Решение работы 6 по химии 8 класс: Количество вещества. Моль. Молярная масса

Вот решения задач из "Работы 6" по теме "Количество вещества. Моль. Молярная масса" для обоих вариантов. Рабочая тетрадь. Химия. 8 класс. Работа 6. Количество вещества. Моль. Молярная масса. Вариант 1. 1. Какое количество вещества соответствует 306 г оксида алюминия Al₂O₃? Дано: Масса оксида алюминия \(m(\text{Al}_2\text{O}_3) = 306\) г Найти: Количество вещества оксида алюминия \(\nu(\text{Al}_2\text{O}_3)\) Решение: 1. Найдем молярную массу оксида алюминия Al₂O₃. Атомная масса алюминия \(Ar(\text{Al}) = 27\) г/моль. Атомная масса кислорода \(Ar(\text{O}) = 16\) г/моль. Молярная масса оксида алюминия: \[M(\text{Al}_2\text{O}_3) = 2 \cdot Ar(\text{Al}) + 3 \cdot Ar(\text{O})\] \[M(\text{Al}_2\text{O}_3) = 2 \cdot 27 \text{ г/моль} + 3 \cdot 16 \text{ г/моль}\] \[M(\text{Al}_2\text{O}_3) = 54 \text{ г/моль} + 48 \text{ г/моль}\] \[M(\text{Al}_2\text{O}_3) = 102 \text{ г/моль}\] 2. Рассчитаем количество вещества оксида алюминия по формуле: \[\nu = \frac{m}{M}\] \[\nu(\text{Al}_2\text{O}_3) = \frac{306 \text{ г}}{102 \text{ г/моль}}\] \[\nu(\text{Al}_2\text{O}_3) = 3 \text{ моль}\] Ответ: Количество вещества оксида алюминия составляет 3 моль. 2. Рассчитайте массу 4 моль азотной кислоты HNO₃. Дано: Количество вещества азотной кислоты \(\nu(\text{HNO}_3) = 4\) моль Найти: Масса азотной кислоты \(m(\text{HNO}_3)\) Решение: 1. Найдем молярную массу азотной кислоты HNO₃. Атомная масса водорода \(Ar(\text{H}) = 1\) г/моль. Атомная масса азота \(Ar(\text{N}) = 14\) г/моль. Атомная масса кислорода \(Ar(\text{O}) = 16\) г/моль. Молярная масса азотной кислоты: \[M(\text{HNO}_3) = Ar(\text{H}) + Ar(\text{N}) + 3 \cdot Ar(\text{O})\] \[M(\text{HNO}_3) = 1 \text{ г/моль} + 14 \text{ г/моль} + 3 \cdot 16 \text{ г/моль}\] \[M(\text{HNO}_3) = 1 \text{ г/моль} + 14 \text{ г/моль} + 48 \text{ г/моль}\] \[M(\text{HNO}_3) = 63 \text{ г/моль}\] 2. Рассчитаем массу азотной кислоты по формуле: \[m = \nu \cdot M\] \[m(\text{HNO}_3) = 4 \text{ моль} \cdot 63 \text{ г/моль}\] \[m(\text{HNO}_3) = 252 \text{ г}\] Ответ: Масса 4 моль азотной кислоты составляет 252 г. 3. Сколько молекул содержится в 8 г молекулярного кислорода O₂? Дано: Масса молекулярного кислорода \(m(\text{O}_2) = 8\) г Найти: Количество молекул кислорода \(N(\text{O}_2)\) Решение: 1. Найдем молярную массу молекулярного кислорода O₂. Атомная масса кислорода \(Ar(\text{O}) = 16\) г/моль. Молярная масса молекулярного кислорода: \[M(\text{O}_2) = 2 \cdot Ar(\text{O})\] \[M(\text{O}_2) = 2 \cdot 16 \text{ г/моль}\] \[M(\text{O}_2) = 32 \text{ г/моль}\] 2. Рассчитаем количество вещества кислорода по формуле: \[\nu = \frac{m}{M}\] \[\nu(\text{O}_2) = \frac{8 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}}\] \[\nu(\text{O}_2) = 0,25 \text{ моль}\] 3. Рассчитаем количество молекул кислорода по формуле: \[N = \nu \cdot N_A\] где \(N_A\) - число Авогадро, \(N_A = 6,02 \cdot 10^{23}\) моль\(^{-1}\). \[N(\text{O}_2) = 0,25 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}\] \[N(\text{O}_2) = 1,505 \cdot 10^{23} \text{ молекул}\] Ответ: В 8 г молекулярного кислорода содержится \(1,505 \cdot 10^{23}\) молекул. 