4. В какой массе воды содержится столько же молекул, сколько атомов в 36 г магния?
Чтобы решить задачу, давайте начнем с того, что нам нужно понять, сколько атомов содержится в 36 г магния, а затем определить, какова масса воды, содержащей такое же количество молекул.
Шаг 1: Определить количество атомов в 36 г магния
Находим количество молей магния.
Для этого используем формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где:
- \( n \) — количество молей;
- \( m \) — масса (в данном случае 36 г);
- \( M \) — молярная масса магния (Mg), которая равна примерно 24 г/моль.
Подставляем значения: \[ n = \frac{36 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} = 1.5 \, \text{моля} \]
Находим количество атомов магния.
Теперь используем число Авогадро (приблизительно \( 6.022 \times 10^{23} \) молекул/моль) для вычисления количества атомов в 1.5 моля магния: \[ N = n \times N_A \] где:
- \( N \) — количество атомов;
- \( N_A \) — число Авогадро.
Подставляем значения: \[ N = 1.5 \, \text{моля} \times 6.022 \times 10^{23} \, \text{атомов/моль} \approx 9.033 \times 10^{23} \, \text{атомов} \]
Шаг 2: Определить массу воды, содержащей такое же количество молекул
Вода (H₂O) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода и имеет молекулярную массу примерно 18 г/моль.
Запишем количество молей воды.
Мы знаем, что одно моль воды содержит \( 6.022 \times 10^{23} \) молекул. Используем аналогичную формулу для нахождения количества молей воды, чтобы найти, сколько нужно воды для \( 9.033 \times 10^{23} \) молекул: \[ n_{H_2O} = \frac{N}{N_A} = \frac{9.033 \times 10^{23}}{6.022 \times 10^{23}} \approx 1.5 \, \text{моля} \]
Определим массу, используя количество молей.
Теперь, зная количество молей воды (1.5 моль), можем найти массу: \[ m_{H_2O} = n_{H_2O} \times M_{H_2O} \] где:
- \( M_{H_2O} \) — молярная масса воды (18 г/моль).
Подставляем значения: \[ m_{H_2O} = 1.5 \, \text{моля} \times 18 \, \text{г/моль} = 27 \, \text{г} \]
Ответ:
Таким образом, в 27 граммах воды содержится столько же молекул, сколько атомов в 36 граммах магния.
