Номер 1020, страница 162 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

1020. Какое число молекул белого фосфора содержится в его образце массой 885 мг?

Дано:

Масса образца белого фосфора $m(P_4) = 885$ мг

$m(P_4) = 885 \cdot 10^{-3} \text{ г} = 8.85 \cdot 10^{-4}$ кг

Найти:

Число молекул белого фосфора $N(P_4)$ - ?

Решение:

Для нахождения числа молекул $N$ в образце необходимо знать количество вещества $n$ (в молях) и использовать постоянную Авогадро $N_A$, которая равна $6.022 \cdot 10^{23}$ моль$^{-1}$. Связь между этими величинами выражается формулой:

$N = n \cdot N_A$

Количество вещества $n$, в свою очередь, можно найти, зная массу вещества $m$ и его молярную массу $M$:

$n = \frac{m}{M}$

Объединив эти две формулы, получаем единое выражение для расчета числа молекул:

$N = \frac{m}{M} \cdot N_A$

Выполним расчет по шагам.

1. Определим молярную массу белого фосфора. Молекула белого фосфора имеет формулу $P_4$. Относительная атомная масса фосфора ($P$) из периодической таблицы химических элементов составляет приблизительно 31.

$M(P_4) = 4 \cdot M(P) = 4 \cdot 31 \frac{\text{г}}{\text{моль}} = 124 \frac{\text{г}}{\text{моль}}$

2. Переведем массу образца из миллиграммов в граммы для согласования единиц измерения с молярной массой:

$m = 885 \text{ мг} = 0.885 \text{ г}$

3. Подставим все известные значения в итоговую формулу и вычислим число молекул:

$N(P_4) = \frac{0.885 \text{ г}}{124 \frac{\text{г}}{\text{моль}}} \cdot 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

$N(P_4) \approx 0.007137 \text{ моль} \cdot 6.022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 4.298 \cdot 10^{21} \text{ молекул}$

Округляя результат до трех значащих цифр, получаем $4.30 \cdot 10^{21}$ молекул.

Ответ: в образце белого фосфора массой 885 мг содержится примерно $4.30 \cdot 10^{21}$ молекул.