Срочно, будь ласка, даю 50 балів!!
1. Обчисліть кiлькiсть формульних одиниць (атомів, молекул, комбінацiй йонів), яку містять: а) 7 г залiза; б) 33,6 л хлору (н.у.); в) 20 г кальцій броміду CaBr, (містить йони Ca²+ Ta Br").
2. Знайдіть масу: a) 4,8 - 1023 молекул азоту; 6) 12. 1022 атомів Купруму; в) 224 мл нітроген(IV) оксиду (н.у.).
3. Обчисліть об'єм (н. у.), який займають: а) 9,03.1023 молекул сірчистого газу SО2; 6) 7 г азоту; в) суміш 2,4 - 102 молекул водню та 48 г озону.
5. Відносна густина газу за воднем становить 8. Сполука містить 75% Карбону та 25% Гідрогену за масою. Визначте формулу газу та його густину за нормальних умов.
Ответы
а) Кількість молей заліза можна визначити, розділивши масу на молярну масу:
n(Fe) = m(Fe) / M(Fe) = 7 г / 55.85 г/моль = 0.125 моль
Оскільки в одній формульній одиниці заліза міститься один атом Fe, то кількість формульних одиниць заліза дорівнює:
N(Fe) = n(Fe) × NA = 0.125 моль × 6.022 × 10²³ 1/моль = 7.53 × 10²² атомів Fe
б) Кількість молей хлору можна визначити за допомогою рівняння стану ідеального газу:
PV = nRT
де P - тиск газу, V - його об'єм, n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала, T - температура газу в кельвінах.
Нормальні умови означають, що тиск газу дорівнює 1 атмосфері, а температура - 273 К. Тому:
n(Cl2) = PV / RT = (1 атм) × (33.6 л) / (0.0821 л·атм/(моль·К) × 273 К) = 1.44 моль
Оскільки в одній формульній одиниці хлору міститься молекула Cl2, то кількість формульних одиниць хлору дорівнює:
N(Cl2) = n(Cl2) × NA = 1.44 моль × 6.022 × 10²³ 1/моль = 8.67 × 10²³ молекул Cl2
в) Кількість молей кальцію броміду можна визначити, розділивши масу на молярну масу:
n(CaBr2) = m(CaBr2) / M(CaBr2) = 20 г / (40.08 г/моль + 2 × 79.90 г/моль) = 0.099 моль
Оскільки в одній формульній одиниці кальцію броміду містяться 1 йон Ca²+ та 2 йони Br⁻, то кількість формульних одиниць кальцію броміду дорівнює:
N(CaBr2) = n(CaBr2) × NA = 0.099 моль х 6
2. а) Маса 1 молекули азоту (N2) дорівнює молярній масі цього сполуки, яка дорівнює:
M(N2) = 2 × M(N) = 2 × 14.01 г/моль = 28.02 г/моль
Маса 4,8 × 10²³ молекул азоту дорівнює:
m = n × M = 4.8 × 10²³ молекул × 28.02 г/моль = 1.34 × 10²⁵ г
б) Маса 1 атома міді (Cu) дорівнює молярній масі цього елементу, яка дорівнює:
M(Cu) = 63.55 г/моль
Маса 12 × 10²² атомів міді дорівнює:
m = n × M = 12 × 10²² атомів × 63.55 г/моль = 7.62 × 10²³ г
в) Об'єм 224 мл (або 0.224 л) нітроген(IV) оксиду можна перетворити на кількість речовини за допомогою рівняння стану ідеального газу:
PV = nRT
де P - тиск газу, V - його об'єм, n - кількість молей газу, R - універсальна газова стала, T - температура газу в кельвінах.
Нормальні умови означають, що тиск газу дорівнює 1 атмосфері, а температура - 273 К. Тому:
n(NO2) = PV / RT = (1 атм) × (0.224 л) / (0.0821 л·атм/(моль·К) × 273 К) = 0.009 моль
Маса нітроген(IV) оксиду дорівнює його кількості речовини, помноженій на молекулярну масу:
m = n × M = 0.009 моль × (14.01 г/моль + 2 × 16.00 г/моль) = 0.396 г
3. а) Для обчислення об'єму молекул SО2 можна використовувати формулу:
V = nRT/P
де n - кількість речовини в молях, R - універсальна газова стала, T - температура в кельвінах, P - тиск.
Умови задачі не вказують температуру та тиск, тому можна вважати, що вони рівні нормальним умовам (0°C, 1 атм).
n = 9,03·10^23 / 6.02·10^23 = 1,50 моль (кількість молекул ділимо на число Авогадро)
V = nRT/P = 1,50 моль * 0,0821 латм/(мольК) * 273 К / 1 атм = 32,6 л (об'єм, який займають молекули SО2)
б) Для обчислення об'єму азоту можна використовувати таку ж формулу:
n = m/M,
де m - маса речовини, M - молярна маса.
n = 7 г / 28 г/моль = 0,25 моль
V = nRT/P = 0,25 моль * 0,0821 латм/(мольК) * 273 К / 1 атм = 5,7 л (об'єм, який займає азот)
в) Для обчислення об'єму суміші водню та озону необхідно визначити кількість речовини кожного компонента та обчислити їхні об'єми окремо. Потім об'єми додаються, щоб отримати загальний об'єм суміші.
Кількість молекул водню:
n(H2) = 2,4·10^2 / 6.02·10^23 = 4·10^-22 моль
Кількість молекул озону:
n(O3) = 48 г / 48 г/моль = 1 моль
Об'єм водню:
V(H2) = nRT/P = 4·10^-22 моль * 0,0821 латм/(мольК) * 273 К / 1 атм = 0,0 л (об'єм, який займають молекули водню)
Об'єм озону:
V(O3) = nRT/P = 1 моль * 0,0821 латм/(мольК) * 273
5. Відносна густина газу за воднем становить 8, що означає, що його густина у 8 разів більша за густину водню (H2). Таким чином, густина цього газу дорівнює 8 г/л.
Сполука містить 75% Карбону та 25% Гідрогену за масою, тому молярна маса газу може бути обчислена так:
MM = 0.75·M(C) + 0.25·M(H),
де M(C) та M(H) - молярні маси вуглецю та водню відповідно.
M(C) = 12 г/моль, M(H) = 1 г/моль.
Тоді MM = 0.75·12 г/моль + 0.25·1 г/моль = 9,25 г/моль.
Знаючи молярну масу, можна визначити формулу газу. Загалом, формула газу може мати декілька варіантів, які дають однакову молярну масу. Проте, враховуючи відсотковий склад Карбону та Гідрогену у сполуці, можна зробити припущення, що формулою газу є С3Н8.
Дійсно, молярна маса С3Н8 дорівнює 44 г/моль:
M(C3H8) = 3·M(C) + 8·M(H) = 3·12 г/моль + 8·1 г/моль = 36 г/моль + 8 г/моль = 44 г/моль.
Отже, формула газу може бути С3Н8, а його густина за нормальних умов становитиме 8 г/л.