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 ($H_{2}O$), 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:

$3.16\text{{кг}}=3.16\times {10}^3\text{{г}}{H}_{2}O$

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

$\text{{моль}}{H}_{2}O=\frac{3.16\times {10}^3\text{{г}}{H}_{2}O}{18\text{{г/моль}}{H}_{2}O}$

$\text{{моль}}{H}_{2}O=175.56\text{{моль}}{H}_{2}O$

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 $BaS{O}_4$:

$MolarmassofBaS{O}_4=(1\times \text{{molar mass of Ba}})+(1\times \text{{molar mass of S}})+(4\times \text{{molar mass of O}})$

$MolarmassofBaS{O}_4=(1\times 137.33\text{{г/моль}})+(1\times 32.06\text{{г/моль}})+(4\times 16.00\text{{г/моль}})$

$MolarmassofBaS{O}_4=233.39\text{{г/моль}}$

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

$\text{{моль}}BaS{O}_4=\frac{4.66\text{{г}}BaS{O}_4}{233.39\text{{г/моль}}BaS{O}_4}$

$\text{{моль}}BaS{O}_4=0.01998\text{{моль}}BaS{O}_4$

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 $H_{2}O$ содержит $175.56$ моль $H_{2}O$.
3) $4.18$ л (н.у.) $O_3$ содержит $1.741$ моль $O_3$.
4) $4.66$ г $BaS{O}_4$ содержит $0.01998$ моль $BaS{O}_4$.

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