Сколько граммов оксида магния содержит одинаковое количество электронов, что и 56 литров (нормальных условий) неона?

Снегурочка

29

Чтобы решить эту задачу, мы должны знать, что количество вещества, измеряемое в молях, является основной единицей для сравнения количества вещества разных веществ.

Дано, что 56 литров неона (нормальных условий) содержат определенное количество электронов. Нам нужно найти количество оксида магния, содержащее то же количество электронов.

Чтобы найти количество вещества неона, сначала нужно перевести литры в кубические метры (м³) и затем использовать уравнение состояния идеального газа \(PV = nRT\), где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура.

Учитывая, что условия нормальные (температура 0 °C и давление 1 атм), мы можем использовать следующие значения: \( P = 1 \) атм, \( V = 56 \) литров (56/1000 \( m³ \)) и \( T = 273 \) К (0 °C = 273 К).

Подставляя эти значения в уравнение и решая его относительно n, мы получаем следующее:

\[ n_{\text{неон}} = \frac{PV}{RT} = \frac{1 \times \frac{56}{1000}}{0.0821 \times 273} \approx 2.14 \] моль

Теперь, когда мы знаем количество вещества неона, мы можем использовать его, чтобы найти количество вещества оксида магния, содержащее то же количество электронов.

Коэффициент пропорциональности между количеством вещества и количеством электронов для каждого вещества равен Авогадро числу \( N_A = 6.022 \times 10^{23} \) частиц в 1 моле.

Для оксида магния (MgO) количество электронов соответствует количеству частиц, поскольку оксид магния является ионным соединением.

Следовательно, количество электронов в 2.14 молях неона будет равно количеству электронов в том же количестве оксида магния.

Таким образом, для решения задачи нам нужно найти массу 2.14 моля оксида магния.

Молярная масса оксида магния (MgO) равна сумме массы одного атома магния (Mg) и одного атома кислорода (O). Масса атома магния равна приблизительно 24,3 г/моль, а масса атома кислорода равна приблизительно 16,0 г/моль.

Таким образом, молярная масса MgO равна \( 24.3 + 16.0 = 40.3 \) г/моль.

Теперь мы можем вычислить массу 2.14 моля оксида магния, умножив количество молей на молярную массу:

\[ \text{масса} = \text{количество молей} \times \text{молярная масса} = 2.14 \times 40.3 \approx 86.242 \] г

Таким образом, оксид магния содержит приблизительно 86.242 грамма вещества, что соответствует количеству электронов в 56 литров (нормальных условий) неона.