ГДЗ по Химии 8 Класс Страница 66 Рабочая тетрадь (2018) Габриелян — Подробные Ответы

4. Дополните таблицу «Количественные характеристики веществ», делая необходимые вычисления.

Часть II

1. Установите соотношение между названием и размерностью величины.

НАЗВАНИЕ ВЕЛИЧИНЫ
А) количество вещества
Б) объём
В) молярная масса
Г) масса вещества
Д) молярный объём

РАЗМЕРНОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ
1) г/моль
2) г
3) моль
4) л/моль
5) л

2. Укажите формулы, которые являются производными от основной формулы

n = V/Vₘ

1) V = m/ρ
2) V = n • Vₘ
3) Vₘ = V/n
4) M = m • Vₘ / V

Вопрос 4

Количественные характеристики веществ

Часть II

Вопрос 1

Вопрос 2

n = V/Vₘ → V = n · Vₘ
n = V/Vₘ → Vₘ = V / n
n = V/Vₘ = m/M → M = m · Vₘ/V

Ответ: 2, 3, 4.

Вопрос 4

Количественные характеристики веществ

Для заполнения таблицы «Количественные характеристики веществ» используются следующие основные формулы и константы:

Молярная масса (M): Численно равна относительной молекулярной массе (Mr), но выражается в г/моль.

Количество вещества (n):

• n = m / M (масса / молярная масса)
• n = V / Vₘ (объем / молярный объем газа при нормальных условиях)
• n = N / Nₐ (количество молекул / число Авогадро)

Масса (m): m = n · M

Объем (V): V = n · Vₘ (для газов при нормальных условиях)

Число молекул (N): N = n · Nₐ

Константы:

— Молярный объем газа при нормальных условиях (Vₘ) ≈ 22,4 л/моль

— Число Авогадро (Nₐ) ≈ 6 · 10²³ молекул/моль (в данном примере используется упрощенное значение)

Давайте подробно рассмотрим вычисления для каждого вещества:

1. Метан (CH₄)

— Название вещества: Метан

— Формула вещества: CH₄

— Mr (Относительная молекулярная масса):

• Mr(CH₄) = Ar(C) + 4 · Ar(H) = 12 + 4 · 1 = 16.

— M (Молярная масса):

• M(CH₄) = 16 г/моль. (Численно равно Mr.)

— m (Масса):

• В таблице указано, что масса метана составляет 48 г. Это исходное данное для расчета количества вещества.

— n (Количество вещества, моль):

• Используем формулу n = m / M.
• n = 48 г / 16 г/моль = 3 моль.

— V (Объем, л):

• Используем формулу V = n · Vₘ.
• V = 3 моль · 22,4 л/моль = 67,2 л.

— N (Число молекул):

• Используем формулу N = n · Nₐ.
• N = 3 моль · (6 · 10²³ молекул/моль) = 18 · 10²³ молекул = 1,8 · 10²⁴ молекул.

2. Сернистый газ (SO₂)

— Название вещества: Сернистый газ

— Формула вещества: SO₂

— Mr (Относительная молекулярная масса):

• Mr(SO₂) = Ar(S) + 2 · Ar(O) = 32 + 2 · 16 = 32 + 32 = 64.

— M (Молярная масса):

• M(SO₂) = 64 г/моль. (Численно равно Mr.)

— N (Число молекул):

• В таблице указано, что число молекул сернистого газа составляет 9 · 10²³ молекул. Это исходное данное для расчета количества вещества.

— n (Количество вещества, моль):

• Используем формулу n = N / Nₐ.
• n = (9 · 10²³ молекул) / (6 · 10²³ молекул/моль) = 1,5 моль.

— m (Масса, г):

• Используем формулу m = n · M.
• m = 1,5 моль · 64 г/моль = 96 г.

— V (Объем, л):

• Используем формулу V = n · Vₘ.
• V = 1,5 моль · 22,4 л/моль = 33,6 л.

3. Озон (O₃)

— Название вещества: Озон

— Формула вещества: O₃

— Mr (Относительная молекулярная масса):

• Mr(O₃) = 3 · Ar(O) = 3 · 16 = 48.
• M (Молярная масса):
• M(O₃) = 48 г/моль. (Численно равно Mr.)

