Количество вещества — физическая величина, характеризующая количество однотипных структурных единиц, содержащихся в веществе. Под структурными единицами понимаются любые частицы, из которых состоит вещество (атомы, молекулы, ионы, электроны или любые другие частицы). Единица измерения количества вещества в Международной системе единиц (СИ) и в системе СГС — моль. Без конкретизации объекта рассмотрения термин «количество вещества» не используют
ПРИМЕНЕНИЕ
Эта физическая величина используется для измерения макроскопических количеств веществ в тех случаях, когда для численного описания изучаемых процессов необходимо принимать во внимание микроскопическое строение вещества, например, в химии, при изучении процессов электролиза, или в термодинамике, при описании уравнений состояния идеального газа.
При описании химических реакций, количество вещества является более удобной величиной, чем масса, так как молекулы взаимодействуют независимо от их массы в количествах, кратных целым числам.
Например для реакции горения водорода (2H2 + O2 → 2H2O) требуется в два раза большее количество вещества водорода, чем кислорода. При этом масса водорода, участвующего в реакции, примерно в 8 раз меньше массы кислорода (так как атомная масса водорода примерно в 16 раз меньше атомной массы кислорода). Таким образом, использование количества вещества облегчает интерпретацию уравнений реакций: соотношение между количествами реагирующих веществ непосредственно отражается коэффициентами в уравнениях.
Так как использовать в расчётах непосредственно количество молекул неудобно, потому что это число в реальных опытах слишком велико, вместо измерения количества молекул в единицах «штука», их измеряют в молях. Фактическое количество единиц "штука" в 1 моле вещества называется числом Авогадро (NA = 6,022140857(74)⋅1023 "штука"/моль).
Количество вещества обозначается латинской n (эн) и не рекомендуется обозначать греческой буквой \nu (ню), поскольку этой буквой в химической термодинамике обозначается стехиометрический коэффициент вещества в реакции, а он, по определению, положителен для продуктов реакции и отрицателен для реагентов.
Для вычисления количества вещества на основании его массы пользуются понятием молярная масса: n=m/M, где m — масса вещества, M — молярная масса вещества. Молярная масса — это масса, которая приходится на один моль данного вещества. Молярная масса вещества может быть получена произведением молекулярной массы этого вещества на количество молекул в 1 моле — на число Авогадро. Молярная масса (измеренная в г/моль) численно совпадает с относительной молекулярной массой.
По закону Авогадро, количество газообразного вещества можно также определить на основании его объёма: n = V / Vm, где V — объём газа при нормальных условиях, а Vm — молярный объём газа при тех же условиях, равный 22,4 л/моль.
Таким образом, справедлива формула, объединяющая основные расчёты с количеством вещества:
n = m/M = N/Na = V/Vm
I вариант
Часть А.
1. б) медь,
*Медь относится к слабоактивным металлом, это объясняет ее возможность нахождения в самородном виде.
2. б) получение металлов при обжиге минералов.
3. б) СО, Н2, Al,
*На примере оксида железа(II) докажем восстановительную силу выбранных соединений:
FeO + CO -> Fe + CO2
FeO + H2 -> Fe + H2O
3FeO + 2Al -> 3Fe + Al2O3
4. б) K, Li, Na.
5. б) Be, Mg, Ca;
6. б) Na
*Восстановительные свойства увеличиваются справа налево по группам, сверху вниз по периодам.
7. в) алюминий.
8. в) Fe + H2SO4 →,
*Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O - обмена,
Na2O + H2O → 2NaOH - соединения,
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 - замещения,
CaCO3 → CaO + CO2 - разложения.
9. б) 2,
2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2
С расставленными степенями окисления:
2Al(0) + 3H2(+)S(+6)O4(-2) -> Al2(+3)(S(+6)O4(-2))3 + 3H2(0)
Al(0)--(-3ē)-->Al(+3) | 3 | ×2
- восстановитель(отдает электроны), процесс окисления
2H(+)--(+2ē)-->H2(0)|2 | ×3
- окислитель(получает электроны), процесс восстановления.
10. г) 7
*2Na + 2H2О -> 2NaOH + H2
2+2+2+1=7
Часть В.
11.
1. Na -
Е) Na2O
2. Mg -
Д) MgO
3. Al -
Б) Al2O3
4. Pb -
Г) PbO2
12.
1. К2О -
Б) основный
2. СаО -
Б) основный
3. ВеО -
В) амфотерный
4. Fe2O3 -
В) амфотерный
13.
1. медь и цинк -
В) латунь
2. медь и олово -
Б) бронза
3. медь и никель -
Г) мельхиор
4. железо и углерод -
А) чугун
Часть С.
