Молярный объём и молярная масса необходимы для решения задач по химии. Давайте вспомним, что
молярный объём показывает, какой объём в литрах занимает 1 моль любого газа.
В нормальных условиях (температура 0 градусов Цельсия и давление 1 атмосфера) молярный объём равен 22,4 литра. То есть 1 моль любого газа в нормальных условиях занимает объём 22,4 литра.
Молярная показывает, сколько весит в граммах 1 моль вещества.
Если молярный объём для всех газов одинаков, то молярная масса для всех веществ разная и рассчитывается она по данным из таблицы Менделеева. Попрактикуемся?
Пример 1.
Укажите молярную массу и молярный объём (н.у.) оксида азота (V).
Решение:
Формула оксида азота (V) N2O5. Определяем молярную массу. Для это смотрим в периодической таблице атомные массы азота и кислорода и вспоминаем, что молярная масса совпадает с молекулярной. Таблица нам говорит, что атомная масса азота 14, атомная масса кислорода 16. Отсюда молекулярная масса оксида азота (V): 2*14+5*16=118, это же значение имеет и молярная масса – 118 г/моль.
А вот молярный объём оксида азота (V) в нормальных условиях равен 22,4 л/моль, потому что молярный объём любого газа в нормальных условиях равен 22,4 л/моль.
Ответ: молярная масса оксида азота (V) 118 г/моль, молярный объём оксида азота (V) 22,4 л/моль.
Пример 2.
Произошла реакция между оксидом кальция и углекислым газом с образованием карбоната кальция. Известно, что в результате реакции образовалось 130 г карбоната кальция. Определите, сколько вступило в реакцию оксида кальция (в граммах) и углекислого газа (в литрах).
Решение:
Для начала запишем уравнение реакции. Оно выглядит так:
СаО + СО2 = СаСО3
Отметьте для себя, что согласно уравнению в реакцию вступает 1 моль оксида кальция и 1 моль углекислого газа, при образуется 1 моль карбоната кальция, то есть:
1 моль СаО + 1 моль СО2 = 1 моль СаСО3
Далее вернёмся к условию и посмотрим, что нам известно. А известно нам, что получилось 130 г карбоната кальция. Посчитаем молярную массу СаСО3 (воспользуемся данными из таблицы Менделеева): 40+12+3*16= 100 г/моль. Это означает, что 100 г вести 1 моль СаСО3. Тогда мы можем составить пропорцию:
100 г весит 1 моль СаСО3
130 г вести Х моль СаСО3
Отсюда следует, что Х=130 г*1 моль/100 г=1,3 моль. Таким образом, в результате нашей реакции образовалось 1,3 моль карбоната кальция. Вспомним, что мы писали выше.
По уравнению реакции мы увидели, что:
1 моль СаО + 1 моль СО2 = 1 моль СаСО3
Но только что мы рассчитали, что в реакции получилось 1,3 моль СаСО3. То есть в условиях задачи получается:
Х моль СаО + Х моль СО2 = 1,3 моль СаСО3
Отсюда очевидно, что в реакции приняло участие 1,3 моль СаО и 1,3 моль СО2. Но ответ нам нужен в граммах (для СаО) и литрах (для СО2). Поэтому рассчитаем молярную массу оксида кальция (из периодической таблицы): 40+16=56 г/моль. То есть 56 г весит 1 моль СаО. А у нас 1,3 моль СаО (мы это рассчитали ранее). Переведём это количество вещества в граммы: 56 г/моль*1,3 моль=72,8 г.
С объёмом углекислого газа всё проще. 1 моль углекислого газа в н.у. занимает 22,4 л. Отсюда 1,3 моль углекислого газа занимают 22,4л/моль*1,3 моль=29,12 л.
Ответ: в реакцию вступило 72,8 г оксида кальция и 29,12 л углекислого газа.
Пример 3.
Фосфор сгорел с образованием оксида фосфора (V). Известно, что фосфора взяли 15,5 г. Определите, сколько потребовалось для проведения реакции литров кислорода (н.у.) и сколько образовалось оксида фосфора (V).
Решение:
Как обычно и рекомендуют учебники химии, запишем уравнение реакции:
4Р + 5О2 = 2Р2О5.
Из реакции видно следующее:
4 моль Р + 5 моль О2 = 2 моль Р2О5. Отметим это.
Далее посчитаем, какое количество фосфора вступило в реакцию. Молярная масса фосфора 31 г/моль (из таблицы Менделеева). В условиях сказано, что в реакцию вступило 15,5 /моль. Тогда:
1 моль Р весит 31 г
Х моль Р весит 1,5 г
Отсюда Х=1 моль*15,5 г/31 г=0,5 моль. То есть в нашей реакции поучаствовало всего 0,5 моль фосфора.
Теперь вспомним, что по уравнению реакции:
4 моль Р + 5 моль О2 = 2 моль Р2О5
А в наших условиях получается так:
0,5 моль Р + Х моль О2 = Y моль Р2О5
Сначала узнаем, сколько же моль кислорода было у нас. Для этого составим пропорцию:
4 моль Р реагируют с 5 моль О2 (это из уравнения реакции)
0,5 моль Р реагируют с Х моль О2 (это у нас). Отсюда
Х=0,5 моль*5 моль/4 моль=0,625 моль. То есть в нашей реакции приняло участие 0,625 моль кислорода. Кислород - это газ, в нормальных условиях 1 моль любого газа занимает 22,4 л. Тогда 0,625 моль газа займут 0,625 моль*22,4 л/моль=14 л. Это одна часть ответа.
Снова вернёмся чуть выше, к уравнению реакции:
4 моль Р + 5 моль О2 = 2 моль Р2О5
и 0,5 моль Р + Х моль О2 = Y моль Р2О5
Х мы уже нашли. Теперь ищем Y и делаем так:
4 моль Р при сгорании образуют 2 моль Р2О5
0,5 моль Р при сгорании образуют Y моль Р2О5
Отсюда Y=0,5 моль*2 моль/4 моль=0,25 моль. То есть в нашей реакции образуется 0,25 моль оксида фосфора. Чтобы перевести это в граммы, найдём молярную массу оксида Р2О5 (из периодической таблицы): 2*31+5*16=152 г/моль. Отсюда масса образовавшегося оксида фосфора 0,25 моль*152 г/моль=38 г. Это вторая часть ответа.
Ответ: для проведения реакции понадобилось 14 л кислорода, в результате реакции образовалось 38 г оксида фосфора (V).
Пишите, пожалуйста, в комментариях, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме
