Номер 97, страница 29 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

97. В результате протекания химической реакции

$CaCO_3 = CaO + CO_2\uparrow$

образовалось $3,01 \cdot 10^{22}$ молекул углекислого газа. Определите число формульных единиц $CaCO_3$, вступивших в реакцию, и рассчитайте их химическое количество.

Дано:

Уравнение реакции: $CaCO_3 = CaO + CO_2 \uparrow$

Число молекул $CO_2$: $N(CO_2) = 3.01 \cdot 10^{22}$

Постоянная Авогадро: $N_A \approx 6.02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

Перевод в систему СИ не требуется, все величины представлены в стандартных для химических расчетов единицах.

Найти:

Число формульных единиц $CaCO_3$: $N(CaCO_3)$ - ?

Химическое количество $CaCO_3$: $n(CaCO_3)$ - ?

Решение:

Согласно уравнению химической реакции разложения карбоната кальция:

$CaCO_3 = CaO + CO_2 \uparrow$

стехиометрические коэффициенты перед реагентом ($CaCO_3$) и одним из продуктов ($CO_2$) равны 1. Это означает, что из 1 моль карбоната кальция образуется 1 моль углекислого газа. Следовательно, их химические количества соотносятся как 1:1. То же самое справедливо и для числа структурных частиц (формульных единиц и молекул).

$n(CaCO_3) : n(CO_2) = 1 : 1 \implies n(CaCO_3) = n(CO_2)$

$N(CaCO_3) : N(CO_2) = 1 : 1 \implies N(CaCO_3) = N(CO_2)$

Определите число формульных единиц CaCO₃, вступивших в реакцию

Исходя из стехиометрического соотношения 1:1, число формульных единиц $CaCO_3$, вступивших в реакцию, равно числу молекул $CO_2$, образовавшихся в результате реакции.

$N(CaCO_3) = N(CO_2) = 3.01 \cdot 10^{22}$

Ответ: число формульных единиц $CaCO_3$, вступивших в реакцию, равно $3.01 \cdot 10^{22}$.

и рассчитайте их химическое количество

Химическое количество вещества ($n$) можно рассчитать, зная число его структурных единиц ($N$) и постоянную Авогадро ($N_A$), по формуле:

$n = \frac{N}{N_A}$

Подставим в формулу число формульных единиц $CaCO_3$, найденное в предыдущем пункте:

$n(CaCO_3) = \frac{N(CaCO_3)}{N_A} = \frac{3.01 \cdot 10^{22}}{6.02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} = 0.5 \cdot 10^{-1} \text{ моль} = 0.05 \text{ моль}$

Ответ: химическое количество $CaCO_3$ составляет 0.05 моль.