Номер 1, страница 179, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

1. В стратосфере на высоте 20-30 км находится слой озона $O_3$, защищающий Землю от мощного ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы не "озоновый экран" атмосферы, то фотоны большой энергии достигли бы поверхности Земли и уничтожили на ней все живое. Подсчитано, в среднем на каждого жителя Алматы в воздушном пространстве над городом приходится по 150 моль озона. Сколько молекул озона и какая его масса приходится в среднем на одного жителя Алматы?

Дано:

Количество вещества озона ($O_3$) на одного жителя, $\nu = 150$ моль

Постоянная Авогадро, $N_A \approx 6.02 \times 10^{23}$ моль$^{-1}$

Молярная масса озона, $M(O_3) = 48$ г/моль

Перевод в СИ:

$M(O_3) = 0.048$ кг/моль

Найти:

Число молекул озона, $\text{N}$ — ?

Масса озона, $\text{m}$ — ?

Решение:

Для решения задачи нам нужно выполнить два расчета: определить общее число молекул озона и их суммарную массу.

1. Расчет числа молекул озона ($\text{N}$).

Число частиц (молекул) в веществе можно найти, умножив количество вещества ($\nu$) на постоянную Авогадро ($N_A$):

$N = \nu \cdot N_A$

Подставляем данные из условия:

$N = 150 \text{ моль} \cdot 6.02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 903 \times 10^{23} = 9.03 \times 10^{25}$ молекул.

2. Расчет массы озона ($\text{m}$).

Масса вещества вычисляется по формуле:

$m = \nu \cdot M$

Молярная масса озона ($O_3$) не дана напрямую, но её можно рассчитать, зная, что молекула озона состоит из трех атомов кислорода, а молярная масса одного атома кислорода составляет примерно 16 г/моль.

$M(O_3) = 3 \cdot M(O) = 3 \cdot 16 \text{ г/моль} = 48 \text{ г/моль}$.

Для расчетов в системе СИ переведем молярную массу в кг/моль: $48 \text{ г/моль} = 0.048 \text{ кг/моль}$.

Теперь можем найти массу озона:

$m = 150 \text{ моль} \cdot 0.048 \text{ кг/моль} = 7.2 \text{ кг}$.

Ответ: на одного жителя Алматы в среднем приходится $9.03 \times 10^{25}$ молекул озона, а его масса составляет 7.2 кг.