§ 36. Количество вещества. Моль. Молярная масса

§ 36. Количество вещества. Моль. Молярная масса

1. В каком случае применяют физическую величину «количество вещества» и в каких единицах ее измеряют? Ответ поясните примерами.

Количество вещества применяют в случаях, когда интересует отношение количества частиц, вступающих и/или образующихся в процессе химической реакции.

При горении водорода 2 молекулы водорода соединяются с 1 молекулой кислорода и образуют 2 молекулы воды:

2H2 + O2 = 2H2O

При горении метана 1 молекула метана вступает в химическое взаимодействие с 2 молекулами кислорода и образованием 2 молекул воды и 1 молекулы углекислого газа:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

2. Что означает величина «молярная масса» и чем она отличается от физических величин «относительная молекулярная масса» и «относительная атомная масса»?

Молярная масса — масса одного моля вещества. А один моль это количество вещества, содержащее столько же частиц, сколько их содержится в 12 г углерода, масса которого равна 12 а. е. м.

Или, другими словами: молярная масса — это масса вещества, содержащего столько же частиц, сколько их содержится в 12 г углерода, масса которого равна 12 а. е. м.

Количество частиц, содержащихся в 1 моле вещества это постоянная величина, называемая числом или постоянной Авогадро, и равная 6,02 * 1023.

Поэтому можно сказать, что молярная масса — это масса 6,02 * 1023 частиц (атомов, молекул, ионов) данного вещества.

Относительная атомная (молекулярная) масса — значение массы атома (молекулы), выраженное в атомных единицах массы. Определяется как отношение массы атома данного элемента к 1/12 массы нейтрального атома изотопа углерода 12C.
§ 11 Относительная атомная масса химических элементов

3. Рассчитайте молярные массы воды H2O, углекислого газа CO2, серной кислоты H2SO4, сероводорода H2S.

Молярная масса численно совпадает с относительной молекулярной массой вещества:

M (H2O) = 2*1 + 16 = 18 г/моль
M (CO2) = 12 + 2*16 = 44 г/моль
M (H2SO4) = 2*1 + 32 + 4*16 = 98 г/моль
M (H2S) = 2*1 + 32 = 34 г/моль

4. Дано уравнение реакции 2Mg + O2 = 2MgO. Согласно этому уравнению по аналогии с таблицей 6 составьте таблицу, показывающую соотношения между массой реагирующих веществ в граммах, числом атомов и количеством вещества.

Масса (m) Число атомов Количество вещества (n)
Mg O Mg O Mg O
48 г 32 г 12,04 * 1023 6,02 * 1023 2 моль 1 моль
24 г 16 г 6,02 * 1023 3,01 * 1023 1 моль 0,5 моль
12 г 8 г 3,01 * 1023 1,505 * 1023 0,5 моль 0,25 моль


5. Составьте 2-3 уравнения известных вам химических реакций и поясните, в каких массовых и количественных соотношениях реагируют вещества.

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

Количественное соотношение кальция и воды 1 к 2.

Чтобы найти массовое соотношение, нудно найти молярную массу вещества, а затем выразить ее через количественное соотношение:

M (Ca) = 40 г/моль
M (H2O) = 18 г/моль

Так как 1 атом кальция вступает во взаимодействие сразу с 2-мя молекулами воды, то соотношение масс будет:

m (Ca) : m (H2O) = 40 : 2*18 = 40 : 36

Для реакции
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Количественное отношение 1:1, массовое отношение 23:18.

Для реакции
Fe + S = FeS
Количественное отношение 1:1, массовое отношение 56:32.

Тестовые задания

1. Медь, взятая количеством вещества 6 моль, имеет массу
1) 60 г     2) 192 г     3) 384 г     4) 400 г

Ar (Cu) = 64 а. е. м.
Поэтому
m (Cu) = 6 * Ar (Cu) = 6 * 64 = 384 г

Ответ: 3.

2. Масса 0,1 моль алюминия равна
1) 0,1 г     2) 2,7 г     3) 260 г     4) 540 г

Ответ: 2.

3. Количество вещества, соответствующее 32 кг оксида железа (III), — это
1) 10 моль     2) 20 моль     3) 100 моль     4) 200 моль

n = m / Mr = 32 000 / 160 = 200 моль

Ответ: 4

3. Количество вещества, соответствующее 560 г карбоната кальция CaCO3, — это
1) 0,56 моль     2) 5,6 моль     3) 6,5 моль     4) 10 моль

n = m / Mr = 560 / 100 = 5,6 моль

Ответ: 2.