Al2S3 ← Al → Al(OH)3 → Al2O3 → AlCl3
2Al + 3S -> Al2S3
2Al + 3Cu(OH)2 -> 2AI(OH)3 + 3Cu
2Al(OH)3 -(t°)-> Al2O3 + 3H2O
AI2O3 + 6HCI -> 2AICI3 + 3H2O
Дано:
m(Fe2O3)=1 кг
w(примеси)=9%
m(Fe)-?
1 Уравнение реакции:
2Al + Fe2O3 -> Al2O3 + 2Fe
2 Найдем массу чистого оксида железа(III):
w(Fe2O3)=100%-9%=91%
m(Fe2O3)=1×(91/100)=0.91 кг=910 г
3 Найдем количество оксида железа(III):
n=m/M
M(Fe2O3)=56×2+16×3=160 г/моль
n(Fe2O3)=910/160=5.6875 моль
4 По уравнению:
n(Fe)=2n(Fe2O3)=11.375 моль
5 Найдем массу железа:
m=n×M
M(Fe)=56 г/моль
m(Fe)=11.375×56=637 г
ответ: 637 г или 0.637 кг.
II вариант
Часть А.
1. в) натрий,
*Натрий является активным металлом, легко вступает во многие реакции, поэтому чаще всего его можно обнаружить только в виде соединений.
2. а) получение металлов из
растворов солей.
3. г) Fe, Zn, Sn
*CuSO4 + Fe -> FeSO4 + Cu
CuSO4 + Zn -> ZnSO4 + Cu
CuSO4 + Sn -> SnSO4 + Cu
4. в) Ca, Sr, Ba.
5. в) Na, Mg, Al.
6. б) Na.
7. г) кальций
8. б) Na2O + H2O →,
*Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O - обмена,
Na2O + H2O → 2NaOH - соединения,
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 - замещения,
CaCO3 → CaO + CO2 - разложения.
9. а) 1,
*Са + 2HCl -> CaCl2 + H2
С расставленными степенями окисления:
Са(0) + 2H(+)Cl(-) -> Ca(+2)Cl2(-) + H2(0)
Ca(0)--(-2ē)-->Ca(+2) | 2 | ×1
- восстановитель(отдает электроны), процесс окисления
2H(+)--(+2ē)-->H2(0) | 2 | ×1
- окислитель(получает электроны), процесс восстановления.
10. -
ответ должен быть 9.
*2Al + 3H2SO4 -> Al2(SO4)3 + 3H2
2+3+1+3=9
С расставленными степенями окисления:
2Al(0) + 3H2(+)S(+6)O4(-2) -> Al2(+3)(S(+6)O4(-2))3 + 3H2(0)
Al(0)--(-3ē)-->Al(+3) | 3 | ×2
- восстановитель(отдает электроны), процесс окисления
2H(+)--(+2ē)-->H2(0)|2 | ×3
- окислитель(получает электроны), процесс восстановления.
Часть В.
11.
1. Na -
Г) 3s 1
2. Mg -
А) 3s 2
3. Al -
Б) 3s 2 3p 1
4. Pb -
Д) 6s 2 6p 2
12.
1. КОН -
Б) основный
2. Са(ОН)2 -
Б) основный
3. Ве(ОН)2 -
В) амфотерный
4. Fe(OН)3 -
В) амфотерный
13.
1. СаСО3 -
Б) мел
2. MgSO4 -
В) магнезия
3. NaOH -
Г) едкий натр
4. Са(ОН)2 -
А) гашеная известь
Часть С.
Са → СаО → Са(ОН)2 → СаCl2 →
Ca(OH)2 → CaO
2Ca + O2 -> 2CaO
CaO + H2O -> Ca(OH)2
Ca(OH)2 + 2HCI -> CaCl2 + 2H2O
CaCl2 + 2NaOH -> 2NaCl + Ca(OH)2⬇️
Ca(OH)2 -(600°С)-> CaO + H2O
Дано:
m(CaCO3)=1 кг
w(примеси)=12%
m(CO2)-?
1 Уравнение реакции:
CaCO3 -(t°)-> CaO + CO2
2 Найдем массу чистого мела:
w(CaCO3)=100%-12%=88%
m(CaCO3)=1×(88/100)=0.88 кг=880 г
3 Найдем количество мела:
n=m/M
M(CaCO3)=40+12+16×3=100 г/моль
n(CaCO3)=880/100=8.8 моль
4 По уравнению:
n(CO2)=n(CaCO3)=8.8 моль
5 Найдем массу углекислого газа:
m=n×M
M(CO2)=12+16×2=44 г/моль
m(CO2)=8.8×44=387.2 г
ответ: 387.2 г или 0.3872 кг.
n(CI2)=11,2/22,4=0,5моль
Т к коофицент уравнения 1 то FeCI2=0,5моль
M(FeCI2)=n*Mr (FeCI2)= 0,5*127=63,5 гр