Номер 2, страница 52 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 11. Сероводород. Сульфиды. Глава 1. Неметаллы - номер 2, страница 52.

Условие.

2. Предельно допустимая концентрация сероводорода в воздухе составляет 0,01 мг/л. Сколько молекул сероводорода содержится в 1 $m^3$ воздуха (н. у.) при такой концентрации?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Предельно допустимая концентрация сероводорода, $C = 0,01$ мг/л

Объем воздуха, $V = 1$ м³

Постоянная Авогадро, $N_A = 6,022 \cdot 10^{23}$ моль⁻¹

Перевод данных в систему СИ:

$C = 0,01 \frac{\text{мг}}{\text{л}} = 0,01 \frac{10^{-6} \text{ кг}}{10^{-3} \text{ м}^3} = 10^{-5} \text{ кг/м}^3$

$V = 1 \text{ м}^3$

Найти:

Число молекул сероводорода $N$

Решение:

1. Найдем массу сероводорода ($m$) в 1 м³ воздуха. Массовая концентрация $C$ определяется как отношение массы вещества к объему, в котором оно распределено:

$C = \frac{m}{V}$

Отсюда масса сероводорода равна:

$m = C \cdot V$

Подставим значения, переведенные в систему СИ:

$m = 10^{-5} \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 1 \text{ м}^3 = 10^{-5} \text{ кг}$

2. Рассчитаем молярную массу сероводорода ($M(H_2S)$). Она равна сумме атомных масс составляющих его атомов. Используя периодическую таблицу, находим относительные атомные массы: $Ar(H) \approx 1$ а.е.м., $Ar(S) \approx 32$ а.е.м.

$M(H_2S) = 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(S) = 2 \cdot 1 + 32 = 34 \text{ г/моль}$

Переведем молярную массу в единицы СИ (кг/моль):

$M(H_2S) = 34 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$

3. Найдем количество вещества ($\nu$) сероводорода, разделив его массу на молярную массу:

$\nu = \frac{m}{M}$

$\nu = \frac{10^{-5} \text{ кг}}{34 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}} = \frac{1}{3400} \text{ моль} \approx 2,94 \cdot 10^{-4} \text{ моль}$

4. Найдем число молекул ($N$), умножив количество вещества на постоянную Авогадро ($N_A$):

$N = \nu \cdot N_A$

$N = \frac{1}{3400} \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = \frac{6,022 \cdot 10^{23}}{3400}$

$N = \frac{6,022 \cdot 10^{21}}{34} \approx 0,1771 \cdot 10^{21}$

Запишем результат в стандартном виде:

$N \approx 1,77 \cdot 10^{20}$

Ответ: в 1 м³ воздуха при данной концентрации содержится примерно $1,77 \cdot 10^{20}$ молекул сероводорода.