Номер 12, страница 15 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

12. В образце оксида азота массой 69 г содержится 1,5 моль вещества. Установите формулу оксида.

Дано:

Масса оксида азота $m = 69 \text{ г}$

Количество вещества оксида азота $n = 1,5 \text{ моль}$

Найти:

Формулу оксида азота.

Решение:

1. Первым шагом определим молярную массу ($M$) неизвестного оксида азота, используя известную формулу, которая связывает массу вещества ($m$), количество вещества ($n$) и молярную массу ($M$):

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

Подставим в формулу данные из условия задачи:

$M = \frac{69 \text{ г}}{1,5 \text{ моль}} = 46 \text{ г/моль}$

2. Общая формула для оксида азота имеет вид $N_xO_y$, где $x$ и $y$ — это стехиометрические индексы (целые числа), показывающие количество атомов азота и кислорода в молекуле.

Молярная масса соединения $M(N_xO_y)$ вычисляется как сумма молярных масс атомов, умноженных на их количество в формуле:

$M(N_xO_y) = x \cdot M(N) + y \cdot M(O)$

Относительные атомные массы (и, соответственно, молярные массы атомов) азота и кислорода равны: $M(N) \approx 14 \text{ г/моль}$

$M(O) \approx 16 \text{ г/моль}$

3. Составим уравнение, подставив известные и вычисленные значения:

$x \cdot 14 + y \cdot 16 = 46$

4. Теперь необходимо найти целочисленные решения для $x$ и $y$ методом подбора. Поскольку $x$ и $y$ должны быть положительными целыми числами, проверим наиболее вероятные варианты.

Предположим, что в молекуле один атом азота ($x=1$):

$1 \cdot 14 + y \cdot 16 = 46$

$14 + 16y = 46$

$16y = 46 - 14$

$16y = 32$

$y = \frac{32}{16} = 2$

Значение $y=2$ является целым числом. Таким образом, мы нашли возможное решение: $x=1$ и $y=2$. Формула оксида — $N_1O_2$, которая записывается как $NO_2$.

Для проверки рассмотрим случай, когда в молекуле два атома азота ($x=2$):

$2 \cdot 14 + y \cdot 16 = 46$

$28 + 16y = 46$

$16y = 18$

$y = \frac{18}{16} = 1,125$ (не является целым числом, значит, этот вариант не подходит).

Если $x \ge 3$, то произведение $x \cdot 14$ будет равно или больше 42, что оставляет для $16y$ значение, равное или меньшее 4. Целочисленных положительных решений для $y$ в этом случае нет.

Следовательно, единственно верная формула оксида — $NO_2$.

Ответ: $NO_2$.