Вычислить количество вещества азота, который образуется при горении 6 моль аммиака.

Молярная масса - это отношение массы вещества к количеству вещества, т. е.

М (х) = m (x) / ν (x), (1)

где М (х) - молярная масса вещества Х, m (x) - масса вещества Х, ν (x) - количество вещества Х. Единица СИ молярной массы - кг/моль, однако обычно используется единица г/моль. Единица массы - г, кг. Единица СИ количества вещества - моль.

Любая задача по химии решается через количество вещества. Необходимо помнить основную формулу:

ν (x) = m (x) / М (х) = V (x) / Vm = N/NA, (2)

где V (x) - объем вещества Х (л), Vm - молярный объем газа (л/моль), N - число частиц, NA - постоянная Авогадро.

1. Определите массу иодида натрия NaI количеством вещества 0,6 моль.

Дано: ν (NaI) = 0,6 моль.

Найти: m (NaI) = ?

Решение. Молярная масса иодида натрия составляет:

M (NaI) = M (Na) + M (I) = 23 + 127 = 150 г/моль

Определяем массу NaI:

m (NaI) = ν (NaI) •M (NaI) = 0,6 • 150 = 90 г.

2. Определите количество вещества атомного бора, содержащегося в тетраборате натрия массой 40,4 г.

Дано: m (Na2B4O7) = 40,4 г.

Найти: ν (B) = ?

Решение. Молярная масса тетрабората натрия составляет 202 г/моль. Определяем количество вещества:

ν (Na2B4O7) = m (Na2B4O7) / М (Na2B4O7) = 40,4/202=0,2 моль.

Вспомним, что 1 моль молекулы тетраборатнатрия содержит 2 молиатомов натрия, 4 моль атомов бора и 7 моль атомов кислорода (см. формулу тетрабората натрия). Тогда количество вещества атомного бора равно: ν (B) = 4 • ν (Na2B4O7) = 4 • 0,2 = 0,8 моль

Массовая доля вещества - отношение массы данного вещества в системе к массе всей системы, т. е. ω (Х) = m (Х) / m, где ω (X) - массовая доля вещества Х, m (X) - масса вещества Х, m - масса всей системы. Массовая доля - безразмерная величина. Её выражают в долях от единицы или в процентах. Например, массовая доля атомного кислорода составляет 0,42, или 42%, т. е. ω (О) = 0,42. Массовая доля атомного хлора в хлориде натрия составляет 0,607, или 60,7%, т. е. ω (Cl) = 0,607.

3. Определите массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl2 • 2H2O.

Решение: Молярная масса BaCl2 • 2H2O составляет:

М (BaCl2 • 2H2O) = 137 + 2 • 35,5 + 2 • 18 = 244 г/моль

Из формулы BaCl2 • 2H2O следует, что 1 моль дигидрата хлорида бария содержит 2 моль Н2 О. Отсюда можно определить массу воды, содержащейся в BaCl2 • 2H2O:

m (H2O) = 2 • 18 = 36 г.

Находим массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате хлорида бария BaCl2 • 2H2O.

ω (H2O) = m (H2O) / m (BaCl2 • 2H2O) = 36/244 = 0,1475 = 14,75%.

4. Из образца горной породы массой 25 г, содержащей минерал аргентит Ag2S, выделено серебро массой 5,4 г. Определите массовую долю аргентита в образце.

Дано: m (Ag) = 5,4 г; m = 25 г.

Найти: ω (Ag2S) = ?

Решение: определяем количество вещества серебра, находящегося в аргентите: ν (Ag) = m (Ag) / M (Ag) = 5,4/108 = 0,05 моль.

Из формулы Ag2S следует, что количество вещества аргентита в два раза меньше количества вещества серебра. Определяем количество вещества аргентита:

ν (Ag2S) = 0,5 • ν (Ag) = 0,5 • 0,05 = 0,025 моль

Рассчитываем массу аргентита:

m (Ag2S) = ν (Ag2S) • М (Ag2S) = 0,025• 248 = 6,2 г.

Теперь определяем массовую долю аргентита в образце горной породы, массой 25 г.

ω (Ag2S) = m (Ag2S) / m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.

Вывод формул соединений

5. Определите простейшую формулу соединения калия с марганцем и кислородом, если массовые доли элементов в этом веществе составляют соответственно 24,7, 34,8 и 40,5%.

Дано: ω (K) = 24,7%; ω (Mn) = 34,8%; ω (O) = 40,5%.

Формуласоиденения

Решение: для расчетов выбираем массу соединенияравную 100 г, т. е. m=100 г. Массы калия, марганца и кислорода составят:

m (К) = m ω (К) ; m (К) = 100 • 0,247 = 24,7 г;

m (Mn) = m ω (Mn) ; m (Mn) = 100 • 0,348=34,8 г

m (O) = m ω (O) ; m (O) = 100 • 0,405 = 40,5 г.

Определяем количества веществ атомных калия, марганца и кислорода:

ν (К) = m (К) / М (К) = 24,7/39 = 0,63 моль

ν (Mn) = m (Mn) / М (Mn) = 34,8 / 55 = 0,63 моль

ν (O) = m (O) / М (O) = 40,5/16 = 2,5 моль

Находим отношение количеств веществ:

ν (К) : ν (Mn) : ν (O) = 0,63 : 0,63 : 2,5.

Разделив правую часть равенства на меньшее число (0,63) получим:

ν (К) : ν (Mn) : ν (O) = 1 : 1 : 4.

Следовательно, простейшая формула соединения KMnO4.

6. При сгорании 1,3 г вещества образовалось 4,4 г оксида углерода (IV) и 0,9 г воды. Найти молекулярную формулу вещества, если его плотность

Дано: m (NH3) = 51 г; p=250 кПа; t=20oC.

Найти: V (NH3) = ?

Решение: определяем количество вещества аммиака:

ν (NH3) = m (NH3) / М (NH3) = 51/17 = 3 моль