Решебник по химии 8 класс. Рудзитис ФГОС §14

Химические формулы. Относительная молекулярная масса

Вопросы

1. В каких единицах можно измерять массу атомов? Что такое относительная атомная масса?

Масса атомов измеряется в специальных единицах, которые называются атомными единицами массы (а. е. м.). Эта единица была введена учёными, так как масса одного атома очень мала и выражать её в граммах неудобно. Одна атомная единица массы равна 1/12 массы атома углерода. Это означает, что масса атома углерода была условно принята за 12, и от неё отсчитываются массы всех остальных атомов. В числовом виде:

1 а. е. м. = 1,66054 × 10⁻²⁴ г

Таким образом, атом водорода имеет массу примерно 1 а. е. м., атом кислорода — 16 а. е. м., атом серы — 32 а. е. м.

2. Что такое относительная атомная масса?

Относительная атомная масса показывает, во сколько раз масса атома больше 1/12 массы атома углерода. Она обозначается символом Aᵣ и не имеет единиц измерения, потому что является относительной величиной. Например, если относительная атомная масса серы равна 32, это значит, что её атом в 32 раза тяжелее 1/12 атома углерода.

Пример:

Aᵣ(H) = 1

Aᵣ(O) = 16

Aᵣ(S) = 32

Aᵣ(Cu) = 64

Aᵣ(Fe) = 56

Таким образом, относительная атомная масса — это удобный способ сравнивать массы атомов между собой, не используя чрезвычайно маленькие значения в граммах.

Стр. 51

Подумай, ответь, выполни

1. Что показывает химическая формула? Приведите примеры.

Химическая формула — это условная запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов. Она показывает, из каких атомов и в каком соотношении состоит вещество. Химическая формула позволяет определить как качественный состав (т. е. из каких химических элементов состоит вещество), так и количественный состав (т. е. сколько атомов каждого элемента входит в одну молекулу или формульную единицу вещества).

Например:

• Формула H₂O означает, что в молекуле воды содержится два атома водорода (H) и один атом кислорода (O).

• Формула CO₂ означает, что в молекуле углекислого газа содержится один атом углерода (C) и два атома кислорода (O).

2. Можно ли выразить массу вещества в атомных единицах массы? Выразите следующими числами: а) 4 г; б) 176 а. е. м.; в) 150 г; г) 264 а. е. м.? Почему?

Да, массу вещества можно выразить в атомных единицах массы (а. е. м.), если речь идет о массе отдельных атомов или молекул.

• Числа 176 а. е. м. и 264 а. е. м. выражены в атомных единицах массы — они обозначают относительные массы молекул или формульных единиц вещества.

• А вот 4 г и 150 г — это выражения массы в граммах, применимые к макроскопическому количеству вещества (например, при взвешивании в лаборатории). Для перевода между граммами и а. е. м. нужно учитывать число Авогадро.

3. Напишите химическую формулу вещества, если известно, что в его состав входит:

а) атом железа и три атома хлора;

б) два атома алюминия и три атома кислорода;

в) атом кальция, атом углерода и три атома кислорода.

Вычислите относительные формульные массы данных веществ.

а) Формула: FeCl₃

Относительная формульная масса:

Mᵣ(FeCl₃) = Aᵣ(Fe) + 3 × Aᵣ(Cl) = 56 + 3 × 35,5 = 56 + 106,5 = 162,5

б) Формула: Al₂O₃

Относительная формульная масса:

Mᵣ(Al₂O₃) = 2 × Aᵣ(Al) + 3 × Aᵣ(O) = 2 × 27 + 3 × 16 = 54 + 48 = 102

в) Формула: CaCO₃

Относительная формульная масса:

Mᵣ(CaCO₃) = Aᵣ(Ca) + Aᵣ(C) + 3 × Aᵣ(O) = 40 + 12 + 48 = 100

Таким образом, формулы и массы веществ:

а) FeCl₃, Mᵣ = 162,5

б) Al₂O₃, Mᵣ = 102

в) CaCO₃, Mᵣ = 100

4. Что означают записи: 4H, 2H₂, H₂O, FeS, 3H₂SO₄?

4H — четыре атома водорода.

2H₂ — две молекулы водорода (каждая молекула состоит из двух атомов, итого 4 атома водорода).

H₂O — одна молекула воды, состоящая из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

FeS — одна формульная единица сульфида железа (один атом железа и один атом серы).

3H₂SO₄ — три молекулы серной кислоты, каждая из которых содержит два атома водорода, один атом серы и четыре атома кислорода.

5. Заполните таблицу.

6. Сравните качественный и количественный состав:

а) сернистого газа SO₂ и серного ангидрида SO₃;

б) угарного газа CO и углекислого газа CO₂.

а) Качественный состав обоих веществ — одинаковый: и SO₂, и SO₃ состоят из атомов серы (S) и кислорода (O).

Количественный состав различен:

— в молекуле SO₂ — 1 атом серы и 2 атома кислорода,

— в молекуле SO₃ — 1 атом серы и 3 атома кислорода.

Следовательно, разное соотношение атомов даёт разные вещества.

б) Качественный состав одинаков: и CO, и CO₂ состоят из атомов углерода (C) и кислорода (O).

Количественный состав разный:

— в CO — 1 атом углерода и 1 атом кислорода,

— в CO₂ — 1 атом углерода и 2 атома кислорода.

Таким образом, разные количественные соотношения атомов образуют разные вещества.

7. Состав вещества отражает формула K₂SO₄. Определите:

а) суммарное число атомов в молекуле;

б) число химических элементов, входящих в состав вещества;

в) число атомов каждого химического элемента в веществе.

а) Суммарное число атомов в молекуле K₂SO₄:

2 атома калия (K), 1 атом серы (S), 4 атома кислорода (O).

Итого: 2 + 1 + 4 = 7 атомов.

б) Число химических элементов в веществе K₂SO₄:

3 элемента — калий (K), сера (S), кислород (O).

в) Число атомов каждого элемента:

K — 2 атома, S — 1 атом, O — 4 атома.

8. В каких массовых отношениях следует взять алюминий и серу, чтобы получить соединение, в котором на каждые два атома Al приходится три атома S?

Искомое соединение — это Al₂S₃.

В его составе 2 атома алюминия и 3 атома серы.

Расчет массовых отношений:

Aᵣ(Al) = 27, Aᵣ(S) = 32

Масса 2Al = 2·27 = 54

Масса 3S = 3·32 = 96

Соотношение по массе: 54 : 96

Сократим на 6: 9 : 16

Ответ: вещества нужно взять в массовом соотношении 9 : 16.

9. Два друга, Петя и Вова, только начали изучать химию. Петя предложил другу перевести на химический язык и записать с помощью обозначений следующее:

1. три молекулы простого вещества, каждая из которых состоит из трёх атомов кислорода;

2. две формульные единицы сложного вещества, каждая из которых состоит из одного атома серебра, одного атома азота и трёх атомов кислорода.

Что должен был написать Вова?

1. Простое вещество, состоящее из трёх атомов кислорода, обозначается как O₃ (озон). Три молекулы такого вещества записываются так: 3O₃.

2. Сложное вещество, состоящее из атомов серебра (Ag), азота (N) и трёх атомов кислорода (O), имеет формулу AgNO₃ (нитрат серебра). Две формульные единицы такого вещества обозначаются как: 2AgNO₃.

Итоговая запись, которую должен был написать Вова: 3O₃, 2AgNO₃.

Стр. 53