Номер 33, страница 13 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

33. Какое число атомов всех химических элементов содержится в порции летучего водородного соединения азота объёмом (н. у.) $11,2 \text{ дм}^3$?

Дано:

Соединение: летучее водородное соединение азота (аммиак, $NH_3$)

Объём $V(NH_3) = 11,2 \text{ дм}^3$ (н. у.)

Молярный объём газа при н. у. $V_m = 22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$

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

$V(NH_3) = 11,2 \text{ дм}^3 = 11,2 \times 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

Общее число атомов $N_{атомов}$ - ?

Решение:

1. Летучим водородным соединением азота является аммиак. Азот (N) находится в 15-й группе (VА) периодической таблицы, его низшая валентность в соединениях с водородом равна III. Следовательно, химическая формула соединения — $NH_3$.

2. Рассчитаем количество вещества (число молей) аммиака, содержащегося в объёме 11,2 дм³ при нормальных условиях (н. у.). Согласно следствию из закона Авогадро, молярный объём любого газа при н. у. составляет 22,4 дм³/моль. Количество вещества $n$ находим по формуле:

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

Подставляем данные в формулу:

$n(NH_3) = \frac{11,2 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0,5 \text{ моль}$

3. Определим общее число атомов в одной молекуле аммиака ($NH_3$). Молекула состоит из одного атома азота (N) и трёх атомов водорода (H). Таким образом, в одной молекуле содержится:

$1 + 3 = 4 \text{ атома}$

4. Чтобы найти общее число атомов во всей порции газа, сначала найдем общее количество вещества атомов. Для этого умножим количество вещества аммиака на число атомов в одной молекуле:

$n_{атомов} = n(NH_3) \times 4 = 0,5 \text{ моль} \times 4 = 2 \text{ моль}$

5. Рассчитаем общее число атомов ($N_{атомов}$), используя постоянную Авогадро ($N_A$), которая показывает число частиц в 1 моле вещества:

$N_{атомов} = n_{атомов} \times N_A$

$N_{атомов} = 2 \text{ моль} \times 6,02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 12,04 \times 10^{23} \text{ атомов}$

Для удобства представим число в стандартном виде: $1,204 \times 10^{24}$ атомов.

Ответ: в порции летучего водородного соединения азота объёмом 11,2 дм³ (н. у.) содержится $1,204 \times 10^{24}$ атомов.