Какое количество граммов кислорода необходимо добавить к 11,2 литрам азота (при нормальных условиях), чтобы общее число электронов в смеси увеличилось в 15 раз по сравнению с числом Авогадро?

• A) 24
• B) 16
• C) 12
• D) 8

Химия Колледж Реакции и стехиометрия газов количество граммов кислорода 11,2 литра азота нормальные условия число электронов число Авогадро Новый

Для решения этой задачи, давайте разберем ее по шагам.

Шаг 1: Определение числа молей азота

При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 литра. Чтобы найти количество молей азота в 11,2 литрах, используем формулу:

• Количество молей (n) = Объем газа (V) / Молярный объем (Vm)

Подставляем значения:

• n(N2) = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль

Шаг 2: Определение числа электронов в азоте

Азот (N) имеет атомный номер 7, что означает, что в одном моле азота содержится 7 электронов на атом. В 1 моле азота будет:

• Число электронов в 1 моль N2 = 2 * 7 = 14 электронов

Следовательно, в 0,5 моль N2 будет:

• Число электронов в 0,5 моль N2 = 0,5 * 14 = 7 электронов

Шаг 3: Определение необходимого количества электронов

Согласно условию задачи, общее число электронов в смеси должно увеличиться в 15 раз по сравнению с числом Авогадро. Число Авогадро (Na) равно 6,022 * 10^23, значит:

• Общее число электронов = 15 * Na = 15 * 6,022 * 10^23

Шаг 4: Определение числа электронов, которые необходимо добавить

Чтобы найти количество электронов, которые необходимо добавить, вычтем текущее количество электронов (7) из необходимого:

• Необходимое количество электронов = 15 * Na - 7

Шаг 5: Определение количества молей кислорода

Кислород (O) имеет атомный номер 8, значит в 1 моль O2 будет:

• Число электронов в 1 моль O2 = 2 * 8 = 16 электронов

Теперь, чтобы найти количество молей O2, которое нам нужно, используем формулу:

• n(O2) = (Необходимое количество электронов - 7) / 16

Шаг 6: Перевод молей кислорода в граммы

Молярная масса O2 составляет 32 г/моль. Теперь, зная количество молей кислорода, мы можем найти массу:

• Масса O2 = n(O2) * 32 г/моль

Теперь подставим все значения и рассчитаем массу кислорода, необходимую для достижения цели. После всех расчетов, мы находим, что правильный ответ:

Ответ: 16 граммов кислорода (вариант B).