Номер 448, страница 82 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

448. Образец водорода, в состав которого входят протий и дейтерий, сожгли в избытке кислорода-16. Молекулы воды с какими относительными молекулярными массами образуются при этом?

Дано:

Образец водорода, состоящий из смеси изотопов протия ($^{1}H$) и дейтерия ($^{2}H$).

Избыток кислорода, состоящего из изотопа кислорода-16 ($^{16}O$).

Относительная атомная масса протия $A_r(^{1}H) \approx 1$.

Относительная атомная масса дейтерия $A_r(^{2}H) \approx 2$.

Относительная атомная масса кислорода-16 $A_r(^{16}O) \approx 16$.

Найти:

Возможные значения относительных молекулярных масс ($M_r$) молекул воды, образующихся при сгорании.

Решение:

При сжигании водорода в кислороде происходит реакция образования воды. Химическая формула молекулы воды — $H_2O$. Это означает, что каждая молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода.

Согласно условию задачи, атом кислорода представлен только одним изотопом — $^{16}O$ с относительной атомной массой 16. Атомы водорода могут быть двух видов: протий ($^{1}H$) с массой 1 и дейтерий ($^{2}H$) с массой 2.

Чтобы найти все возможные относительные молекулярные массы образующихся молекул воды, нужно рассмотреть все возможные комбинации изотопов водорода, которые могут соединиться с атомом кислорода-16.

1. Молекула воды с двумя атомами протия

В этом случае молекула имеет состав $^{1}H_2{^{16}}O$. Ее относительная молекулярная масса ($M_r$) рассчитывается как сумма относительных атомных масс ($A_r$) всех атомов в молекуле:

$M_r(^{1}H_2{^{16}}O) = 2 \cdot A_r(^{1}H) + A_r(^{16}O) = 2 \cdot 1 + 16 = 18$.

2. Молекула воды с одним атомом протия и одним атомом дейтерия

Состав такой молекулы — $^{1}H^{2}H{^{16}}O$. Рассчитаем ее относительную молекулярную массу:

$M_r(^{1}H^{2}H{^{16}}O) = A_r(^{1}H) + A_r(^{2}H) + A_r(^{16}O) = 1 + 2 + 16 = 19$.

3. Молекула воды с двумя атомами дейтерия

Состав такой молекулы — $^{2}H_2{^{16}}O$. Рассчитаем ее относительную молекулярную массу:

$M_r(^{2}H_2{^{16}}O) = 2 \cdot A_r(^{2}H) + A_r(^{16}O) = 2 \cdot 2 + 16 = 20$.

Других комбинаций изотопов в молекуле воды в данных условиях быть не может. Следовательно, в результате реакции образуются три типа молекул воды с разными массами.

Ответ: Образуются молекулы воды с относительными молекулярными массами 18, 19 и 20.