Как найти массу молекулы вещества?

Молекулярная масса

п.1. Относительная атомная и молекулярная масса

Массы атомов и молекул, из которых состоят вещества, очень малы. Поэтому их чаще измеряют не в килограммах, а используют внесистемную единицу – атомную единицу массы.

Относительную атомную массу проще всего найти, пользуясь таблицей Менделеева.

Например:
(A_r(mathrm)=1,00797 text<а. е. м>) – относительная атомная масса водорода
(A_r(mathrm)=12,01115 text<а. е. м>) – относительная атомная масса углерода
(A_r(mathrm)=14,0067 text<а. е. м>) – относительная атомная масса азота
(A_r(mathrm)=15,9994 text<а. е. м>) – относительная атомная масса кислорода

На практике при решении учебных задач относительные атомные массы округляют и единицу измерения а.е.м. не пишут.

Например: $$ A_r(mathrm)=1, A_r(mathrm)=12, A_r(mathrm)=14, A_r(mathrm)=16 $$

Например:
Найдем относительную молекулярную массу молекулы воды (mathrm), которая состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода $$ M_r(mathrm)=2A_r(mathrm)+A_r(mathrm)=2cdot 1+16=18 $$

Например:
Масса молекулы водорода $$ m(mathrm)=approx 1,66cdot 10^<-27>cdot 18approx 2,99cdot 10^<-26> (text<кг>) $$

п.2. Количество вещества. Постоянная Авогадро

Например:
В 5 молях углерода будет содержаться (N=5cdot N_Aapprox 6,022cdot 10^<23>approx 3,01cdot 10^<24>) атомов углерода. Причём, всё равно, будут ли эти атомы углерода образовывать уголь, графит или алмаз.

Аналогично, в 5 молях воды будет (N=5cdot N_Aapprox 3,01cdot 10^<24>) молекул воды. Причём, независимо от того, в каком агрегатном состоянии находится вода: в виде пара, жидкости или льда.

Т.е., «количество вещества» всегда говорит нам о «количестве частиц», независимо от других параметров.

п.3. Молярная масса

Например:
Молярная масса воды $$ mu(mathrm)=M_r(mathrm)cdot 10^<-3>=18cdot 10^<-3>frac>> $$

Например:
Найдем молярную массу этилового спирта begin A_r(mathrm)=12, A_r(mathrm)=1, A_r(mathrm)=16\ M_r(mathrm)= 2A_r(mathrm)+6A_r(mathrm) +A_r(mathrm)=2cdot 12+6cdot 1+16=46\ mu(mathrm)=46cdot 10^<-3>frac>> end

п.4. Молярный объем

Это свойство газов часто используется при изучении различных веществ и явлений в физике и химии.

п.5. Задачи

Задача 1. Масса кристалла серы равна 16 г. Сколько молекул серы (mathrm) содержится в этом кристалле? (Ответ округлите до двух значащих цифр).

Относительная молекулярная масса одной молекулы $$ M_r=8cdot A_r=8cdot 32=256 $$ Молярная масса $$ mu=256cdot 10^<-3>frac>> $$ Количество вещества в кристалле серы: $$ nu=frac=frac $$ Количество молекул в кристалле серы: $$ N=fracN_A $$ $$ N=frac<1,6cdot 10^<-3>><256cdot 10^<-3>>cdot 6,022cdot 10^<23>approx 3,8cdot 10^ <22>$$ Ответ: (3,8cdot 10^<22>)

Задача 2*. В кислородном генераторе на космическом корабле было получено 1,6 кг кислорода (mathrm). Одному космонавту по норме требуется 600 литров кислорода в сутки. Считая условия для газа приблизительно нормальными, определите, на сколько часов космонавту хватит полученного кислорода.

Относительная молекулярная масса молекулы кислорода $$ M_r=2cdot A_r=32 $$ Молярная масса кислорода $$ mu=32cdot 10^<-3>frac>> $$ Количество вещества в полученном кислороде $$ nu=frac=frac> $$ Объем полученного кислорода $$ V=frac=V_ $$ Количество часов для дыхания одного человека begin t=frac=fracfrac>\[6pt] t=frac<1,6 text<кг>><32cdot 10^<-3> text<кг/моль>>cdot frac<22,4 text<л/моль>><25 text<л/ч>>=44,8 text <ч>end Ответ: 44,8 ч.

Масса и размеры молекул. Количество вещества

Урок 2. Решение задач по основам МКТ, оптике и квантовой физике

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Масса и размеры молекул. Количество вещества»

Данная тема будет посвящена решению задач на определение массы молекул и количества вещества.

Задача 1. Вычислите массу одной молекулы кислорода.

