Номер 7, страница 15 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

7. Где содержится больше молекул — в 100 г кислорода $O_2$ или в 100 г азота $N_2$? Дайте ответ, не прибегая к расчётам.

Решение

Чтобы ответить на этот вопрос, не прибегая к точным расчётам количества молекул, необходимо сравнить молярные массы кислорода ($O_2$) и азота ($N_2$).

Число молекул $N$ в образце вещества связано с массой образца $m$ и молярной массой вещества $M$ по формуле:

$N = \frac{m}{M} \cdot N_A$

где $N_A$ — постоянная Авогадро.

По условию, массы кислорода и азота равны: $m(O_2) = m(N_2) = 100$ г. Поскольку масса $m$ в обоих случаях одинакова, а $N_A$ является константой, количество молекул $N$ обратно пропорционально молярной массе $M$:

$N \propto \frac{1}{M}$

Это означает, что вещество с меньшей молярной массой будет содержать большее количество молекул при той же общей массе. Иными словами, чем легче молекулы, тем больше их поместится в заданной массе.

Сравним молярные массы кислорода и азота, используя относительные атомные массы из периодической таблицы химических элементов.

Относительная атомная масса кислорода $A_r(O)$ приблизительно равна 16. Молекула кислорода состоит из двух атомов ($O_2$), поэтому её молярная масса $M(O_2)$ составляет:

$M(O_2) \approx 2 \cdot 16 = 32$ г/моль.

Относительная атомная масса азота $A_r(N)$ приблизительно равна 14. Молекула азота состоит из двух атомов ($N_2$), её молярная масса $M(N_2)$ составляет:

$M(N_2) \approx 2 \cdot 14 = 28$ г/моль.

Сравнивая молярные массы, видим, что молярная масса азота меньше молярной массы кислорода:

$28 \text{ г/моль} < 32 \text{ г/моль}$, то есть $M(N_2) < M(O_2)$.

Так как молекулы азота легче молекул кислорода, то в одинаковой массе (100 г) будет содержаться большее число молекул азота.

Ответ: Больше молекул содержится в 100 г азота $N_2$.