Какое количество вещества (в молях) содержится в следующих порциях веществ: 1) 7.2*10¹⁵ молекул О2? 2) 3.16кг Н2О?

Шнур

22

Химия является наукой, которая изучает состав вещества и изменения, которые они могут претерпевать. В данной задаче нам задано найти количество вещества в различных порциях.

Перед тем, как решать эту задачу, давайте вспомним основополагающую единицу химической величины - моль. Моль является единицей измерения, позволяющей измерять количество вещества. Один моль соответствует количеству атомов, молекул или ионов, равной числу Авогадро. Число Авогадро равно приблизительно \(6,022 \times 10^{23}\).

Теперь перейдем к решению задачи:

1) Для решения этой задачи нам нужно знать число молекул кислорода (\(O_2\)) и конвертировать его в молярное количество вещества. Для этого используем соотношение \(1\) моль \(O_2\) содержит \(6,022 \times 10^{23}\) молекул.

Таким образом, мы можем записать пропорцию:

\(\frac{{7.2 \times 10^{15} \, \text{{молекул}} \, O_2}}{{1 \, \text{{моль}} \, O_2}} = \frac{{x \, \text{{моль}} \, O_2}}{{6.022 \times 10^{23} \, \text{{молекул}} \, O_2}}\)

Решая эту пропорцию, получаем:

\(x = \frac{{7.2 \times 10^{15} \, \text{{молекул}} \, O_2 \times 1 \, \text{{моль}} \, O_2}}{{6.022 \times 10^{23} \, \text{{молекул}} \, O_2}}\)

\(x = 1.196 \times 10^{-8} \, \text{{моль}} \, O_2\)

2) Для решения этой задачи мы будем использовать молярную массу воды (\(H_2O\)), чтобы перевести массу воды в количество вещества. Молярная масса воды равна примерно \(18 \, \text{{г/моль}}\).

Сначала нам нужно сконвертировать массу в граммах в массу в килограммах:

\(3.16 \, \text{{кг}} = 3.16 \times 10^3 \, \text{{г}} \, H_2O\)

Затем можно использовать молярную массу воды для перевода массы в количество вещества:

\(\text{{моль}} \, H_2O = \frac{{3.16 \times 10^3 \, \text{{г}} \, H_2O}}{{18 \, \text{{г/моль}} \, H_2O}}\)

\(\text{{моль}} \, H_2O = 175.56 \, \text{{моль}} \, H_2O\)

3) Чтобы решить эту задачу, мы используем идеальный газовый закон, который связывает количество вещества газа (\(n\)), объем газа (\(V\)), идеальный газовый константу (\(R\)) и температуру газа (\(T\)).

В данной задаче, газ, озон (\(О_3\)), задан при нормальных условиях (н.у.), что означает, что его температура составляет \(0^\circ \, C\) или \(273.15 \, \text{{К}}\), и давление равно \(1 \, \text{{атм}}\) или \(101.325 \, \text{{кПа}}\).

Идеальный газовый закон можно записать следующим образом:

\(PV = nRT\)

Где:
\(P\) - давление газа
\(V\) - объем газа
\(n\) - количество вещества газа
\(R\) - идеальная газовая константа (\(0.0821 \, \text{{л}} \cdot \text{{атм}}/\text{{моль}} \cdot \text{{К}}\))
\(T\) - температура газа

Для нашей задачи, дан объем газа (\(V = 4.18 \, \text{{л}}\)), температура газа (\(T = 273.15 \, \text{{К}}\)) и давление газа (\(P = 1 \, \text{{атм}}\) или \(101.325 \, \text{{кПа}}\)). Мы хотим найти количество вещества газа (\(n\)).

Перепишем идеальный газовый закон, чтобы решить задачу:

\(n = \frac{{PV}}{{RT}}\)

\(n = \frac{{101.325 \, \text{{кПа}} \times 4.18 \, \text{{л}}}}{{0.0821 \, \text{{л}} \cdot \text{{атм}}/\text{{моль}} \cdot \text{{К}} \times 273.15 \, \text{{К}}}}\)

\(n = 1.741 \, \text{{моль}} \, О_3\)

4) Чтобы решить эту задачу, мы используем молярную массу бария (\(Ba\)), серы (\(S\)) и кислорода (\(О_4\)), чтобы перевести массу вещества в количество вещества.

Сначала найдем молярную массу \(BaSO_4\):

\(Molar \, mass \, of \, BaSO_4 = (1 \times \text{{molar mass of Ba}}) + (1 \times \text{{molar mass of S}}) + (4 \times \text{{molar mass of O}})\)

\(Molar \, mass \, of \, BaSO_4 = (1 \times 137.33 \, \text{{г/моль}}) + (1 \times 32.06 \, \text{{г/моль}}) + (4 \times 16.00 \, \text{{г/моль}})\)

\(Molar \, mass \, of \, BaSO_4 = 233.39 \, \text{{г/моль}}\)

Затем мы можем использовать молярную массу Barium Sulfate для перевода массы в количество вещества:

\(\text{{моль}} \, BaSO_4 = \frac{{4.66 \, \text{{г}} \, BaSO_4}}{{233.39 \, \text{{г/моль}} \, BaSO_4}}\)

\(\text{{моль}} \, BaSO_4 = 0.01998 \, \text{{моль}} \, BaSO_4\)

Таким образом, мы решили все задачи и нашли количество вещества (в молях) в заданных порциях веществ. Ответы:

1) \(7.2 \times 10^{15}\) молекул \(O_2\) содержит \(1.196 \times 10^{-8}\) моль \(O_2\).
2) \(3.16\) кг \(H_2O\) содержит \(175.56\) моль \(H_2O\).
3) \(4.18\) л (н.у.) \(O_3\) содержит \(1.741\) моль \(O_3\).
4) \(4.66\) г \(BaSO_4\) содержит \(0.01998\) моль \(BaSO_4\).

Аккуратно проверьте все проведенные вычисления и единицы измерения для обеспечения точности исходных данных и итоговых результатов.