Раздел VII.

Задачи с использованием числа Авогадро.

Задача 1.

Для сжигания порции алкана, содержащей 1×10²³молекул, требуется порция кислорода, содержащая 1,6×10²⁴ атомов. Установите состав и возможное строение (все изомеры) алкана.

Решение:

Составим уравнение реакции горения алкана через общую формулу:

С_nН_2n+2 + (1,5n+05)О₂→nСО₂ + (n+1)Н₂О

Используя формулу N=N_а×n найдем количество алкана и количество атомов кислорода:

ν;(С_nН_2n+2)=N/N_а=1×10²³/6,02×10²³=0, 166 моль

ν;(О)= N/N_а=1,6×10²⁴/6,02×10²³=2,658 моль- это число атомов кислорода, а в реакцию вступает вещество (О₂) кислород, следовательно, необходимо сделать перерасчет:

1 моль вещества (О₂) содержит 2 моль атомов кислорода

х моль вещества (О₂) содержит 2,658 моль атомов кислорода

ν;(О₂)=1,329 моль

Составляем соотношение между количеством вещества кислорода и алканом:

ν;(С_nН_2n+2): ν;(О₂)=1:(1,5n+05) (по уравнению), а на самом деле как

0,166: 1,329

0,166(1,5n+0,5)=1,329

n=5

Ответ:С₅Н₁₂, 3 изомера.

Задача 2.

В состав 3 моль углеводорода входит 7,2×10²⁴ атомов углерода и 1,8×10²⁵ атомов водорода. Определить молекулярную формулу углеводорода.

Решение.

Найдем число атомов углерода и водорода:

ν(С)=N/N_а=7,2×10²⁴/6,02×10²³=12

ν(Н)=N/N_а=1,8×10²⁵/6,02×10²³=30

Составляем уравнение:

3 моль С_хН_y содержат 12 моль атомов (С)

1 моль С_хН_y содержат ν(моль) атомов (С)

ν(С)=4;

3 моль С_хН_y содержат 30 моль атомов (Н)

1 моль С_хН_y содержат ν(моль) атомов (Н)

ν(Н)=10.

Ответ: С₄Н₁₀.