Номер 770, страница 128 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

770. Молекула неметалла двухатомна. Образец данного неметалла массой 2,80 г занимает объём (н. у.) $2,24\text{ дм}^{3}$. Установите неметалл.

Дано:

Масса неметалла $m = 2,80 \text{ г}$

Объём неметалла $V = 2,24 \text{ дм}^3$ (при нормальных условиях, н. у.)

Молекула неметалла двухатомна (состоит из двух атомов).

Найти:

Установить неметалл.

Решение:

1. Для определения неизвестного вещества необходимо найти его молярную массу. Зная, что образец находится в газообразном состоянии при нормальных условиях, мы можем рассчитать количество вещества ($n$) по его объёму. Молярный объём любого газа при нормальных условиях ($V_m$) является постоянной величиной и равен 22,4 дм³/моль.

Рассчитаем количество вещества неметалла по формуле:

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставим данные из условия задачи:

$n = \frac{2,24 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0,1 \text{ моль}$

2. Теперь, зная массу ($m$) и количество вещества ($n$), можно вычислить молярную массу ($M$) молекулы неметалла.

Молярная масса рассчитывается по формуле:

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

Подставим вычисленное количество вещества и данную массу:

$M = \frac{2,80 \text{ г}}{0,1 \text{ моль}} = 28,0 \text{ г/моль}$

3. Мы нашли молярную массу молекулы неметалла. По условию, молекула является двухатомной, то есть состоит из двух одинаковых атомов. Обозначим искомый неметалл как X, тогда его молекула имеет формулу X₂. Молярная масса молекулы M(X₂) связана с относительной атомной массой элемента $A_r$(X) соотношением:

$M(\text{X}_2) = 2 \cdot A_r(\text{X})$

Отсюда можем найти относительную атомную массу элемента X:

$A_r(\text{X}) = \frac{M(\text{X}_2)}{2} = \frac{28,0 \text{ г/моль}}{2} = 14,0 \text{ г/моль}$

4. Теперь обратимся к Периодической системе химических элементов. Элемент с относительной атомной массой, приблизительно равной 14, — это азот (N). Азот является типичным неметаллом и в свободном виде при нормальных условиях существует в виде двухатомных молекул N₂. Все условия задачи выполнены.

Ответ: искомый неметалл — азот (N).