Номер 3, страница 31 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

3. Может ли у разных веществ быть одинаковая молярная масса? Приведите примеры таких веществ.

Может ли у разных веществ быть одинаковая молярная масса?

Да, у разных веществ может быть одинаковая молярная масса. Молярная масса вещества — это масса одного моля данного вещества, и она определяется его химической формулой. Она рассчитывается путем сложения атомных масс всех атомов, входящих в состав формульной единицы вещества. Поскольку существует множество химических элементов с разными атомными массами, возможны различные комбинации атомов, которые в сумме дают одинаковую массу, даже если сами вещества являются разными.

Приведите примеры таких веществ.

Решение

Такие вещества можно условно разделить на две группы:

1. Изомеры — это вещества, имеющие одинаковую молекулярную формулу (т.е. одинаковый качественный и количественный состав), но разное химическое строение. Так как их молекулярные формулы идентичны, их молярные массы по определению равны.

2. Вещества с разным элементным составом, у которых молярные массы случайно совпадают.

Рассмотрим конкретные примеры. Для расчетов будем использовать округленные значения относительных атомных масс: $Ar(C) \approx 12$ а.е.м., $Ar(H) \approx 1$ а.е.м., $Ar(O) \approx 16$ а.е.м., $Ar(N) \approx 14$ а.е.м. Молярная масса ($M$) численно равна относительной молекулярной массе и имеет размерность г/моль.

Пример 1: Изомеры
Этанол (этиловый спирт) и диметиловый эфир являются изомерами. У них одна и та же молекулярная формула $C_2H_6O$, но разная структура: $C_2H_5OH$ и $CH_3OCH_3$.
Рассчитаем их молярную массу:
$M(C_2H_6O) = 2 \cdot M(C) + 6 \cdot M(H) + 1 \cdot M(O) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 46$ г/моль.
Таким образом, эти два разных вещества (жидкость и газ при нормальных условиях) имеют одинаковую молярную массу.

Пример 2: Вещества с разным составом
Сравним угарный газ ($CO$) и молекулярный азот ($N_2$).

• Молярная масса угарного газа: $M(CO) = M(C) + M(O) = 12 + 16 = 28$ г/моль.

• Молярная масса азота: $M(N_2) = 2 \cdot M(N) = 2 \cdot 14 = 28$ г/моль.

Их молярные массы одинаковы, хотя они состоят из разных химических элементов.

Пример 3: Вещества с разным составом
Сравним углекислый газ ($CO_2$) и пропан ($C_3H_8$).

• Молярная масса углекислого газа: $M(CO_2) = M(C) + 2 \cdot M(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 44$ г/моль.

• Молярная масса пропана: $M(C_3H_8) = 3 \cdot M(C) + 8 \cdot M(H) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 44$ г/моль.

В этом случае мы также видим совпадение молярных масс у веществ с совершенно разным составом и свойствами.

Ответ: Да, у разных веществ может быть одинаковая молярная масса. Примерами могут служить:

• Изомеры, такие как этанол ($C_2H_5OH$) и диметиловый эфир ($CH_3OCH_3$), с молярной массой 46 г/моль.
• Вещества с разным химическим составом, например, угарный газ ($CO$) и азот ($N_2$) с молярной массой 28 г/моль, или углекислый газ ($CO_2$) и пропан ($C_3H_8$) с молярной массой 44 г/моль.