Водород массой 10 г прореагировал с фтором. Определите массу продукта реакции. Какое число атомов фтора будет содержаться в данном образце вещества?
Для решения этой задачи сначала определим, какая реакция происходит между водородом (H) и фтором (F). Водород реагирует с фтором, образуя фторид водорода (HF) по уравнению:
\[ H_2 + F_2 \rightarrow 2HF \]
Определение массы продукта реакции: Масса водорода составляет 10 г. Молярная масса водорода (H₂) составляет примерно 2 г/моль (поскольку одна атомная масса водорода около 1 г/моль, а в молекуле H₂ их две). Чтобы найти количество молей H, можем использовать формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где \( m \) — масса, а \( M \) — молярная масса. Подставляем значения:
\[ n_{H_2} = \frac{10 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 5 \, \text{моль H}_2 \]
Согласно уравнению реакции, 1 моль H₂ реагирует с 1 моль F₂ для получения 2 моль HF. То есть, если у нас 5 моль H₂, то потребуется 5 моль F₂, что даст:
\[ 5 \, \text{моль H}_2 \rightarrow 10 \, \text{моль HF} \]
Молярная масса HF составляет примерно 20 г/моль (где 1 г/моль для H и 19 г/моль для F). Теперь можем найти общую массу образовавшегося HF:
\[ m_{HF} = n_{HF} \cdot M_{HF} = 10 \, \text{моль} \cdot 20 \, \text{г/моль} = 200 \, \text{г} \]
Определение числа атомов фтора: Мы уже выяснили, что образовалось 10 моль HF. В каждом моле HF содержится 1 атом фтора, следовательно, общее количество атомов фтора:
\[ N_F = n_{HF} \cdot N_A \]
где \( N_A \) — число Авогадро (примерно \( 6.022 \times 10^{23} \) молекул/моль). Таким образом:
\[ N_F = 10 \, \text{моль} \cdot 6.022 \times 10^{23} \, \text{атомов/моль} \approx 6.022 \times 10^{24} \, \text{атомов F} \]
Итак, мы определили, что масса продукта реакции составляет 200 г, и в данном образце вещества содержится примерно \( 6.022 \times 10^{24} \) атомов фтора.
