С1. Вычислите массу и число молекул в порции воды, в которой содержится столько же молекул, сколько их в 22 г углекислого газа.

Решение:

Сначала найдём количество вещества углекислого газа (CO₂).

1. Молярная масса CO₂: \( M(CO_2) = 12.01 + 2 \cdot 16.00 = 44.01 \) г/моль.
2. Количество вещества CO₂: \[ \nu(CO_2) = \frac{m(CO_2)}{M(CO_2)} = \frac{22 \text{ г}}{44.01 \text{ г/моль}} \approx 0.5 \text{ моль} \]
3. Число молекул CO₂: \[ N(CO_2) = \nu(CO_2) \cdot N_A \text{, где } N_A \text{ — число Авогадро } (6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}) \] \[ N(CO_2) = 0.5 \text{ моль} \cdot 6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 3.011 \times 10^{23} \text{ молекул} \]

Теперь найдём массу воды (H₂O), содержащую такое же число молекул.

1. Число молекул воды должно быть равно числу молекул углекислого газа: \( N(H_2O) = 3.011 \times 10^{23} \text{ молекул} \).
2. Количество вещества воды: \[ \nu(H_2O) = \frac{N(H_2O)}{N_A} = \frac{3.011 \times 10^{23} \text{ молекул}}{6.022 \times 10^{23} \text{ моль}^{-1}} = 0.5 \text{ моль} \]
3. Молярная масса H₂O: \( M(H_2O) = 2 \cdot 1.01 + 16.00 = 18.02 \) г/моль.
4. Масса воды: \[ m(H_2O) = \nu(H_2O) \cdot M(H_2O) = 0.5 \text{ моль} \cdot 18.02 \text{ г/моль} = 9.01 \text{ г} \]

Ответ: масса воды составит 9.01 г, число молекул — 3.011 \(\times\) 10²³.