ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 18 Вопрос 6 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Какое количество вещества составляют: а) 1,806 × 10²³ молекул озона O₃; б) 1,204 × 10²⁴ молекул углекислого газа CO₂; в) 12,8 г сернистого газа SO₂; г) порция метана CH₄, содержащая 6,02 × 10²² атомов углерода; д) порция воды H₂O, содержащая 3,6 × 10²⁴ атомов водорода?

а) \( n(\text{O}_3) = \frac{N}{N_A} = \frac{1,806 \cdot 10^{23}}{6,02 \cdot 10^{23}} = 0,3 \, (\text{моль}) \)

б) \( n(\text{CO}_2) = \frac{N}{N_A} = \frac{1,204 \cdot 10^{24}}{6,02 \cdot 10^{23}} = 2 \, (\text{моль}) \)

в) \( n(\text{SO}_2) = \frac{m}{M} = \frac{12,8}{64} = 0,2 \, (\text{моль}) \)

г) \( N(\text{C}) = N(\text{CH}_4) = 6,02 \cdot 10^{22} \, (\text{молекул}) \)
\( n(\text{CH}_4) = \frac{N}{N_A} = \frac{6,02 \cdot 10^{22}}{6,02 \cdot 10^{23}} = 0,1 \, (\text{моль}) \)

д) \( N(\text{H}_2\text{O}) = \frac{N(\text{H})}{2} = \frac{3,6 \cdot 10^{24}}{2} = 1,8 \cdot 10^{24} \, (\text{молекул}) \)
\( n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{N}{N_A} = \frac{1,8 \cdot 10^{24}}{6,02 \cdot 10^{23}} = 3 \, (\text{моль}) \)

Для решения данной задачи необходимо использовать основные понятия химии, такие как количество вещества, число Авогадро и молярная масса.

Основные формулы и константы:

• Количество вещества (\(n\)): измеряется в молях (моль).
• Число Авогадро (\(N_A\)): это количество структурных единиц (атомов, молекул, ионов) в одном моле любого вещества. Его значение приблизительно равно \(6,02 \times 10^{23} \, \text{моль}^{-1}\).
• Формула для расчета количества вещества по числу частиц:
  \(n = \frac{N}{N_A}\), где \(N\) – число частиц.
• Молярная масса (\(M\)): масса одного моля вещества, измеряется в граммах на моль (г/моль). Численно равна относительной молекулярной (или атомной) массе, выраженной в граммах.
• Формула для расчета количества вещества по массе:
  \(n = \frac{m}{M}\), где \(m\) – масса вещества.

Приступим к решению каждой части задачи:

а) Какое количество вещества составляют \(1,806 \times 10^{23}\) молекул озона \(\text{O}_3\)?

Что дано: Число молекул озона (\(N\)) = \(1,806 \times 10^{23}\).
Что найти: Количество вещества озона (\(n(\text{O}_3)\)).
Применяемая формула: \(n = \frac{N}{N_A}\).

Расчет:
\(n(\text{O}_3) = \frac{1,806 \times 10^{23}}{6,02 \times 10^{23}}\)
\(n(\text{O}_3) = 0,3 \, (\text{моль})\)

Ответ: \(1,806 \times 10^{23}\) молекул озона составляют \(0,3 \, \text{моль}\).

б) Какое количество вещества составляют \(1,204 \times 10^{24}\) молекул углекислого газа \(\text{CO}_2\)?

Что дано: Число молекул углекислого газа (\(N\)) = \(1,204 \times 10^{24}\).
Что найти: Количество вещества углекислого газа (\(n(\text{CO}_2)\)).
Применяемая формула: \(n = \frac{N}{N_A}\).

Расчет:
\(n(\text{CO}_2) = \frac{1,204 \times 10^{24}}{6,02 \times 10^{23}}\)
\(n(\text{CO}_2) = 2 \, (\text{моль})\)

Ответ: \(1,204 \times 10^{24}\) молекул углекислого газа составляют \(2 \, \text{моль}\).

в) Какое количество вещества составляют \(12,8 \, \text{г}\) сернистого газа \(\text{SO}_2\)?

