Практико ориентированные задачи

Задача 1.

В стратосфере на высоте 20-30 км находится слой озона O3, защищающий Землю от мощного ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы не "озоновый экран" в атмосфере, то фотоны с большой энергией достигли бы поверхности Земли и уничтожили на ней все живое. Подсчитано, что в среднем на каждого жителя Москвы в воздушном пространстве над городом (вплоть до верхней границы стратосферы) приходится по 150 моль озона. Сколько молекул O3 и какая масса озона приходится в среднем на одного москвича?

Решение

Дано:
n(O₃) = 150 моль n(O₃) = 𝑛(𝑂₃) 𝑁𝐴 𝑛𝑛(𝑂𝑂₃) 𝑛(𝑂₃) 𝑁𝐴 𝑁𝑁𝐴𝐴 𝑛(𝑂₃) 𝑁𝐴
M(O₃) = 48 г/моль
NA = 6,02 · 1023 n(O₃) = 150 6,02 · 10²³ 150 150 6,02 · 10²³ 6,02 · 10²³ 150 6,02 · 10²³
Найти: n(O₃)=9,03·10²⁵
N(O₃) = ? m(O₃)=n(O₃)·M(O₃)
m(O₃) = ? m(O₃)=50·48=7200 г = 7,2 кг

Ответ: в воздушном пространстве над городом на каждого горжанина приходится 7,2 кг озона, или 9,03 . 1025 молекул O₃.

Задача 2

В школьном химическом кабинете пролили на пол немного соляной кислоты, и к концу урока она полностью испарилась. Хотя хлороводород сильно токсичен и при вдыхании оказывает раздражающее действие, ученики не почувствовали никакого постороннего запаха. Много ли молекул HCl оказалось в воздухе, если масса хлороводорода, перешедшего в газообразное состояние, равна 1 г?

Дано: Решение
m(HCl) = 1 г n(HCl) = 𝑁 𝑁𝐴 𝑁𝑁 𝑁 𝑁𝐴 𝑁𝑁𝐴𝐴 𝑁 𝑁𝐴
M(HCl) = 36,5 n(HCI)= 𝑚(𝐻𝐶𝐼) 𝑀(𝐻𝐶𝐼) 𝑚𝑚(𝐻𝐻𝐶𝐶𝐼𝐼) 𝑚(𝐻𝐶𝐼) 𝑀(𝐻𝐶𝐼) 𝑀𝑀(𝐻𝐻𝐶𝐶𝐼𝐼) 𝑚(𝐻𝐶𝐼) 𝑀(𝐻𝐶𝐼) = 1 36,5 1 1 36,5 36,5 1 36,5 =0,027 моль
NA=6,02·10²³г/моль N(HCI)=n(HCI)·NA
Найти: N(HCI)=0,027·6,02·10²³=1,65·10²²
N(HCl) = ?
Ответ: В воздухе химического кабинета оказалось чрезвычайно много молекул HCl - 1,65 · 10²²

Задача 3

Круговорот азота в природе включает:
а) "биологическую фиксацию" при помощи клубеньковых бактерий и б) процессы окисления при атмосферных электрических разрядах. Во время грозы в воздухе образуется некоторое количество оксида азота неизвестного состава. Установлено, что абсолютная масса одной молекулы этого оксида азота составляет 4,99 . 10⁻²³ г. Определите, какова формула этого вещества.

Задача 4

Хорошо известно, что легковой автомобиль загрязняет воздух вредными выбросами: на каждые 10 километров пути с его выхлопными газами в атмосферу попадает 7 моль монооксида углерода и 1 моль монооксида азота. Какая масса этих вредных веществ попадет в атмосферу при автомобильной поездке на дачу, которая расположена в 80 км от дома?

Задача 5

Считается, что вредные примеси в воздухе не оказывают вредного влияния, если их количество не превышает определенного предела. Так, допускается содержание в 1 м³ воздуха диоксида азота - 0,085 мг, монооксида углерода - 3,0 мг, диоксида серы - 0,05 мг, сероводорода 0,008 мг. Какое количество (моль) этих вредных примесей (по отдельности) можно вдохнуть за сутки, не подвергая свое здоровье опасности? Норма потребления воздуха для дыхания у взрослых мужчин - 10 м³ в сутки.

Задача 6

Определите, какое число молекул (формульных единиц) содержат порции веществ, часто применяемых в быту: 5 г пищевой соды (гидрокарбоната натрия) NaHCO3, 0,01 моль иода I2, 35 г поваренной соли (хлорида натрия) NaCl, 4 моль уксусной кислоты CH3COOH.

Задача 7

Какова абсолютная масса одной молекулы аммиака NH₃, хлороводорода HCl, серной кислоты H₂SO₄, белого фосфора P₄? Все перечисленные вещества очень токсичны и при попадании с воздухом в дыхательные пути вызывают сильнейшие отравления. Сколько молекул будут находиться в 1 м³ воздуха при содержании этих веществ, признанном неопасным, а именно: NH₃- 0,2 мг;
HCl - 0,05 мг; H₂SO₄ - 0,3 мг; P₄ - 0,1 мг.

Литература
1.Кузьменко Н.Е., Рыжова О.Н., Лунин В.В. Проблемы реформирования отечественного химического образования // Вестн.Моск. ун-та. Сер.20. Педагогическое образование.- 2005. - №2. – С. 43-57.
2. Лисичкин Г.В., Леенсон И.А. Содержание школьного курса химии: новый взгляд на старую проблему // Химия в школе. – 2006. - №4. – С. 19-24.
3. Кендиван О.Д.-С. Практико-ориентированные задания в обучении химии // Химия в школе. – 2009. - №8. – С. 43-48.