 • 1022 молекул.

21.Рассчитайте число молекул (а, б) или атомов (в, г) в следующих порциях веществ:

а) 1,2 см3 жидкой воды; б) 5,0 см3 бензола С6Н6 (р = 0,8 г/см3);

в) 2 см3 цинка (р = 7,1 г/см3); г) 3,0 г магния.

22.Рассчитайте:

а) молярную массу вещества, если масса 2 дм3 (н.у.) паров его равна 2,59 г;

б) молярную массу вещества, если порция его массой 6,6 г содержит 9 • 1022 молекул;

в) 1 молярный объем свинца (в дм3/моль), если его плот­ ность равна 11,34 г/см3;

г)2 молярный объем этанола (в дм3/моль), если порция его массой 160 г занимает объем, равный 200 см3;

д) молярную массу хлорофилла, если масса его молекулы равна 1,485 • 10~18мг.

1Используйте формулу Vra(B) = М(В)/р(В). 2 Используйте формулу VW(B) = V(B)/n(B).

23.Рассчитайте массу следующих порций веществ: а) 3,20-1024 молекул глюкозы С6Н|20 6 (в г); б) 13,4 дм3 (н.у.) этана С2Н6 (в мг);

в) 1,60 • 1025 формульных единиц Са(ОН)2 (в кг); г) 0,25 • 1023 атомов железа (в мг).

24.Рассчитайте объем следующих порций веществ:

а) 2,3 г N 0 2 (в см3, н.у.);

б) 1,20 • 1024 молекул 0 2 (в дм3, н.у.); в) 10 моль этанола С2Н5ОН (р = 0,8 г/см3) (в см3);

г) 2 моль свинца (р = 11,34 г/см3) (в см3).

25.Какая масса (в г) Н2 содержит столько же молекул,

сколько их находится в следующих порциях веществ:

26. Какова масса (в г) СО, занимающего такой же объем (н.у.), как и следующие порции веществ:

27. В каком объеме (дм3, н.у.) СН4 содержится столько же молекул, как и в следующих порциях веществ:

29. Масса молекулы серы равна 4,25 • 10~22 г. Рассчитайте: а) число атомов в молекуле серы; б) молярную массу серы.

30.* Во сколько раз масса 6,02 • 1025 атомов меди больше массы порции кислорода объемом (н.у.) 5,6 дм3?

31.* Массы образцов серной кислоты и оксида азота (II) равны. В каком образце и во сколько раз содержится больше молекул?

32.* Объемы порций кислорода и озона равны. Найдите отношение массы озона к массе кислорода.

33.* Массы порций азота и оксида углерода (IV) равны. Най­ дите отношение объема азота к объему оксида углерода (IV).

34.* При н.у. образцы Н20 и Н2 имеют одинаковое число молекул. Найдите: а) отношение объема водорода к объему воды; б) отношение массы воды к массе водорода.

ПРИМЕР 1-15.* Найдите массу (в г) протонов в порции натрия массой 4,6 г.

Решение.

Na = 6,02 • 1023 моль-1;

M(Na) = 23 г/моль.

Искомая масса, очевидно, равна:

где: ^ N ( p ) —число протонов в указанной порции натрия; тх{р) - масса протона:

тх(р) = 1 а.е.м. = 1,66 • 10-24 г.

В атоме число протонов равно заряду ядра Z, т. е. атомно­ му (порядковому) номеру элемента в периодической систе­ ме. В случае атома натрия

N(p) = Z(N a ) = ll,

т. е. один атом Na содержит одиннадцать протонов. Выразим в общем виде число атомов Na в некоторой его

массе:

(Na) = «(Na) • NA = w(Na) NA. A M(Na) A

Число протонов в этой же порции Na будет в Z раз больше:

^ N ( P ) = Z(Na). iV(Na) = Z ( N a ) - ^ ^ t f A.

M(Na)

Используя указанное выше значение массы протона, про­ водим вычисления по формуле (1-24):

т(р) = 11~ - 6,0 2 -1023-1,66 10_24= 2,2 (г).

Ответ: т(р) = 2,2 г.

35.* Найдите массу (в г) протонов в порции молекулярно­ го фтора масой 38 г.

36.* Образцы магния и кальция содержат одинаковое чис­ ло протонов. Найдите отношение: а) массы образца магния к массе образца кальция; б) числа атомов магния к числу ато­ мов кальция.

37.* В образцах железа и кремния массы протонов одина­ ковы. Найдите отношение: а) числа атомов кремния к числу атомов железа; б) массы образца железа к массе образца крем­ ния.

38.* Образец металла химическим количеством 0,05 моль содержит 6,02 • 1023 электронов. Установите металл.

39.* Порция ионов состава ЭО^- химическим количеством

0,1 моль содержит 58,394 • 1023 электронов и протонов в сум­ ме. Установите элемент Э.

40.* Образец простого вещества Х2 химическим количе­ ством 0,2 моль содержит протоны и электроны общим коли­ чеством 5,6 моль. Установите элемент X.

41. Рассчитайте радиус и объем атома Сг исходя из пред­ положения, что атомы имеют форму шара и занимают 68 % от общего объема. Плотность хрома равна 7,19 г/см2.