Как известно, в одном моле любого вещества содержится одно и то же число молекул — число Авогадро

Если обозначить молярную массу вещества через M, то массу одной молекулы можно определить, как отношение молярной массы вещества и числа Авогадро

Молярная масса молекулы кислорода

Тогда масса 1 молекулы кислорода равна

Ответ: масса одной молекулы кислорода равна 5,3 ∙ 10 −26 кг.

Задача 2. Молярная масса водорода 2 г/моль, а воды — 18 г/моль. Определите отношение числа молекул в 3 г водорода к числу молекул в 9 г воды.

Число молекул в заданной порции любого вещества можно определить, как произведение отношения массы вещества к его молярной массе и числа Авогадро.

Тогда число молекул водорода в данной порции:

Число молекул воды в данной порции:

Ответ: молекул водорода в 3 раза больше, чем молекул воды.

Задача 3. Из открытого стакана за 5 суток полностью испарилось 50 г воды. Сколько молекул в среднем вылетало с поверхности воды за 1 с?

Пусть в стакане содержалось N молекул воды. Тогда, что бы определить, сколь молекул в среднем вылетало за 1 c, необходимо общее число молекул воды разделить на время, в течение которого вода полностью испарилась

Число молекул воды в данной порции:

Тогда искомое число молекул

Ответ: в среднем с поверхности воды за 1 с вылетало 3,9 ∙ 10 18 молекул.

Задача 4. Определите число молекул, содержащихся в 36 см 3 ртути.

Известно, что число молекул в одном моле любого вещества равно числу Авогадро

Для определения числа молекул ртути в заданной порции, необходимо количество молей данного объема ртути умножить на число Авогадро

Ответ: в 36 см 3 ртути содержится 14,7 ∙ 10 23 молекул.

Задача 5. В озеро, имеющее среднюю глубину 10 м и площадь поверхности 20 км 2 , бросили кристаллик поваренной соли массой 0,01 г. Сколько молекул этой соли оказалось бы в наперстке воды объемом 2 см 3 , зачерпнутой из озера, если полагать, что соль, растворившись, равномерно распределилась по всему объему воды в озере?

Запишем формулу, по которой можно рассчитать число молекул соли в данной порции раствора

Масса соли в данной порции раствора:

Тогда число молекул соли в данной порции раствора:

Химическая формула соли NaCl

Тогда молярная масса соли равна

Ответ: в наперстке оказалось бы порядка 1 млн. молекул соли.

§ 1.4. Молекулы. Формулы веществ. Относительная молекулярная масса. Массовая доля элемента в соединении

На данный момент известно около 120 разных химических элементов, из которых в природе можно обнаружить не более 90. Многообразие же различных химических веществ вокруг нас несоизмеримо больше этого числа.
Связано это с тем, что крайне редко химические вещества состоят из отдельных, не связанных между собой атомов химических элементов. Таким строением в обычных условиях обладает лишь небольшой ряд газов называемых благородными — гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Чаще же всего, химические вещества состоят не из разрозненных атомов, а из их объединений в различные группировки.
То есть атомы большинства химических элементов способны связываться друг с другом. Чаще всего в результате этого получаются молекулы – частицы, представляющие собой группировки из двух или более атомов. Например, химическое вещество водород состоит из молекул водорода, которые образуются из атомов следующим образом:

Читайте также  Сколько топлива расходует Камаз на 100 км?

Рисунок 3. Образование молекулы водорода

Образовывать связи друг с другом могут и атомы разных химических элементов, так, например, при взаимодействии атома кислорода с двумя атомами водорода образуется молекула воды:

Рисунок 4. Образование молекулы воды

Поскольку каждый раз рисовать атомы химических элементов и подписывать их неудобно, для отражения состава молекул были придуманы химические формулы. Так, например, формула молекулярного водорода записывается как Н2, где число 2, написанное подстрочным шрифтом справа от символа атома водорода, означает количество атомов данного типа в молекуле. Таким образом, формулу воды можно записать как H2O. Единица, которая должна показывать количество атомов кислорода в молекуле, согласно принятым в химии правилам, не пишется. Числа, обозначающие количества атомов в составе одной молекулы называют индексами.
Рассмотрим еще несколько примеров химических формул веществ. Так, формула аммиака записывается как NH3, что говорит о том, что каждая молекула аммиака состоит из одного атома азота и трех атомов водорода.
Нередко встречаются молекулы, в которых можно насчитать несколько одинаковых групп атомов. Например, из формулы сульфата алюминия Al2(SO4)3, можно сделать вывод о том, что в составе молекулы данного вещества находятся две группы атомов SO4.
Таким образом, химические формулы веществ однозначно характеризуют как их качественный, так и количественный состав.
Из всего вышесказанного логично вытекает закон постоянства состава вещества, установленный еще в 1808 году французским ученым Жозефом Луи Прустом, и звучит он следующим образом:

Любое чистое химическое вещество имеет постоянный качественный и количественный состав, не зависящий от способа получения этого вещества.

