Задание 10: моль и количества

Что проверяет задание 10

В задании 10 ЕГЭ по химии нужно быстро и без путаницы работать с количеством вещества. Если моли, масса и число частиц смешиваются в одной формуле, даже простой расчёт превращается в цепочку ошибок. Здесь ты разберёшь понятный алгоритм: как находить количество вещества, выбирать нужную формулу, учитывать коэффициенты реакции и проверять ответ. После этого можно закрепить навык в личном кабинете с бесплатной практикой.

Количество вещества обозначают буквой ν, единица измерения — моль. Один моль содержит 6,02 × 10²³ частиц. Это число называют постоянной Авогадро и обозначают Nₐ. Частицами могут быть атомы, молекулы, ионы или формульные единицы вещества.

Главное правило: сначала определи, что дано в условии и что требуется найти. Масса связана с молями через молярную массу, число частиц — через постоянную Авогадро, а объём газа — через молярный объём при заданных условиях.

Три основные формулы

Молярная масса показывает, сколько граммов приходится на один моль вещества. Её находят по относительной молекулярной или формульной массе, но единица измерения будет г/моль. Например, M(H₂O) = 2 × 1 + 16 = 18 г/моль.

\( ν = \dfrac{m}{M} \)
\( m = ν \times M \)
\( ν = \dfrac{N}{N}ₐ \)
\( ν = \dfrac{V}{V}ₘ \)

Здесь m — масса вещества, M — молярная масса, N — число частиц, V — объём газа, Vₘ — молярный объём. При нормальных условиях обычно используют Vₘ = 22,4 л/моль, если это прямо следует из условий задания. Не подставляй 22,4 автоматически: температура и давление могут быть другими.

Что дано	Формула	Что проверить
Масса	ν = m / M	масса в граммах
Число частиц	ν = N / Nₐ	вид частиц
Объём газа	ν = V / Vₘ	условия измерения

Алгоритм решения

Шаг первый — выпиши формулу вещества и вычисли его молярную массу. Не округляй промежуточные значения без необходимости. Шаг второй — переведи исходную величину в моли. Это универсальный язык расчётов: именно в молях сравнивают количества веществ.

Шаг третий — если есть уравнение реакции, расставь коэффициенты. Они показывают не массы, а соотношение количеств вещества. В реакции 2H₂ + O₂ → 2H₂O два моля водорода реагируют с одним молем кислорода и образуют два моля воды.

Шаг четвёртый — используй соотношение коэффициентов. Если ν(H₂) = 3 моль, то кислорода потребуется 3 / 2 = 1,5 моль, а воды образуется 3 моль при полном протекании реакции.

Шаг пятый — переведи найденные моли в требуемую величину: массу, объём или число частиц. В конце оцени порядок ответа: масса не может быть отрицательной, а число молекул обычно записывают в научной форме.

Разобранный пример

Рассмотрим типичный расчёт: какое число молекул содержится в 9 г воды? Здесь реакция не нужна, потому что известна масса одного вещества. Сначала найдём молярную массу воды, затем количество вещества и только после этого число молекул.

Дано: m(H₂O) = 9 г
\( M(H_2O) = 2 \times 1 + 16 = 18 \text{\text{г}/\text{моль}} \)
\( ν(H_2O) = \dfrac{m}{M} = \dfrac{9}{18} = 0,5 \text{моль} \)
\( N(H_2O) = ν \times Nₐ = 0,5 \times 6,02 \times 10^2^3 \)
N(H₂O) = 3,01 × 10²³ молекул
Ответ: 3,01 × 10²³ молекул.

Почему нельзя сразу умножать 9 на 6,02 × 10²³? Постоянная Авогадро относится к одному молю, а 9 г воды — это только половина моля. Поэтому сначала обязательно учитываем молярную массу.

Если в условии спрашивают число атомов, нужно дополнительно учесть состав молекулы. В одной молекуле воды три атома, значит число всех атомов будет 3 × 3,01 × 10²³ = 9,03 × 10²³.

Типичные ошибки

Первая ошибка — путать относительную молекулярную массу и молярную массу. Численно они равны, но в расчёте молярная масса имеет единицу г/моль. Вторая — использовать коэффициенты уравнения для масс. Например, запись 2H₂ + O₂ означает отношение молей 2:1, а не то, что масса водорода в два раза больше массы кислорода.

Третья ошибка — не различать атомы, молекулы и ионы. В условии может быть дано число молекул, а спросить могут число атомов кислорода. Четвёртая — забыть перевести миллилитры в литры или килограммы в граммы.

Пятая — применять объём 22,4 л/моль при неизвестных условиях. Для газа при другой температуре молярный объём изменится. Наконец, внимательно работай с дробными коэффициентами: соотношение ¾ означает, что на 1 моль одного вещества приходится 0,75 моль другого, а смешанная запись 2⅓ равна 7/3.

Что запомнить

Количество вещества — центральная величина расчётных задач. Для массы используй ν = m / M, для частиц — ν = N / Nₐ, для газа — ν = V / Vₘ. В реакции сначала уравняй коэффициенты, затем переводи исходные данные в моли и применяй соотношение коэффициентов.

Перед ответом проверь три вещи: правильно ли рассчитана молярная масса, совпадают ли единицы измерения и тот ли тип частиц указан в результате. Такой короткий контроль часто спасает от потери балла из-за одной невнимательности.

Следующий шаг — зарегистрируйся и реши 5 заданий бесплатно в личном кабинете. Если готовишься к другим экзаменам, материалы по химии и математике удобно искать через разделы ЕГЭ и ОГЭ.