Условие задачи
Сравните, в какой порции вещества содержится больше молекул:а) в 90 г воды или в 128 г кислорода;б) в 5 моль углекислого газа или в 90 г воды;в) 36 см3 воды или в 3 моль водорода.
Решение
Данная задача относится к химии, точнее к проблеме расчёта количества молекул через число молей вещества. Здесь мы будем использовать понятия молярной массы, числа Авогадро (N₍A₎ ≈ 6,02×10²³ молекул/моль) и соотношения между массой, числом молей и числом молекул.
Ниже привожу подробное решение по каждому пункту.
──────────────────────────────
Пункт а) Сравнение 90 г воды и 128 г кислорода (О₂)
1. Определим молярную массу:
• Для воды (H₂O): M(H₂O) ≈ 18 г/моль.
• Для кислорода (О₂): M(O₂) ≈ 32 г/моль.
2. Найдём число молей:
• Число молей воды = масса / M = 90 г ÷ 18 г/моль = 5 моль.
• Число молей кислорода = 128 г ÷ 32 г/моль = 4 моль.
3. Число молекул пропорционально числу молей (N = n × N₍A₎):
• Молекул в воде: 5 моль × N₍A₎.
• Молекул в кислороде: 4 моль × N₍A₎.
Следовательно, в 90 г воды содержится больше молекул.
──────────────────────────────
Пункт б) Сравнение 5 моль углекислого газа (CO₂) и 90 г воды
1. Для углекислого газа (CO₂) число молей уже задано – 5 моль.
2. Для воды (H₂O) рассчитаем число молей, как в пункте а): 90 г ÷ 18 г/моль = 5 моль.
3. Таким образом:
• В 5 моль CO₂: 5 моль молекул.
• В 90 г воды: 5 моль молекул.
Оба образца содержат одинаковое количество молекул.
──────────────────────────────
Пункт в) Сравнение 36 см³ воды и 3 моль водорода (H₂)
1. Примем, что плотность воды ≈ 1 г/см³, значит 36 см³ воды равны 36 г воды.
2. Рассчитаем число молей воды: 36 г ÷ 18 г/моль = 2 моль.
3. Для водорода число молей задано – 3 моль.
4. Сравнив:
• В 36 см³ воды: 2 моль молекул.
• В 3 моль водорода: 3 моль молекул.
Таким образом, в 3 моль водорода содержится больше молекул.
──────────────────────────────
Выводы:
а) 90 г воды (5 моль) содержит больше молекул, чем 128 г кислорода (4 моль).
б) 5 моль CO₂ и 90 г воды содержат одинаковое число молекул (по 5 моль).
в) 3 моль водорода содержит больше молекул, чем 36 см³ воды (2 моль).