4. В какой массе воды содержится столько же молекул, сколько атомов в 36 г магния? Дано: Масса магния \(m(\text{Mg}) = 36\) г Количество молекул воды \(N(\text{H}_2\text{O})\) равно количеству атомов магния \(N(\text{Mg})\). Найти: Масса воды \(m(\text{H}_2\text{O})\) Решение: 1. Найдем количество атомов в 36 г магния. Атомная масса магния \(Ar(\text{Mg}) = 24\) г/моль. Количество вещества магния: \[\nu(\text{Mg}) = \frac{m(\text{Mg})}{Ar(\text{Mg})}\] \[\nu(\text{Mg}) = \frac{36 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}}\] \[\nu(\text{Mg}) = 1,5 \text{ моль}\] Количество атомов магния: \[N(\text{Mg}) = \nu(\text{Mg}) \cdot N_A\] \[N(\text{Mg}) = 1,5 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}\] \[N(\text{Mg}) = 9,03 \cdot 10^{23} \text{ атомов}\] 2. По условию, количество молекул воды равно количеству атомов магния: \[N(\text{H}_2\text{O}) = N(\text{Mg}) = 9,03 \cdot 10^{23} \text{ молекул}\] 3. Найдем количество вещества воды. \[\nu(\text{H}_2\text{O}) = \frac{N(\text{H}_2\text{O})}{N_A}\] \[\nu(\text{H}_2\text{O}) = \frac{9,03 \cdot 10^{23} \text{ молекул}}{6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}}\] \[\nu(\text{H}_2\text{O}) = 1,5 \text{ моль}\] 4. Найдем молярную массу воды H₂O. Атомная масса водорода \(Ar(\text{H}) = 1\) г/моль. Атомная масса кислорода \(Ar(\text{O}) = 16\) г/моль. Молярная масса воды: \[M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot Ar(\text{H}) + Ar(\text{O})\] \[M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} + 16 \text{ г/моль}\] \[M(\text{H}_2\text{O}) = 18 \text{ г/моль}\] 5. Рассчитаем массу воды. \[m(\text{H}_2\text{O}) = \nu(\text{H}_2\text{O}) \cdot M(\text{H}_2\text{O})\] \[m(\text{H}_2\text{O}) = 1,5 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль}\] \[m(\text{H}_2\text{O}) = 27 \text{ г}\] Ответ: В 27 г воды содержится столько же молекул, сколько атомов в 36 г магния. Вариант 2. 1. Какое количество вещества соответствует 1 кг карбоната кальция CaCO₃? Дано: Масса карбоната кальция \(m(\text{CaCO}_3) = 1\) кг Найти: Количество вещества карбоната кальция \(\nu(\text{CaCO}_3)\) Решение: 1. Переведем массу карбоната кальция в граммы: \[m(\text{CaCO}_3) = 1 \text{ кг} = 1000 \text{ г}\] 2. Найдем молярную массу карбоната кальция CaCO₃. Атомная масса кальция \(Ar(\text{Ca}) = 40\) г/моль. Атомная масса углерода \(Ar(\text{C}) = 12\) г/моль. Атомная масса кислорода \(Ar(\text{O}) = 16\) г/моль. Молярная масса карбоната кальция: \[M(\text{CaCO}_3) = Ar(\text{Ca}) + Ar(\text{C}) + 3 \cdot Ar(\text{O})\] \[M(\text{CaCO}_3) = 40 \text{ г/моль} + 12 \text{ г/моль} + 3 \cdot 16 \text{ г/моль}\] \[M(\text{CaCO}_3) = 40 \text{ г/моль} + 12 \text{ г/моль} + 48 \text{ г/моль}\] \[M(\text{CaCO}_3) = 100 \text{ г/моль}\] 3. Рассчитаем количество вещества карбоната кальция по формуле: \[\nu = \frac{m}{M}\] \[\nu(\text{CaCO}_3) = \frac{1000 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}}\] \[\nu(\text{CaCO}_3) = 10 \text{ моль}\] Ответ: Количество вещества карбоната кальция составляет 10 моль. 2. Рассчитайте массу 3 моль оксида кремния SiO₂. Дано: Количество вещества оксида кремния \(\nu(\text{SiO}_2) = 3\) моль Найти: Масса оксида кремния \(m(\text{SiO}_2)\) Решение: 1. Найдем молярную массу оксида кремния SiO₂. Атомная масса кремния \(Ar(\text{Si}) = 28\) г/моль. Атомная масса кислорода \(Ar(\text{O}) = 16\) г/моль. Молярная масса оксида кремния: \[M(\text{SiO}_2) = Ar(\text{Si}) + 2 \cdot Ar(\text{O})\] \[M(\text{SiO}_2) = 28 \text{ г/моль} + 2 \cdot 16 \text{ г/моль}\] \[M(\text{SiO}_2) = 28 \text{ г/моль} + 32 \text{ г/моль}\] \[M(\text{SiO}_2) = 60 \text{ г/моль}\] 2. Рассчитаем массу оксида кремния по формуле: \[m = \nu \cdot M\] \[m(\text{SiO}_2) = 3 \text{ моль} \cdot 60 \text{ г/моль}\] \[m(\text{SiO}_2) = 180 \text{ г}\] Ответ: Масса 3 моль оксида кремния составляет 180 г. 3. Сколько атомов содержится в 80 г кальция? Дано: Масса кальция \(m(\text{Ca}) = 80\) г Найти: Количество атомов кальция \(N(\text{Ca})\) Решение: 1. Найдем молярную массу кальция. Атомная масса кальция \(Ar(\text{Ca}) = 40\) г/моль. Молярная масса кальция \(M(\text{Ca}) = 40\) г/моль. 2. Рассчитаем количество вещества кальция по формуле: \[\nu = \frac{m}{M}\] \[\nu(\text{Ca}) = \frac{80 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}}\] \[\nu(\text{Ca}) = 2 \text{ моль}\] 3. Рассчитаем количество атомов кальция по формуле: \[N = \nu \cdot N_A\] где \(N_A\) - число Авогадро, \(N_A = 6,02 \cdot 10^{23}\) моль\(^{-1}\). \[N(\text{Ca}) = 2 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}\] \[N(\text{Ca}) = 12,04 \cdot 10^{23} \text{ атомов}\] или \[N(\text{Ca}) = 1,204 \cdot 10^{24} \text{ атомов}\] Ответ: В 80 г кальция содержится \(1,204 \cdot 10^{24}\) атомов. 