— V (Объем, л):

• В таблице указано, что объем озона составляет 89,6 л. Это исходное данное для расчета количества вещества.

— n (Количество вещества, моль):

• Используем формулу n = V / Vₘ.
• n = 89,6 л / 22,4 л/моль = 4 моль.

— m (Масса, г):

• Используем формулу m = n · M.
• m = 4 моль · 48 г/моль = 192 г.

— N (Число молекул):

• Используем формулу N = n · Nₐ.
• N = 4 моль · (6 · 10²³ молекул/моль) = 24 · 10²³ молекул = 2,4 · 10²⁴ молекул.

Таким образом, таблица заполнена путем последовательного применения химических формул, исходя из одного известного количественного параметра для каждого вещества (масса для метана, число молекул для сернистого газа, объем для озона) и использования молярной массы, молярного объема и числа Авогадро.

Часть II

Вопрос 1

Для каждой физической величины существует определенная единица измерения (размерность), которая отражает ее природу.

А) Количество вещества
Количество вещества — это фундаментальная величина в химии, которая измеряет число структурных единиц (атомов, молекул, ионов и т.д.). Ее стандартной единицей измерения является моль.
Следовательно, А соответствует 3 (моль).

Б) Объём
Объём — это мера пространства, занимаемого веществом. В химии, особенно при работе с газами, стандартной единицей объёма является литр.
Следовательно, Б соответствует 5 (л).

В) Молярная масса
Молярная масса (M) — это масса одного моля вещества. Она выражается как отношение массы к количеству вещества. Единицей измерения молярной массы является грамм на моль.
Следовательно, В соответствует 1 (г/моль).

Г) Масса вещества
Масса вещества — это мера количества материи в объекте. В химии масса обычно измеряется в граммах.
Следовательно, Г соответствует 2 (г).

Д) Молярный объём
Молярный объём (Vₘ) — это объём одного моля вещества. Для газов при нормальных условиях он является постоянной величиной (≈ 22,4 л/моль). Он выражается как отношение объёма к количеству вещества. Единицей измерения молярного объёма является литр на моль.
Следовательно, Д соответствует 4 (л/моль).

Итоговое соотношение:

Вопрос 2

Исходная (основная) формула: n = V/Vₘ (количество вещества равно отношению объёма к молярному объёму).

Рассмотрим каждую из предложенных формул:

1) V = m/ρ

Эта формула связывает объём (V) с массой (m) и плотностью (ρ). Она является определением плотности (ρ = m/V).

Данная формула не является производной непосредственно из n = V/Vₘ, поскольку в ней отсутствуют n или Vₘ.

Следовательно, это неверный вариант.

2) V = n · Vₘ

Чтобы получить эту формулу из основной n = V/Vₘ, необходимо умножить обе части уравнения на Vₘ:
n · Vₘ = (V/Vₘ) · Vₘ
n · Vₘ = V

Это прямое алгебраическое преобразование исходной формулы.

Следовательно, это верный вариант.

3) Vₘ = V/n

Чтобы получить эту формулу из основной n = V/Vₘ, сначала умножим обе части на Vₘ (как в предыдущем пункте): n · Vₘ = V.

Затем разделим обе части на n:
(n · Vₘ) / n = V / n
Vₘ = V / n

Это прямое алгебраическое преобразование исходной формулы.

Следовательно, это верный вариант.

4) M = m · Vₘ / V

Эта формула связывает молярную массу (M) с массой (m), молярным объёмом (Vₘ) и объёмом (V).

Для ее вывода необходимо использовать не только основную формулу n = V/Vₘ, но и другую фундаментальную формулу для количества вещества: n = m/M (количество вещества равно отношению массы к молярной массе).

Приравняем два выражения для n:
m/M = V/Vₘ

Теперь выразим M. Перемножим «крест-накрест»:
m · Vₘ = M · V

Разделим обе части на V, чтобы выразить M:
M = (m · Vₘ) / V

Поскольку эта формула получена путем комбинации основной формулы n = V/Vₘ с другой базовой формулой (n = m/M), она считается производной в контексте решения химических задач.

Следовательно, это верный вариант.

Итоговый ответ:

Производными от основной формулы n = V/Vₘ являются формулы: 2, 3, 4.