Номер 29, страница 90 - гдз по химии 9 класс сборник задач и упражнений Габриелян, Тригубчак

9. Углерод, кремний и их соединения. Упражнения и задачи для самостоятельного решения - номер 29, страница 90.

Условие.

29. Вычислите объём углекислого газа, который добавили к 5,6 л угарного газа, если известно, что число электронов в полученной смеси стало в 14,5 раза больше числа Авогадро. Объёмы газов измерены при нормальных условиях.

Решение.

Решение 2.

Дано:

$V(\text{CO}) = 5.6$ л
$N_e(\text{смеси}) = 14.5 \cdot N_A$
Условия: нормальные (н.у.)
$V_m = 22.4$ л/моль

Найти:

$V(\text{CO}_2)$ - ?

Решение:

1. Определим количество электронов в одной молекуле угарного газа (CO) и углекислого газа (CO₂). Для этого используем порядковые номера элементов в Периодической системе, которые равны числу протонов и, следовательно, числу электронов в нейтральном атоме.

Для угарного газа (CO):
Атом углерода (C) имеет порядковый номер 6, значит, у него 6 электронов.
Атом кислорода (O) имеет порядковый номер 8, значит, у него 8 электронов.
Число электронов в одной молекуле CO: $Z(\text{CO}) = 6 + 8 = 14$.

Для углекислого газа (CO₂):
Число электронов в одной молекуле CO₂: $Z(\text{CO}_2) = 6 + 2 \cdot 8 = 6 + 16 = 22$.

2. Вычислим количество вещества (моль) угарного газа, используя молярный объём газов при нормальных условиях ($V_m = 22.4$ л/моль).

$\nu(\text{CO}) = \frac{V(\text{CO})}{V_m} = \frac{5.6 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.25$ моль.

3. Найдем общее число электронов в данном объёме угарного газа. Общее число электронов равно произведению количества вещества, числа Авогадро ($N_A$) и числа электронов в одной молекуле.

$N_e(\text{CO}) = \nu(\text{CO}) \cdot N_A \cdot Z(\text{CO}) = 0.25 \cdot N_A \cdot 14 = 3.5 \cdot N_A$.

4. Общее число электронов в смеси газов равно сумме числа электронов угарного газа и числа электронов добавленного углекислого газа. По условию, это число в 14,5 раз больше числа Авогадро.

$N_e(\text{смеси}) = N_e(\text{CO}) + N_e(\text{CO}_2) = 14.5 \cdot N_A$.

Отсюда найдем число электронов, приходящееся на углекислый газ:

$N_e(\text{CO}_2) = N_e(\text{смеси}) - N_e(\text{CO}) = 14.5 \cdot N_A - 3.5 \cdot N_A = 11 \cdot N_A$.

5. Зная общее число электронов в углекислом газе, найдем его количество вещества ($\nu(\text{CO}_2)$).

$N_e(\text{CO}_2) = \nu(\text{CO}_2) \cdot N_A \cdot Z(\text{CO}_2)$.

$11 \cdot N_A = \nu(\text{CO}_2) \cdot N_A \cdot 22$.

Сократив $N_A$, получим:

$11 = \nu(\text{CO}_2) \cdot 22$.

$\nu(\text{CO}_2) = \frac{11}{22} = 0.5$ моль.

6. Теперь вычислим объём добавленного углекислого газа при нормальных условиях.

$V(\text{CO}_2) = \nu(\text{CO}_2) \cdot V_m = 0.5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 11.2$ л.

Ответ: объём добавленного углекислого газа составляет 11,2 л.