Поскольку любое химическое вещество является совокупностью молекул одинакового состава, это приводит к тому, что пропорции между атомами химических элементов в любой порции вещества такие же, как и в одной молекуле данного вещества. Все различия в химических свойствах веществ зависят от количественного и качественного состава молекул и кроме того, от порядка связей атомов между собой, если таковое возможно.
Таким образом, можно дать следующее определение термина молекула:

Молекула – это наименьшая частица какого-либо химического вещества обладающая его химическими свойствами.

Аналогично относительной атомной массе, существует также и такое понятие как относительная молекулярная масса Mr:

Относительная молекулярная масса (Mr) вещества это отношение массы одной молекулы этого вещества к одной двенадцатой массы одного атома углерода (1 атомной единице массы).

Таким образом, очевидно, что относительная молекулярная масса складывается из относительных атомных масс элементов, каждая из которых помножена на количество атомов данного конкретного типа в одной молекуле. Так, например, относительная молекулярная масса молекулы азотной кислоты HNO3 складывается из относительной атомной массы водорода, относительной атомной массы азота и трех относительных атомных масс кислорода:

Для описания качественного и количественного состава вещества используют такое понятие как массовая доля химического элемента w(X):

Массовая доля (ω) химического элемента в веществе — это отношение относительной атомной массы Ar(X) данного элемента, помноженной на число его атомов в молекуле, к относительной молекулярной массе Ar(X) данного вещества.

где ω(Х) — массовая доля элемента X; Аr(Х) — его относительная атомная масса; n — число атомов X в одной молекуле вещества; Мr — относительная молекулярная масса химического вещества.
Чаще всего, массовую долю химического элемента выражают в процентах, в этом случае формульное выражение массовой доли в процентах ω%(Х) будет иметь вид:

Рассчитаем в качестве примера массовые доли водорода, азота и кислорода в молекуле азотной кислоты (НNO3):

Как найти массу молекулы вещества?

Решение задач на количество вещества,
массу и объем

Ключевые слова: решение задач на количество вещества, решение задач по химии на массу и объем, какое количества вещества содержится, какое число молекул содержится, определите объем (н.у.), определите массу, какова масса порции, определите молярную массу, назовите вещество, найдите молярную массу, определите абсолютную массу молекулы, сколько атомов содержится, определите относительную плотность.

ФОРМУЛЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Количество вещества характеризует число структурных единиц (атомов, молекул, ионов), которое содержится в определенном образце данного вещества. Единицей измерения количества вещества является моль. Количество вещества (ν) связано с числом структурных единиц (N) в образце вещества, его массой (m) и объемом (V) — для газообразных веществ при н. у. — следующими уравнениями:

в которых

Vm = 22,4 л/моль (мл/ммоль, м 3 /кмоль) при н.у.,
Na = 6,02 • 10 23 (постоянная Авогадро),
а молярная масса (М) численно равна относительной молекулярной массе вещества:

Наличие подобной взаимосвязи позволяет, зная одну из величин (количество вещества, массу, объем, число структурных величин) определить все другие величины.

РЕШЕНИЯ ПРОСТЫХ ЗАДАЧ

Задача № 1. Какое количество вещества содержится в 33 г оксида углерода (IV)?


Ответ: ν(СО2) = 0,75 моль.

Задача № 2. Какое число молекул содержится в 2,5 моль кислорода?


Ответ: N(O2) = 1,505 • 10 24 .

Задача № 3. Определите объем (н. у.), который займут 0,25 моль водорода.

Задача № 4. Какую массу будет иметь порция оксида серы (IV), объем которой 13,44 л (н. у.)?

Задача № 5. Имеется 3 моль кислорода О2 при н.у. Определите массу кислорода, его объем, а также число имеющихся молекул кислорода.

Ответ: m = 96 г; V = 67.2 л; N(O2) = 1,81 • 10 24 .

Задача № 6. Имеется 10 г водорода Н2. Определите количество водорода, его объем при н.у., а также число имеющихся молекул водорода.

Ответ: 5 моль; 112 л; 3,01 • 10 24 .

Задача № 7. Имеется 56 л хлора Сl2 при н.у. Определите количество вещества хлора, его массу и число имеющихся молекул хлора.

