Номер 3, страница 103 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 21. Углерод. Глава 1. Неметаллы - номер 3, страница 103.

Условие.

3. В составе каких веществ находится углерод в природе?

Решение.

Решение 2.

3. В составе каких веществ находится углерод в природе?

Углерод является одним из самых распространенных элементов на Земле и основой всей органической жизни. В природе он встречается в самых разнообразных формах и соединениях, которые можно разделить на несколько групп:

1. В свободном (простом) виде. Углерод существует в виде нескольких аллотропных модификаций, то есть различных по строению и свойствам простых веществ. Наиболее известные из них — алмаз (самое твердое природное вещество) и графит. Менее распространенные формы включают фуллерены и графен.

2. В составе неорганических соединений. Углерод входит в состав множества неорганических веществ в разных оболочках Земли:
- В атмосфере: в виде углекислого газа ($CO_2$) — продукта дыхания, горения и вулканической деятельности, а также метана ($CH_4$).
- В гидросфере (водах): в виде растворенного углекислого газа, а также в форме ионов — карбонатов ($CO_3^{2-}$) и гидрокарбонатов ($HCO_3^-$), которые определяют щелочность воды.
- В литосфере (земной коре): в виде минералов-карбонатов, таких как известняк, мел, мрамор (состоят из карбоната кальция $CaCO_3$) и доломит ($CaMg(CO_3)_2$).

3. В составе органических соединений. Углерод — скелетный атом для всех органических молекул, составляющих живые организмы:
- В живой природе: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты (ДНК, РНК), витамины.
- В неживой природе (органогенные породы): ископаемые виды топлива, такие как каменный уголь, нефть, природный газ, торф, сланцы, которые образовались из остатков древних растений и животных.

Ответ: В природе углерод находится в свободном виде (алмаз, графит), в составе неорганических веществ (углекислый газ, метан, карбонаты, такие как известняк и мрамор) и в составе органических веществ (белки, жиры, углеводы, а также нефть, газ, уголь).

4. Найдите массу 0,5 моль фуллерена $C_{60}$.

Дано:
Количество вещества фуллерена ($C_{60}$), $n(C_{60}) = 0,5 \text{ моль}$

Найти:
Массу фуллерена $m(C_{60})$

Решение:

Масса вещества ($m$) связана с количеством вещества ($n$) и молярной массой ($M$) следующей формулой:

$m = n \cdot M$

Для решения задачи сначала необходимо рассчитать молярную массу фуллерена $C_{60}$.

Молекула фуллерена $C_{60}$ состоит из 60 атомов углерода (C). По периодической таблице химических элементов находим относительную атомную массу углерода: $A_r(C) \approx 12$.

Молярная масса одного моля атомов углерода составляет $M(C) = 12 \text{ г/моль}$.

Следовательно, молярная масса фуллерена $C_{60}$ равна сумме масс 60 атомов углерода:

$M(C_{60}) = 60 \cdot M(C) = 60 \cdot 12 \text{ г/моль} = 720 \text{ г/моль}$

Теперь, зная количество вещества и молярную массу, можем вычислить массу 0,5 моль фуллерена:

$m(C_{60}) = n(C_{60}) \cdot M(C_{60})$

$m(C_{60}) = 0,5 \text{ моль} \cdot 720 \text{ г/моль} = 360 \text{ г}$

Ответ: масса 0,5 моль фуллерена $C_{60}$ равна 360 г.