Какова масса смеси карборунда [карбид кремния SiC] и кварца [оксид кремния (IV)], содержащая 3,01·1024 атомов кремния

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать данные о количестве атомов кремния и кислорода в смеси карборунда и кварца, чтобы определить массу смеси.

Масса атома кремния составляет около 28 атомных единиц (u), а масса атома кислорода примерно равна 16 u.

Из условия задачи нам дано, что в смеси содержится 3,01·10²⁴ атомов кремния и кислорода. Рассмотрим, какое количество кислорода присутствует в этой смеси.

Если обозначить через "х" количество атомов кислорода, то количество атомов кремния равно 3,01·10²⁴ - х.

Так как карборунд содержит один атом кремния и один атом углерода, а кварц состоит из одного атома кремния и двух атомов кислорода, мы можем записать уравнение, отражающее соотношение количества атомов:

3,01·10²⁴ - х = 1/2·х

Теперь решим это уравнение, чтобы найти количество атомов кислорода в смеси:

3,01·10²⁴ = (1/2 + 1)·х

3,01·10²⁴ = 3/2·х

(3,01·10²⁴)·(2/3) = х

Итак, х = 2,01·10²⁴ атомов кислорода.

Теперь, чтобы определить массовую долю карборунда и кварца в смеси, мы можем использовать соотношение количества атомов.

Массовая доля карборунда в смеси будет равна количеству атомов карборунда, деленному на общее количество атомов:

Массовая доля карборунда = (количество атомов карборунда) / (общее количество атомов) = (3·10²⁴) / (3·10²⁴ + 2,01·10²⁴)

Теперь, чтобы вычислить массу смеси, мы можем использовать массовую долю карборунда и кварца и общую массу их атомов.

Масса смеси = (массовая доля карборунда)·(масса карборунда) + (массовая доля кварца)·(масса кварца)

Известно, что масса атома кремния составляет около 28 атомных единиц (u), а масса атома кислорода примерно равна 16 u.

Рассчитаем массу смеси:

Масса смеси = (3·10²⁴) / (3·10²⁴ + 2,01·10²⁴)·(28 g/mol) + (2,01·10²⁴) / (3·10²⁴ + 2,01·10²⁴)·(44 g/mol)

Подставляя числовые значения, получим:

Масса смеси = (3·10²⁴) / (5,01·10²⁴)·(28 g/mol) + (2,01·10²⁴) / (5,01·10²⁴)·(44 g/mol)

Упрощая выражение, получим:

Масса смеси = (3·28 g/mol + 2,01·44 g/mol) / 5,01·10²⁴·(g/mol)

Масса смеси ≈ 33,53 g

Таким образом, масса смеси карборунда и кварца, содержащей 3,01·10²⁴ атомов кремния и кислорода, составляет приблизительно 33,53 грамма.