Почему один моль разных веществ имеет разную массу?

Опорная карта

Схема модели

Только бумага, калькулятор и готовые данные. Не проводите реакции, не получайте газы, не нагревайте вещества и не смешивайте бытовую химию.

Ситуация и вопрос

В двух строках отчёта указано по 1 моль: H₂O и CO₂. Количество молекул одинаково, но массы 18 г и 44 г в данной округлённой модели. Откуда берётся разница? Вернитесь к составу каждой молекулы и массам её атомов.

Новые слова без пропусков

Молярная масса M — масса, делённая на количество вещества: M = m/n. Здесь единица g/mol, в СИ kg/mol. Относительная формульная масса Mᵣ — безразмерная сумма относительных атомных масс по формуле. Для школьной точности её числовое значение используем для M в g/mol; это не равенство величин с разными единицами.

Предскажите

Предскажите, что тяжелее: 1 моль атомов O или 1 моль молекул O₂. Затем решите, надо ли учитывать индекс 2 за скобкой в Ca(OH)₂. Сначала объясните структуру формулы словами, а уже после складывайте числа.

Исследуйте или разберите данные

Даны округлённые значения Aᵣ: H=1, C=12, O=16, Na=23, Cl=35,5, Ca=40. Используйте именно их во всех задачах блока. Для Ca(OH)₂ запишите один Ca, два O и два H. Коэффициент перед формулой не входит в молярную массу вещества.

Разобранный пример

M(H₂O) ≈ 2×1+16 = 18 g/mol; M(CO₂) ≈ 12+2×16 = 44 g/mol. Для Ca(OH)₂: 40+2×(16+1) = 74 g/mol. NaCl даёт 58,5 g/mol и относится к формульным единицам ионного вещества. Это расчётные приближения, а не точность лабораторного измерения.

Где легко ошибиться

Ошибка: записать M(2H₂O)=36 g/mol как свойство воды. Две порции воды меняют массу и количество вещества одинаково, а отношение m/n сохраняется. Другая ошибка — дать Mᵣ единицу g/mol. Различайте символ величины, число и единицу.

Перенос в новый случай

Рассчитайте M(CaCO₃), M(O₂) и M(H₂) по заданным массам. Затем определите, сколько граммов составляет 1 моль каждого вещества. Объясните, почему сама формула не сообщает массу произвольного образца без знания его количества.

Ответ и проверка памяти

Проверка: около 100, 32 и 2 g/mol; 1 моль имеет соответственно 100, 32 и 2 г в принятой модели. Повторите подсчёт атомов до сложения. Для точных задач нужны согласованные справочные массы и сведения об изотопном составе; здесь используем учебное округление.

Задание

Найдите M(Na₂O) и M(CaCl₂) по данным блока. Меняется ли M воды при удвоении порции?

Ответы

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Источники и границы

• OpenStax: formula mass and the mole

Как считать частицы, которые нельзя пересчитать по одной?

Как пройти от массы к числу частиц без путаницы?