Номер 1, страница 18 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Определите молярные массы и массы молекул: а) воды $H_2O$; б) углекислого газа $CO_2$; в) аммиака $NH_3$; г) азотной кислоты $HNO_3$.

Дано:

Относительные атомные массы (округленные):
$A_r(\text{H}) \approx 1$
$A_r(\text{C}) \approx 12$
$A_r(\text{N}) \approx 14$
$A_r(\text{O}) \approx 16$
Постоянная Авогадро: $N_A \approx 6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Найти:

Молярные массы ($M$) и массы молекул ($m_0$) для:
а) воды ($H_2O$)
б) углекислого газа ($CO_2$)
в) аммиака ($NH_3$)
г) азотной кислоты ($HNO_3$)

Решение:

Молярная масса вещества ($M$) — это масса одного моля вещества. Она рассчитывается как сумма относительных атомных масс ($A_r$) всех атомов, входящих в состав молекулы. Численно молярная масса в г/моль равна относительной молекулярной массе ($M_r$). Для расчетов в системе СИ молярную массу переводят в кг/моль, разделив значение в г/моль на 1000.

Масса одной молекулы ($m_0$) вычисляется по формуле: $m_0 = \frac{M}{N_A}$, где $M$ — молярная масса в кг/моль, а $N_A$ — число Авогадро.

а) вода H₂O

1. Определим молярную массу воды. Молекула воды состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O).

$M_r(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot A_r(\text{H}) + 1 \cdot A_r(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$.

Следовательно, молярная масса $M(\text{H}_2\text{O}) = 18 \text{ г/моль}$.

В системе СИ: $M(\text{H}_2\text{O}) = 18 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$.

2. Определим массу одной молекулы воды.

$m_0(\text{H}_2\text{O}) = \frac{M(\text{H}_2\text{O})}{N_A} = \frac{18 \times 10^{-3} \text{ кг/моль}}{6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}} \approx 2,99 \times 10^{-26} \text{ кг}$.

Ответ: молярная масса воды $M(\text{H}_2\text{O}) = 18 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$; масса молекулы воды $m_0(\text{H}_2\text{O}) \approx 2,99 \times 10^{-26} \text{ кг}$.

б) углекислый газ CO₂

1. Определим молярную массу углекислого газа. Молекула состоит из одного атома углерода (C) и двух атомов кислорода (O).

$M_r(\text{CO}_2) = 1 \cdot A_r(\text{C}) + 2 \cdot A_r(\text{O}) = 12 + 2 \cdot 16 = 44$.

Следовательно, молярная масса $M(\text{CO}_2) = 44 \text{ г/моль}$.

В системе СИ: $M(\text{CO}_2) = 44 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$.

2. Определим массу одной молекулы углекислого газа.

$m_0(\text{CO}_2) = \frac{M(\text{CO}_2)}{N_A} = \frac{44 \times 10^{-3} \text{ кг/моль}}{6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}} \approx 7,31 \times 10^{-26} \text{ кг}$.

Ответ: молярная масса углекислого газа $M(\text{CO}_2) = 44 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$; масса молекулы углекислого газа $m_0(\text{CO}_2) \approx 7,31 \times 10^{-26} \text{ кг}$.

в) аммиак NH₃

1. Определим молярную массу аммиака. Молекула состоит из одного атома азота (N) и трех атомов водорода (H).

$M_r(\text{NH}_3) = 1 \cdot A_r(\text{N}) + 3 \cdot A_r(\text{H}) = 14 + 3 \cdot 1 = 17$.

Следовательно, молярная масса $M(\text{NH}_3) = 17 \text{ г/моль}$.

В системе СИ: $M(\text{NH}_3) = 17 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$.

2. Определим массу одной молекулы аммиака.

$m_0(\text{NH}_3) = \frac{M(\text{NH}_3)}{N_A} = \frac{17 \times 10^{-3} \text{ кг/моль}}{6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}} \approx 2,82 \times 10^{-26} \text{ кг}$.

Ответ: молярная масса аммиака $M(\text{NH}_3) = 17 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$; масса молекулы аммиака $m_0(\text{NH}_3) \approx 2,82 \times 10^{-26} \text{ кг}$.

г) азотная кислота HNO₃

1. Определим молярную массу азотной кислоты. Молекула состоит из одного атома водорода (H), одного атома азота (N) и трех атомов кислорода (O).

$M_r(\text{HNO}_3) = 1 \cdot A_r(\text{H}) + 1 \cdot A_r(\text{N}) + 3 \cdot A_r(\text{O}) = 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 63$.

Следовательно, молярная масса $M(\text{HNO}_3) = 63 \text{ г/моль}$.

В системе СИ: $M(\text{HNO}_3) = 63 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$.

2. Определим массу одной молекулы азотной кислоты.

$m_0(\text{HNO}_3) = \frac{M(\text{HNO}_3)}{N_A} = \frac{63 \times 10^{-3} \text{ кг/моль}}{6,022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}} \approx 10,46 \times 10^{-26} \text{ кг} \approx 1,05 \times 10^{-25} \text{ кг}$.

Ответ: молярная масса азотной кислоты $M(\text{HNO}_3) = 63 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$; масса молекулы азотной кислоты $m_0(\text{HNO}_3) \approx 1,05 \times 10^{-25} \text{ кг}$.