509 атомов. 7. т(0 2) : т(СН4) = 2. 8. т(Mg): т(С ) = 6. 9. а) 1,96-1024 молекул; б) 6,92-1024 молекул; в) 2,41 -1025 молекул; г) 7,52-1021 молекул. 10. а) 0,651 моль; б) 24,4 моль; в) 0,407 моль; г) 28,8 моль. 11. а) 9,03 • 1023 ФЕ; б) 2,29 • 1024 ФЕ; в) 1,20 • 1025 ФЕ; г) 3,37 • 1024 ФЕ. 12. а) 9,03 • 1022; б) 1,51 • 1023; в) 9,03 • 1023; г) 2,29-1024. 13. а) 128 г; б) 0,056 кг; в) 145 г; г) 1060 мг. 14. а) 0,25 моль; б) 0,05 моль; в) 2,23-102 моль; г) 1,34-10-2 моль. 15. а) 71,7 дм3; б) 1120 см3; в) 6,72 м3; г) 25,5 дм3. 16. а) 1,43 моль; б) 3,59 • 106 моль; в) 1,41 -10_3 моль; г) 0,193 моль. 17. а) 32 г/моль; б) 48 г/моль; в) 496 г/моль; г) 480 г/моль. 18. а) 500 г; б) 12,5 см3; в) 0,8 г/см3; г) 51,8 см3. 19. а) 1,43 г/дм3; б) 48 г/моль; в) 1,25 г/дм3; г) 44 г/моль. 20. а) 1,51-1023; б) 1,88-1023; в) 2,69-1022; г) 1,00-1024. 21. а) 0,401-1023; б) 0,309-Ю23; в) 1,32 *1023; г) 0,753-1023. 22. а) 29 г/моль; б) 44 г/моль; в) 1,83-Ю-2 дм3/моль; г) 5,75 • 10~2 дм3/моль; д) 894 г/моль. 23. а) 956,8 г; б) 17 946,4 мг; в) 1,97 кг; г) 2325,6 мг. 24. а) 1120 см3; б) 44,7 дм3; в) 575 см3; г) 36,5 см3. 25. а) 0,5 г; б) 0,5 г; в) 4,0 г; г) 0,25 г. 26. а) 42 г; б) 3,15 г; в) 14 г; г) 2,25-Ю"2 г. 27. а) 33,6 дм3; б) 2,24 дм3; в) 0,804 дм3; г) 1867 дм3. 28. а) 9,49 • 1023 молекул; б) 2,97 -1023 молекул; в) 6,94-1023 молекул; г) 9,92-1024 молекул. 29. а) 8 атомов; б) 256 г/моль. 30. В 800 раз. 31. Больше вобразце NO в3,27 раза. 32. т(03) :т(02) = 1,5.33. K(N2):F(C02)= = 1,57. 34. а) К(Н2) : К(Н20 ) = 1244,4; б) т (Н 20 ) : т(Н2) = 9. 35. 18 г. 36. a) m(Mg): m(Ca) = 1:1; б) N(Mg): N(Ca) = 1,67. 37. a) N(Si): N(Fe) = 1,86; 6) rc(Fe):m(Si) = 1,077.38. Ca. 39. P. 40. N. 41. V= 8,17-Ю-3 нм3; R= 1,25-10"1нм.

§ 2. Массовая и мольная доля атомов элемента в веществе.

Расчеты по химическим формулам

Химическая формула вещества позволяет находить массо­ вые и мольные доли элементов и их комбинаций в веществе.

ПРИМЕР 2-1. Рассчитайте:

а) массовую долю (в %) атомов углерода в сахарозе С|2Н220„; б) массовую долю (в %) воды в кристаллогидрате

Na2C 03• ЮН20;

в) мольную долю атомов кислорода в составе серной кислоты.

Решение

а) Массовая доля атомов элемента в веществе рассчиты­ вается по формуле:

т э у м э у

где N(Э) —число атомов элемента в составе молекулы или формульной единицы вещества.

В данном случае:

N(С) = 12; Аг(С) = 12;

Ч ( С ,Н 22Оп) = 342.

Находим:

w(C) = ! ^ i i = 0,421 (42,1 %) 342

б) Для определения массовой доли воды в составе крис­ таллогидрата используется формула:

где А(Н20) —число молекул воды в составе формульной еди­ ницы кристаллогидрата.

В данном случае:

ЛГ(Н20 ) = 10; A/f(Na2C 0 3• ЮН20) = 286;

Л/(Н20) = 18.

Находим:

w(H20 ) = = 0,629 (62,9 %).

286

в) Мольная доля %атомов данного элемента в веществе равна отношению химического количества элемента к сум­ ме химических количеств всех элементов. Например, для ве­ щества состава AaBbDd имеем:

^ ------ .

л(А) и(В) n(D)

Поскольку химические количества элементов в веществе пропорциональны числам их атомов в формуле вещества, по­ лучаем:

б) w(H20) = 62,9 %; в) Х(0) = 57,1 %.

1. Рассчитайте массовые доли (в %) атомов элементов в ве­ ществах:

2.Найдите массовую долю (в %) воды в кристаллогидратах:

a)CuS04-5H20; б) A1NH4(S04)2 12H20;

3. Рассчитайте мольную долю (в %): а) кислорода в фосфорной кислоте; б) азота в нитрате аммония;

в) фосфора в дигидрофосфате кальция; г) серы в пирите (FeS2).

Химическая формула позволяет находить массы или хими­ ческие количества элементов в определенной порции вещества.

ПРИМЕР 2-2. Определите массу (в г) железа в порции ок­ сида железа (III) массой 50 г.

Решение

Подобные задачи можно решать несколькими способами.

Вариант 1

Массовая доля элемента в веществе, очевидно, есть отно­ шение массы атомов элемента т(Э) к массе вещества т(В):

С другой стороны, массовую долю элемента в веществе легко рассчитать по соотношению (2- 1), если известна фор­ мула вещества. Объединяя выражения (2-1) и (2-4), получа­ ем формулу для определения массы элемента в некоторой порции вещества:

(2-5)