Номер 3.28, страница 20, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

3.28. Сравните массовые доли углерода, содержащегося в молекулах оксида углерода(II) ($CO$) и оксида углерода(IV) ($CO_2$).

Дано:

Оксид углерода(II), химическая формула CO.

Оксид углерода(IV), химическая формула CO₂.

Для расчетов используем относительные атомные массы (а.е.м.) из периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева, округленные до целых чисел:

Атомная масса углерода $Ar(C) = 12$

Атомная масса кислорода $Ar(O) = 16$

Найти:

Сравнить массовую долю углерода $ \omega(C) $ в оксиде углерода(II) и в оксиде углерода(IV).

Решение:

Массовая доля элемента в соединении вычисляется как отношение массы всех атомов этого элемента в молекуле к общей массе молекулы. Формула для расчета массовой доли $ \omega(Э) $ элемента Э в веществе:

$ \omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} $

где $ n $ – число атомов элемента в формульной единице, $ Ar(Э) $ – относительная атомная масса элемента, а $ Mr(вещества) $ – относительная молекулярная масса вещества.

1. Вычислим массовую долю углерода в оксиде углерода(II) (CO).

Сначала найдем относительную молекулярную массу CO:

$ Mr(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28 $

Теперь рассчитаем массовую долю углерода в CO. В одной молекуле CO содержится один атом углерода ($ n=1 $).

$ \omega(C)_{\text{в CO}} = \frac{1 \cdot Ar(C)}{Mr(CO)} = \frac{1 \cdot 12}{28} = \frac{12}{28} = \frac{3}{7} \approx 0.4286 $

В процентах это составляет $ 0.4286 \cdot 100\% \approx 42.9\% $.

2. Вычислим массовую долю углерода в оксиде углерода(IV) (CO₂).

Найдем относительную молекулярную массу CO₂:

$ Mr(CO_2) = Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 12 + 32 = 44 $

Рассчитаем массовую долю углерода в CO₂. В одной молекуле CO₂ также содержится один атом углерода ($ n=1 $).

$ \omega(C)_{\text{в CO}_2} = \frac{1 \cdot Ar(C)}{Mr(CO_2)} = \frac{1 \cdot 12}{44} = \frac{12}{44} = \frac{3}{11} \approx 0.2727 $

В процентах это составляет $ 0.2727 \cdot 100\% \approx 27.3\% $.

3. Сравним полученные результаты.

Сравнивая вычисленные массовые доли углерода в двух оксидах:

$ 42.9\% > 27.3\% $

Таким образом, массовая доля углерода выше в оксиде углерода(II).

Ответ: Массовая доля углерода в оксиде углерода(II) (CO, $ \approx 42.9\% $) больше, чем массовая доля углерода в оксиде углерода(IV) (CO₂, $ \approx 27.3\% $).