Что дано: Масса сернистого газа (\(m\)) = \(12,8 \, \text{г}\).
Что найти: Количество вещества сернистого газа (\(n(\text{SO}_2)\)).
Применяемая формула: \(n = \frac{m}{M}\).

Шаг 1: Вычислим молярную массу сернистого газа (\(M(\text{SO}_2)\)).

Для этого используем атомные массы элементов из Периодической системы:

• Атомная масса серы (\(\text{S}\)) \(\approx 32 \, \text{г/моль}\).
• Атомная масса кислорода (\(\text{O}\)) \(\approx 16 \, \text{г/моль}\).

\(M(\text{SO}_2) = M(\text{S}) + 2 \times M(\text{O})\)
\(M(\text{SO}_2) = 32 \, \text{г/моль} + 2 \times 16 \, \text{г/моль}\)
\(M(\text{SO}_2) = 32 \, \text{г/моль} + 32 \, \text{г/моль}\)
\(M(\text{SO}_2) = 64 \, \text{г/моль}\)

Шаг 2: Вычислим количество вещества.

\(n(\text{SO}_2) = \frac{12,8 \, \text{г}}{64 \, \text{г/моль}}\)
\(n(\text{SO}_2) = 0,2 \, (\text{моль})\)

Ответ: \(12,8 \, \text{г}\) сернистого газа составляют \(0,2 \, \text{моль}\).

г) Какое количество вещества составляет порция метана \(\text{CH}_4\), содержащая \(6,02 \times 10^{22}\) атомов углерода?

Что дано: Число атомов углерода (\(N(\text{C})\)) = \(6,02 \times 10^{22}\).
Что найти: Количество вещества метана (\(n(\text{CH}_4)\)).
Применяемая формула: \(n = \frac{N}{N_A}\).

Шаг 1: Определим число молекул метана.

Молекула метана (\(\text{CH}_4\)) содержит один атом углерода (\(\text{C}\)) и четыре атома водорода (\(\text{H}\)). Это означает, что количество молекул метана равно количеству атомов углерода в данной порции.

Следовательно, число молекул метана (\(N(\text{CH}_4)\)) = \(6,02 \times 10^{22}\).

Шаг 2: Вычислим количество вещества метана.

\(n(\text{CH}_4) = \frac{N(\text{CH}_4)}{N_A}\)
\(n(\text{CH}_4) = \frac{6,02 \times 10^{22}}{6,02 \times 10^{23}}\)
\(n(\text{CH}_4) = 0,1 \, (\text{моль})\)

Ответ: Порция метана, содержащая \(6,02 \times 10^{22}\) атомов углерода, составляет \(0,1 \, \text{моль}\).

д) Какое количество вещества составляет порция воды \(\text{H}_2\text{O}\), содержащая \(3,6 \times 10^{24}\) атомов водорода?

Что дано: Число атомов водорода (\(N(\text{H})\)) = \(3,6 \times 10^{24}\).
Что найти: Количество вещества воды (\(n(\text{H}_2\text{O})\)).
Применяемая формула: \(n = \frac{N}{N_A}\).

Шаг 1: Определим число молекул воды.

Молекула воды (\(\text{H}_2\text{O}\)) содержит два атома водорода (\(\text{H}\)) и один атом кислорода (\(\text{O}\)). Это означает, что число атомов водорода в порции в 2 раза больше, чем число молекул воды.

Следовательно, число молекул воды (\(N(\text{H}_2\text{O})\)) равно половине числа атомов водорода:

\(N(\text{H}_2\text{O}) = \frac{N(\text{H})}{2}\)
\(N(\text{H}_2\text{O}) = \frac{3,6 \times 10^{24}}{2}\)
\(N(\text{H}_2\text{O}) = 1,8 \times 10^{24} \, (\text{молекул})\)

Шаг 2: Вычислим количество вещества воды.

\(n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{N(\text{H}_2\text{O})}{N_A}\)
\(n(\text{H}_2\text{O}) = \frac{1,8 \times 10^{24}}{6,02 \times 10^{23}}\)
\(n(\text{H}_2\text{O}) = 3 \, (\text{моль})\)

Ответ: Порция воды, содержащая \(3,6 \times 10^{24}\) атомов водорода, составляет \(3 \, \text{моль}\).