Задачи с разбором. 1. Сколько атомов водорода содержится в 1 л водорода при н

1. Сколько атомов водорода содержится в 1 л водорода при н. у.?

Решение. Т. к. 1 моль любого идеального газа занимает при н. у. 22,4 л, то в 1 л водорода (мы можем считать его приближенно идеальным газом) будет содержаться = 0,045 моль молекул водорода. Каждая молекула водорода состоит из двух атомов, значит, количество атомов в два раза больше: 2 × 0,045 = 0,09 моль. Чтобы найти, сколько атомов находится в этом количестве вещества, умножим его на число Авогадро:

0,09 × 6,022 × 10²³ = 5,4 × 10²² штук.

2. Какова масса 1 молекулы NaOH?

Решение. Рассчитаем сначала молекулярную массу NaOH в единицах а. е. м., исходя из значений атомных масс натрия, кислорода и водорода.

M _r (NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 а. е. м.

А теперь переведем в единицы СИ:

40 × 1,6606 × 10^–27 = 6,64 × 10^–26 кг.

3. Какая энергия выделяется при образовании атома гелия из элементарных частиц?

Решение. Атомная масса гелия 4,0026 а. е. м. Рассчитаем суммарную массу элементарных частиц, составляющих гелий:

2 m _p + 2 m _n + 2 m _e = 2(1,007 + 1,009 + 5,5 × 10^–4) = 4,0331 а. е. м.

Дефект массы составляет

4,0331 – 4,0026 = 3,05 × 10^–2 а. е. м.

или

3,05 × 10^–2 × 1,6606 × 10^–27 = 5,1 × 10^–29 кг.

Е = D mc ² = 5,1 × 10^–29 × (3 × 10⁸)² = 4,6 × 10^–13 Дж.

4. А г СаО растворили в избытке воды массой В г. Выразите массовую долю вещества в полученном растворе.

Решение. Для решения этой задачи необходимо помнить, что при растворении оксида кальция в воде происходит реакция СаО + Н₂О = Са(ОН)₂, поэтому растворенным веществом будет гидроксид кальция.

w = (´ 100%).

Массу вещества найдем по уравнению реакции:

m (Са(ОН)₂) = М(Са(ОН)₂) × = 74 ×= 1,32А.

Масса раствора складывается из массы веществ, образовавших этот раствор (поскольку в результате реакции не выпадает осадок и не выделяется газ, ничего вычитать не требуется) A + B. Таким образом, w = (´ 100%).

5. Смешали 11,2 л хлора и 22,4 л водорода. Найдите объемные доли газов в смеси после прохождения реакции.

Решение. Протекает реакция H₂ + Cl₂ = 2 HCl. Так как объемы газов пропорциональны их количествам веществ, то 1 объем водорода будет реагировать с 1 объемом хлора, при этом образуются 2 объема хлороводорода. Хлор в недостатке, он прореагирует полностью; 11,2 л водорода вступит в реакцию и еще 11,2 л останется. Хлороводорода получится 2 × 11,2 = 22,4 л.

Суммарный объем системы 11,2 + 22,4 = 33,6 л. Объемная доля водорода 11,2 / 33,6 = 0,33 (33%), хлороводорода 22,4 / 33,6 = 0,67 (67%), или

100 – 33 = 67%.

6. В сплаве содержится 40 % K и 60 % Na. Найдите мольные доли компонентов.

Решение. М(K) = 39, M(Na) = 23. Если в 100 г сплава содержится 40 г K, то это составляет 40 / 39 = 1,03 моль. 60 г натрия – это 60 / 23 = 2,61 моль. Общее количество вещества в 100 г сплава 1,03 + 2,61 = 3,64 моль. Отсюда мольные доли: калия 1,03 / 3,64 = 0,28 (28%), натрия 2,61 / 3,64 = 0,72 (72%), или 100 – 28 = 72%.

7. Соединение углерода с водородом содержит 75 % углерода по массе. Найдите формулу этого соединения.

Решение. Напишем формулу в общем виде: С _х Н _у. Масса углерода в молекуле этого вещества пропорциональна 12 х, водорода – у. Т. к. массовая доля углерода 75%, получаем: 12 х: у = 75: 25, отсюда х: у = 6,25: 25 = 1: 4. Искомая формула СН₄.

8. Плотность газа по воздуху 0,55. Что это за газ?

Решение. Средняя молярная масса воздуха 29. Чтобы найти молярную массу газа, умножим 29 на плотность газа: 29 × 0,55 = 16. Эта молярная масса соответствует метану СН₄, других вариантов нет.

Дата добавления: 2014-01-07