10. Массы двух водородных соединений равны. Сравните численно их объёмы при н. у., если известно, что оба соединения газообразны и образованы элементами с конфигурацией [Ne]3s 2 3p5 и [He]2s 2 2p3.

Дано:

$m(\ce{X})=m(\ce{Y});$

$\ce{X}=\ce{[Ne]}3s^23p^5;$

$\ce{Y}=\ce{[He]}2s^22p^3;$

$V_\ce{m}=22.4\,дм^3/моль.$

Найти:

$\dfrac{V(\ce{X})}{V(\ce{Y})}-?$

Решение:

Электронной конфигурации $\ce{[Ne]}3s^23p^5$ соответствует элемент под номером 17 — хлор. Его водородное соединение имеет формулу $\ce{HCl}.$

Электронной конфигурации $\ce{[He]}2s^22p^3$ соответствует элемент под номером 7 — азот. Его водородное соединение имеет формулу $\ce{NH3}.$

Если массы хлороводорода и аммиака одинаковы и равны $m$ г, то при н. у. газы будут занимать следующие объемы в литрах:

$V(\ce{HCl})=n(\ce{HCl})\cdot V_\ce{m}=\dfrac{m(\ce{HCl})\cdot V_\ce{m}}{M(\ce{HCl})};$

$V(\ce{HCl})=\dfrac{m\cdot 22.4}{36.5}=0.6137m;$

$V(\ce{NH3})=n(\ce{NH3})\cdot V_\ce{m}=\dfrac{m(\ce{NH3})\cdot V_\ce{m}}{M(\ce{NH3})};$

$V(\ce{NH3})=\dfrac{m\cdot 22.4}{17}=1.3176m.$

Сравним численно их объемы:

$\dfrac{V(\ce{NH3})}{V(\ce{HCl})}=\dfrac{1.3176m}{0.6137m}=2.147$ — во столько раз больший объём займет аммиак при одинаковой массе.

Ответ: объём $\ce{HCl}$ в 2.147 раза меньше объёма $\ce{NH3}.$