§ 18. Водород — химический элемент и простое вещество

1. Почему химический элемент водород обозначают латинским символом H?

Водород обозначают латинским символом Н, так как это первая буква латинского слова Hydrogenium, в переводе на русский язык — «рождающий воду».

2. Поясните, что обозначают записи: Н, 2Н, Н2, 3Н2.

Н – один атом водорода; 2Н – два атома водорода; Н2 – одна молекула водорода; 3Н2 – три молекулы водорода.

3. Запишите с помощью символов следующие выражения: а) восемь молекул водорода; б) пять атомов водорода.

а) 8Н2

б) 5Н

4. В каком случае речь идет о водороде как о простом веществе: а) водород присутствует в организме человека; б) водород малорастворим в воде; в) водород входит в состав воды; г) при обычных условиях водород находится в газообразном агрегатном состоянии?

а) химический элемент;

б) простое вещество;

в) химический элемент;

г) простое вещество.

Ответ: б, г.

5. В трех одинаковых по массе и по объему колбах при одинаковых условиях находятся водород, кислород и воздух. Как, не проводя химических реакций, можно узнать, в какой колбе содержится водород?

Водород – самый легкий газ, поэтому если колбы, заполненные газами поставить на весы, то та колба, которая будет иметь наименьшую массу, содержит водород.

6. Молекула какого из приведенных веществ имеет наименьшую массу: O2, CO2, H2O, H2?

Молекула водорода Н2 имеет наименьшую массу, так как молекулы водорода являются самыми легкими из всех известных молекул.

7. Рассчитайте массу 1000 молекул водорода.

Дано:

M(H2)=2 г/моль;M(\mathrm{H_2})=2\,г/моль;

Na=6.02⋅10231моль.Na = 6.02\cdot 10^{23}\dfrac{1}{моль}.

Решение:

Вычислим массу молекулы водорода:

m(H2)=M(H2)Na;m(\mathrm{H_2})=\dfrac{M(\mathrm{H_2})}{Na};

m(H2)=2 г/моль6.02⋅10231моль=0.332⋅10−23 г.m(\mathrm{H_2})=\dfrac{2\,г/моль}{6.02\cdot 10^{23}\dfrac{1}{моль}}=0.332\cdot 10^{-23}\,г.

Тогда масса 1000 молекул водорода равна:

1000⋅0.332⋅10−23 г=332⋅10−23 г или 3.32⋅10−31 г.1000\cdot 0.332\cdot 10^{-23}\,г=332\cdot 10^{-23}\,г\, или\, 3.32\cdot 10^{-31}\,г.

Ответ: 3.32⋅10−21 г.3.32\cdot 10^{-21}\,г.

8. Рассчитайте массовую долю водорода в газообразной смеси, в которой на каждые 5 молекул водорода приходится по 7 молекул кислорода.

8. Рассчитайте объемную долю водорода в газообразной смеси, в которой на каждые 5 дм3 водорода приходится по 10 дм3 кислорода.

Дано:

V(H2)=5 дм3;V(\mathrm{H_2})=5\,дм^3;

V(O)=10 дм3.V(\mathrm{O})=10\,дм^3.

Найти:

φ(H2) − ?\varphi(\mathrm{H_2})\,-\,?

Решение:

Вычислим общий объём газовой смеси:

V(смеси)=V(H2)+V(O);V(смеси) = V(\mathrm{H_2})+V(\mathrm{O});

V(смеси)=5 дм3+10 дм3=15 дм3.V(смеси) = 5\,дм^3 + 10\,дм^3=15\,дм^3.

Найдём объёмную долю водорода в смеси:

φ(H2)=V(H2)V(смеси);\varphi(\mathrm{H_2})=\dfrac{V(\mathrm{H_2})}{V(смеси)};

φ(H2)=5 дм315 дм3=0.333 или 33.3 %.\varphi(\mathrm{H_2})=\dfrac{5\,дм^3}{15\,дм^3}=0.333\,или\, 33.3\,\%.

Ответ: 33.3 %.