Горизонты химииБанк олимпиадМуниципальный этап · 8 класс
Задание № 5
2025/26 · Кемеровская область · страница 5
Условие
Задача 8.5.
Атмосфера Марса - газовая оболочка, окружающая планету, которая
существенно отличается от земной атмосферы по химическому составу и
физическим параметрам. Относительная плотность по гелию газовой смеси
составляющей атмосферу Марса, основные компоненты которой диоксид
углерода и азот, равна 10,85.
1. Рассчитайте обьемные доли (в %) основных компонентов атмосферы
Марса.
2. Определите больше или меньше число атомов кислорода в атмосфере
Марса числа атомов кислорода в атмосфере Земли? Во сколько раз? (Считать
атмосферу земли состоящей из 79 % азота и кислорода).
3. Рассчитаете массы газов атмосферы Марса, если суммарный объем
атмосферы составляет 1,83·10²¹ л при давлении 6·10-3атм. и температуре -
23 0С.
Самопроверка
Решение и пояснение
Решение задачи 8.5
1) Рассчитаем среднюю молярную массу смеси газов,
составляющих атмосферу Марса:
М(смеси) = Мгелия · Dпо гелию = 4 · 10,85 = 43,4 г/моль.
Пусть n(смеси) = 1 моль,
тогда n(СO2) = х моль и n(N2) = (1 – х) моль.
M(СO2) в смеси = 44х и M(N2) в смеси = 28(1 – х);
M(смеси) = 44х + 28 – 28х = 43,4;
Решая уравнение, получаем х = 0,96.
Таким образом, n(СO2) = 0,96 моль и n(N2) = 0,4 моль.
Рассчитаем объемные доли (объемные доли численно равны мольным
долям газов в смеси):
Суммарный объем смеси составляет 22,4 л, т.к. приняли n(смеси) = 1
моль.
V (CO2 ) n ×Vm 0,96 × 22,4
φ (СО2 ) = ×100% = ×100% = = 0,96
Vобщ. Vобщ. 22,4
2) Расчет числа атомов кислорода в атмосфере Марса на 1 моль
газовой смеси:
0,96 моль СO2 0,96 моль С : 0,96·2 = 1,92 моль О
0,04 моль N2 0,04·2 моль N 0 моль О
N (O) = N A × n(O) = 6,02 ×10 ×1,92 = 1,16 ×10 атомов
23 24
Расчет числа атомов кислорода в атмосфере Земли на 1 моль газовой смеси:
φ (О2 ) = n(O2 ) = 0,21моль
φ ( N2 ) = n( N2 ) = 0,79 моль
0,21 моль О2 0,21·2 = 0,42 моль О
0,79 моль N2 0 моль О
N ′(O) = N A × n(O) = 6,02 ×10²³ × 0,42 = 2,56 ×10²³ атомов
Найдем отношение числа атомов кислорода:
N (O) 1,16 ×10 24
= = 4,53
N ′(О) 2,56 ×10 23
Получается, что число атомов кислорода в 4,53 раза меньше в атмосфере
Земли, чем в атмосфере Марса
3) Расчет масс газов СO2 и N2 в атмосфере Марса:
Переведем объем атмосферы в н.у.:
6 ×10−3 атм. ×1,83 ×10²¹ л 1атм. ×Vн. у. л
=
250 К 273К
6 ×10−3 атм. ×1,83 ×10²¹ л × 273К
Vн. у. л = = 1,2 ×10¹⁹ л
250 К
Рассчитаем массы:
V (CO2 ) φ (CO2 ) × Vн. у. 0,96 × 1,2 × 10¹⁹
m(CO2 ) = n × M = M= M= 44 = 2,2 × 10¹⁹ г
Vm Vm 22,4
V (N2 ) φ ( N 2 ) × Vн. у. 0,04 ×1,2 ×10¹⁹
m( N 2 ) = n × M = M= M= 28 = 6,0 ×10¹⁷ г
Vm Vm 22,4
Оценивание:
Определением молярной массы газовой смеси 2 балла
Расчет мольных долей компонентов в смеси 4 балла
Расчет объемных долей компонентов в смеси 2 балла
Расчет числа атомов O (N) 2 балла
Расчет числа атомов О (N’) 3 балла
Нахождение отношения числа атомов азота и кислорода 2 балла
Приведение объема атмосферы Марса к н.у. 2 балла
Расчет масс СO2 и N2 в атмосфере Марса 3 балла
ИТОГО 20 баллов
