Номер 16, страница 10 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

16. Какой объём (н. у.) займёт оксид углерода(IV) химическим количеством 2,40 моль? Какое число молекул содержится в такой порции углекислого газа?

Дано:

Химическое количество оксида углерода(IV) ($CO_2$): $n = 2,40$ моль

Условия: нормальные (н. у.)

Молярный объём газа при н. у.: $V_m = 22,4$ л/моль

Постоянная Авогадро: $N_A = 6,02 \cdot 10^{23}$ моль$^{-1}$

Перевод в систему СИ:

$V_m = 22,4 \text{ л/моль} = 22,4 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3\text{/моль}$

Найти:

$V(CO_2)$ - ?

$N(CO_2)$ - ?

Решение:

Какой объём (н. у.) займёт оксид углерода(IV) химическим количеством 2,40 моль?

Для нахождения объёма газа при нормальных условиях используется следствие из закона Авогадро, согласно которому 1 моль любого газа при н.у. занимает объём 22,4 л. Этот объём называется молярным объёмом ($V_m$).

Связь между объёмом ($V$), химическим количеством ($n$) и молярным объёмом ($V_m$) выражается формулой:

$V = n \cdot V_m$

Подставим в формулу известные значения:

$V(CO_2) = 2,40 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 53,76 \text{ л}$

Ответ: 2,40 моль оксида углерода(IV) при нормальных условиях займут объём 53,76 л.

Какое число молекул содержится в такой порции углекислого газа?

Число структурных единиц (в данном случае молекул) в веществе можно найти, зная его химическое количество ($n$) и постоянную Авогадро ($N_A$). Постоянная Авогадро показывает число частиц в 1 моль вещества и равна $6,02 \cdot 10^{23}$ моль$^{-1}$.

Формула для расчёта числа молекул ($N$):

$N = n \cdot N_A$

Подставим известные значения:

$N(CO_2) = 2,40 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 14,448 \cdot 10^{23}$

Округлим результат до трёх значащих цифр (как в исходных данных) и представим в стандартном виде:

$N(CO_2) \approx 1,44 \cdot 10^{24}$

Ответ: В 2,40 моль углекислого газа содержится $1,44 \cdot 10^{24}$ молекул.