4. Рассчитайте массу: а) \(12 \cdot 10^{23}\) атомов серы; б) \(3 \cdot 10^{23}\) молекул фтора F₂. а) Рассчитайте массу \(12 \cdot 10^{23}\) атомов серы. Дано: Количество атомов серы \(N(\text{S}) = 12 \cdot 10^{23}\) атомов Найти: Масса серы \(m(\text{S})\) Решение: 1. Найдем количество вещества серы по формуле: \[\nu = \frac{N}{N_A}\] где \(N_A\) - число Авогадро, \(N_A = 6,02 \cdot 10^{23}\) моль\(^{-1}\). \[\nu(\text{S}) = \frac{12 \cdot 10^{23} \text{ атомов}}{6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}}\] \[\nu(\text{S}) \approx 1,993 \text{ моль}\] Для удобства расчетов можно округлить \(N_A\) до \(6 \cdot 10^{23}\) или использовать точное значение. Если использовать \(N_A = 6 \cdot 10^{23}\): \[\nu(\text{S}) = \frac{12 \cdot 10^{23} \text{ атомов}}{6 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}}\] \[\nu(\text{S}) = 2 \text{ моль}\] Будем использовать \(N_A = 6,02 \cdot 10^{23}\) для более точного ответа. 2. Найдем молярную массу серы. Атомная масса серы \(Ar(\text{S}) = 32\) г/моль. Молярная масса серы \(M(\text{S}) = 32\) г/моль. 3. Рассчитаем массу серы по формуле: \[m = \nu \cdot M\] \[m(\text{S}) = 1,993 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль}\] \[m(\text{S}) \approx 63,776 \text{ г}\] Если использовать \(\nu(\text{S}) = 2\) моль: \[m(\text{S}) = 2 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль}\] \[m(\text{S}) = 64 \text{ г}\] Для школьных задач часто допускается округление \(N_A\) до \(6 \cdot 10^{23}\) для получения целых или простых чисел. Предположим, что в задаче подразумевается такое округление. Ответ: Масса \(12 \cdot 10^{23}\) атомов серы составляет 64 г. б) Рассчитайте массу \(3 \cdot 10^{23}\) молекул фтора F₂. Дано: Количество молекул фтора \(N(\text{F}_2) = 3 \cdot 10^{23}\) молекул Найти: Масса фтора \(m(\text{F}_2)\) Решение: 1. Найдем количество вещества фтора по формуле: \[\nu = \frac{N}{N_A}\] где \(N_A\) - число Авогадро, \(N_A = 6,02 \cdot 10^{23}\) моль\(^{-1}\). \[\nu(\text{F}_2) = \frac{3 \cdot 10^{23} \text{ молекул}}{6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}}\] \[\nu(\text{F}_2) \approx 0,498 \text{ моль}\] Если использовать \(N_A = 6 \cdot 10^{23}\): \[\nu(\text{F}_2) = \frac{3 \cdot 10^{23} \text{ молекул}}{6 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}}\] \[\nu(\text{F}_2) = 0,5 \text{ моль}\] Будем использовать \(N_A = 6,02 \cdot 10^{23}\) для более точного ответа. 2. Найдем молярную массу молекулярного фтора F₂. Атомная масса фтора \(Ar(\text{F}) = 19\) г/моль. Молярная масса молекулярного фтора: \[M(\text{F}_2) = 2 \cdot Ar(\text{F})\] \[M(\text{F}_2) = 2 \cdot 19 \text{ г/моль}\] \[M(\text{F}_2) = 38 \text{ г/моль}\] 3. Рассчитаем массу фтора по формуле: \[m = \nu \cdot M\] \[m(\text{F}_2) = 0,498 \text{ моль} \cdot 38 \text{ г/моль}\] \[m(\text{F}_2) \approx 18,924 \text{ г}\] Если использовать \(\nu(\text{F}_2) = 0,5\) моль: \[m(\text{F}_2) = 0,5 \text{ моль} \cdot 38 \text{ г/моль}\] \[m(\text{F}_2) = 19 \text{ г}\] Предположим, что в задаче подразумевается округление \(N_A\) до \(6 \cdot 10^{23}\). Ответ: Масса \(3 \cdot 10^{23}\) молекул фтора составляет 19 г.