Номер 9, страница 29 - гдз по химии 7-9 класс дидактические и диагностические материалы Аршанский, Белохвостов

Дано:

Химическое количество оксида серы(IV) $n(SO_2) = 0,25 \text{ моль}$

Постоянная Авогадро $N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Найти:

Общее число протонов $N(p^+)$ — ?

Общее число нейтронов $N(n^0)$ — ?

Решение:

1. Определим химическую формулу оксида серы(IV). Степень окисления серы в этом соединении +4, а кислорода -2. Для того чтобы молекула была электронейтральной, на один атом серы должно приходиться два атома кислорода. Таким образом, формула соединения — $SO_2$.

2. Рассчитаем число протонов и нейтронов в одной молекуле $SO_2$. Для этого воспользуемся данными из периодической системы химических элементов для наиболее устойчивых изотопов.

Для атома серы (S):

Порядковый номер $Z=16$, следовательно, атом содержит 16 протонов. Относительная атомная масса $A_r \approx 32$. Число нейтронов находим как разность между массовым числом и числом протонов: $n^0(S) = 32 - 16 = 16$.

Для атома кислорода (O):

Порядковый номер $Z=8$, следовательно, атом содержит 8 протонов. Относительная атомная масса $A_r \approx 16$. Число нейтронов: $n^0(O) = 16 - 8 = 8$.

В одной молекуле $SO_2$ содержится один атом серы и два атома кислорода. Общее число протонов и нейтронов в молекуле:

Число протонов в $SO_2$: $p^+(SO_2) = p^+(S) + 2 \cdot p^+(O) = 16 + 2 \cdot 8 = 16 + 16 = 32$.

Число нейтронов в $SO_2$: $n^0(SO_2) = n^0(S) + 2 \cdot n^0(O) = 16 + 2 \cdot 8 = 16 + 16 = 32$.

3. Вычислим общее число молекул $N(SO_2)$ в порции вещества химическим количеством 0,25 моль, используя формулу $N = n \cdot N_A$:

$N(SO_2) = 0,25 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 1,505 \cdot 10^{23}$ молекул.

4. Наконец, рассчитаем общее число протонов и нейтронов во всей порции $SO_2$ путем умножения их количества в одной молекуле на общее число молекул.

Общее число протонов:

$N(p^+) = N(SO_2) \cdot p^+(SO_2) = 1,505 \cdot 10^{23} \cdot 32 = 48,16 \cdot 10^{23} = 4,816 \cdot 10^{24}$.

Общее число нейтронов:

$N(n^0) = N(SO_2) \cdot n^0(SO_2) = 1,505 \cdot 10^{23} \cdot 32 = 48,16 \cdot 10^{23} = 4,816 \cdot 10^{24}$.

Ответ: число протонов в указанной порции оксида серы(IV) составляет $4,816 \cdot 10^{24}$, число нейтронов — $4,816 \cdot 10^{24}$.