Ответ: 2,5 моль; 177,5 г; 1,5 • 10 24 .

Задача № 8. Имеется 2,4 • 10 23 молекул оксида углерода (IV) СO2. Определите количество вещества углекислого газа, его массу, а также объем (н.у.) углекислого газа.

Ответ: 0,4 моль; 17,6 г; 8,96 л.

Задача № 9. Какова масса порции оксида азота (IV), содержащей 4,816 • 10 23 молекул? Каков ее объем (н. у.)?

Задача № 10. Масса порции простого вещества, содержащей 1,806 • 10 24 молекул, равна 6 г. Определите молярную массу данного вещества и назовите его.

Внимание! В данном конспекте рассматриваются задачи обычной сложности. Чтобы перейти к конспекту решения сложных задач на количественные характеристики и задачи с кратким ответом нажмите на кнопку ниже…

Решение задач на количество вещества, массу и объем. Выберите дальнейшие действия:

Урок 7. Относительная молекулярная и относительная формульная массы

В уроке 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» из курса «Химия для чайников» научимся вычислять относительную молекулярную массу, а также относительную формульную массу веществ; кроме того, выясним что такое массовая доля и приведем формулу для ее вычисления. Напоминаю, что в прошлом уроке «Валентность» мы дадим определение валентности, научились ее определять; рассмотрели элементы с постоянной и переменной валентностью, кроме того научились составлять химические формулы по валентности.

Читайте также  Какое масло лить в акпп Хонда Фит?

Каждый химический элемент характеризуется определенным значением относительной атомной массы. Состав любого вещества выражается молекулярной или простейшей формулой его структурной единицы. Такая структурная единица состоит из определенного числа атомов химических элементов. Поэтому масса структурной единицы может быть выражена в атомных единицах массы.

Относительная молекулярная масса

Вещества молекулярного строения характеризуются величиной относительной молекулярной массы, которая обозначается Mr .

Относительная молекулярная масса — это физическая величина, равная отношению массы одной молекулы вещества к 1/12 части массы атома углерода.

Эта величина равна сумме относительных атомных масс всех химических элементов с учетом числа их атомов в молекуле. Например, рассчитаем относительную молекулярную массу воды H2O:

Относительная молекулярная масса серной кислоты H2SO4:

Относительные молекулярные массы, как и относительные атомные массы, являются величинами безразмерными. Значение Мr показывает, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше атомной единицы массы u . Например, если Mr (H2O) = 18, это значит, что масса молекулы H2O в 18 раз больше 1/12 части массы атома углерода, т. е. в 18 раз больше атомной единицы массы. Соответственно, масса молекулы H2SO4 в 98 раз больше 1/12 части массы атома углерода.

Относительная формульная масса

Вещества немолекулярного строения также характеризуются подобной величиной, которая называется относительной формульной массой. Как и относительная молекулярная масса, она равна сумме относительных атомных масс всех элементов, входящих в состав структурной единицы таких веществ — формульной единицы, и также обозначается Mr . При этом, конечно, необходимо учитывать индексы у символов атомов.

Например, относительная формульная масса вещества CaCO3 равна:

Относительная формульная масса вещества Al2(SO4)3 равна:

Относительная формульная масса показывает, во сколько раз масса формульной единицы данного вещества больше 1/12 части массы атома углерода, или атомной единицы массы u .

Вычисление массовой доли химического элемента по формуле вещества

По формуле вещества можно рассчитать массовую долю атомов каждого химического элемента, который входит в состав этого вещества, т. е. определить, какую часть от общей массы вещества составляет масса атомов данного элемента.

Массовая доля ( w ) атомов химического элемента в веществе показывает, какая часть относительной молекулярной (формульной) массы вещества приходится на атомы данного элемента.

Массовая доля атомов элемента А в сложном веществе АxBy рассчитывается по формуле:

где w («дубль-вэ») — массовая доля элемента А ;
Ar(А) — относительная атомная масса элемента А ;
х, у — числа атомов элементов А и В в формуле вещества;
MrхBy) — относительная молекулярная (формульная) масса вещества АхBy .

Массовые доли выражаются в долях единицы или в процентах.

Пример. Определите массовые доли элементов в фосфорной кислоте H3PO4

Краткие выводы урока:

  1. Относительная молекулярная (формульная) масса вещества — это физическая величина, равная отношению массы молекулы (формульной единицы) вещества к 1/12 части массы атома углерода.
  2. Эта величина равна сумме относительных атомных масс химических элементов, входящих в состав молекулы (формульной единицы) данного вещества, с учетом числа атомов каждого элемента.

Надеюсь урок 7 «Относительная молекулярная и относительная формульная массы» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: