Номер 2.20, страница 15, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.20. Определите, сколько атомов хлора и кислорода содержится в 11,2 л паров оксида хлора(VII).

Дано:

$V(\text{паров оксида хлора(VII)}) = 11.2 \text{ л} = 11.2 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$N(Cl)$ — ?

$N(O)$ — ?

Решение:

1. Сначала определим химическую формулу оксида хлора(VII). Согласно названию, хлор в этом соединении проявляет высшую степень окисления +7 (валентность VII), а кислород в оксидах имеет степень окисления -2 (валентность II). Чтобы молекула была электронейтральной, сумма степеней окисления всех атомов должна быть равна нулю. Найдем наименьшее общее кратное для абсолютных значений степеней окисления (7 и 2), оно равно 14. Это позволяет определить индексы атомов в формуле: для хлора $14 / 7 = 2$, для кислорода $14 / 2 = 7$. Таким образом, химическая формула оксида хлора(VII) — $Cl_2O_7$.

2. В условии задачи дан объем паров вещества (газообразное состояние). Если температура и давление не указаны, расчеты принято проводить для нормальных условий (н.у.), при которых молярный объем любого газа $V_m$ составляет $22.4$ л/моль. Вычислим количество вещества $\nu$ (число моль) оксида хлора(VII) в заданном объеме:

$\nu(Cl_2O_7) = \frac{V}{V_m} = \frac{11.2 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.5 \text{ моль}$

3. Зная количество вещества, можно найти общее число молекул $N$ оксида $Cl_2O_7$. Для этого используется постоянная Авогадро, $N_A \approx 6.02 \cdot 10^{23}$ моль$^{-1}$, которая показывает число частиц в одном моле вещества.

$N(Cl_2O_7) = \nu(Cl_2O_7) \cdot N_A = 0.5 \text{ моль} \cdot 6.02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 3.01 \cdot 10^{23}$ молекул.

4. На последнем этапе определим число атомов хлора и кислорода. Из химической формулы $Cl_2O_7$ видно, что каждая молекула этого вещества состоит из 2 атомов хлора и 7 атомов кислорода. Чтобы найти общее число атомов каждого элемента, необходимо умножить найденное число молекул на соответствующий индекс в формуле.

Число атомов хлора $N(Cl)$:

$N(Cl) = N(Cl_2O_7) \cdot 2 = (3.01 \cdot 10^{23}) \cdot 2 = 6.02 \cdot 10^{23}$ атомов.

Число атомов кислорода $N(O)$:

$N(O) = N(Cl_2O_7) \cdot 7 = (3.01 \cdot 10^{23}) \cdot 7 = 21.07 \cdot 10^{23} = 2.107 \cdot 10^{24}$ атомов.

Ответ: в 11,2 л паров оксида хлора(VII) содержится $6.02 \cdot 10^{23}$ атомов хлора и $2.107 \cdot 10^{24}$ атомов кислорода.