Номер 2, страница 15 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Дано:

Масса одной молекулы оксида азота $m_{молекулы} = 4,99 \cdot 10^{-23} \text{ г}$

Постоянная Авогадро $N_A \approx 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

$m_{молекулы} = 4,99 \cdot 10^{-23} \text{ г} = 4,99 \cdot 10^{-26} \text{ кг}$

Найти:

Молярную массу газа ($M$) — ?

Химическую формулу оксида — ?

Решение:

Задача состоит из двух частей: сначала на основе предоставленных данных мы вычислим молярную массу неизвестного оксида, а затем, зная молярную массу, определим его химическую формулу.

1. Определение молярной массы.

Молярная масса ($M$) вещества — это масса одного моля этого вещества. Один моль любого вещества содержит число частиц (атомов, молекул), равное постоянной Авогадро ($N_A$). Таким образом, чтобы найти молярную массу, нужно умножить массу одной молекулы на постоянную Авогадро:

$M = m_{молекулы} \cdot N_A$

Подставим в формулу данные из условия задачи:

$M = (4,99 \cdot 10^{-23} \text{ г}) \cdot (6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}) \approx 30,05 \text{ г/моль}$

Округлим полученное значение до целого числа, так как атомные массы элементов в таблице Менделеева обычно используются как целые числа (кроме хлора и некоторых других). Получаем $M \approx 30 \text{ г/моль}$.

2. Определение химической формулы.

Зная, что вещество является оксидом азота, его общая формула будет $N_xO_y$, где $x$ и $y$ — целые числа. Молярная масса такого соединения вычисляется по формуле:

$M(N_xO_y) = x \cdot M(N) + y \cdot M(O)$

Используем молярные массы азота $M(N) \approx 14 \text{ г/моль}$ и кислорода $M(O) \approx 16 \text{ г/моль}$. Нам нужно найти такие $x$ и $y$, чтобы выполнялось равенство:

$14x + 16y = 30$

Проверим простейшие варианты:

• Если $x=1$, то $14 + 16y = 30 \implies 16y = 16 \implies y=1$.

Таким образом, формула оксида — $NO$. Это оксид азота(II), или монооксид азота.

Данный результат хорошо согласуется с процессами, происходящими в атмосфере во время грозы. Энергия молнии разрывает прочные связи в молекулах азота ($N_2$) и кислорода ($O_2$), позволяя им прореагировать с образованием оксида азота(II):

$N_2 + O_2 \xrightarrow{молния} 2NO$

Ответ: Молярная масса указанного газа составляет приблизительно $30 \text{ г/моль}$. Химическая формула этого оксида — $NO$.