Вопрос:

15. Найдите предельный одноатомный спирт массой 16,1 г, молекула которого содержит 18,963·10²³ атомов.

Ответ:

Решение:

  1. Определим количество вещества спирта. Используем число Авогадро \( N_A = 6.02 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} \).
  2. Количество вещества спирта \( n = \frac{\text{число атомов}}{N_A} = \frac{18.963 \times 10^{23}}{6.02 \times 10^{23}} \approx 3.15 \text{ моль} \).
  3. Молярная масса спирта \( M = \frac{m}{n} = \frac{16.1 \text{ г}}{3.15 \text{ моль}} \approx 5.11 \text{ г/моль} \).
  4. Этот результат также не соответствует молярным массам простых спиртов. Проверим варианты ответа, исходя из их молярных масс.
  5. A) C₃H₇OH: \( 3 \cdot 12 + 7 \cdot 1 + 16 + 1 = 60 \text{ г/моль} \).
  6. B) C₆H₁₁OH: \( 6 \cdot 12 + 11 \cdot 1 + 16 + 1 = 72 + 11 + 17 = 100 \text{ г/моль} \).
  7. C) C₂H₅OH: \( 2 \cdot 12 + 5 \cdot 1 + 16 + 1 = 46 \text{ г/моль} \).
  8. D) C₄H₉OH: \( 4 \cdot 12 + 9 \cdot 1 + 16 + 1 = 74 \text{ г/моль} \).
  9. Предположим, что в условии задачи число атомов указано неточно, и попробуем решить, используя молярные массы.
  10. Если принять молярную массу спирта за 46 г/моль (этанол, C₂H₅OH), то:
  11. Количество вещества \( n = \frac{16.1 \text{ г}}{46 \text{ г/моль}} \approx 0.35 \text{ моль} \).
  12. Общее число атомов в молекуле этанола (C₂H₅OH) = 2 (C) + 5 (H) + 1 (O) + 1 (H) = 9 атомов.
  13. Число атомов = \( 0.35 \text{ моль} \times 9 \text{ атомов/моль} \times 6.02 \times 10^{23} \text{ атомов/моль} \approx 1.896 \times 10^{24} \text{ атомов} \) или \( 18.96 \times 10^{23} \text{ атомов} \).
  14. Это значение очень близко к указанному в условии (18,963·10²³).

Ответ: C₂H₅OH.