ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 19 Вопрос 5 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Найдите плотности (массу 1 л) следующих газов (н. у.): а) углекислого газа \(CO_2\); б) сернистого газа \(SO_2\); в) аммиака \(NH_3\); г) метана \(CH_4\).

\(V = 1\) л

\(V_m = 22,4\) л/моль

\(n = V/V_m = 1/22,4 = 0,0446\) (моль)

\(m = n \cdot M = 0,0446 \cdot M\) (газа) (г)

а) \(m(CO_2) = 0,0446 \cdot 44 = 1,9624\) (г)

\(\rho(CO_2) = 1,96\) г/л

б) \(m(SO_2) = 0,0446 \cdot 64 = 2,8544\) (г)

\(\rho(SO_2) = 2,85\) г/л

в) \(m(NH_3) = 0,0446 \cdot 17 = 0,7582\) (г)

\(\rho(NH_3) = 0,76\) г/л

г) \(m(CH_4) = 0,0446 \cdot 16 = 0,7136\) (г)

\(\rho(CH_4) = 0,71\) г/л

Для того чтобы найти плотность (массу 1 л) каждого газа при нормальных условиях (н. у.), нам необходимо выполнить следующие шаги:

Основные принципы:

• Нормальные условия (н. у.): Это стандартные условия, при которых температура составляет \(0^\circ C\) (или 273.15 K), а давление — \(1\) атмосфера (или 101.325 кПа).
• Молярный объем (\(V_m\)) при н. у.): При нормальных условиях один моль любого идеального газа занимает объем \(22.4\) литра. Это ключевое значение для наших расчетов.
• Плотность (\(\rho\)): Определяется как масса вещества, деленная на его объем: \(\rho = m/V\). В данном случае мы ищем массу 1 литра газа, то есть \(\rho = m_{1 \text{ л}}\).

Пошаговое решение:

Шаг 1: Определяем количество молей газа в 1 литре при н. у.

Поскольку нам нужна масса 1 литра газа, мы сначала определим, сколько молей газа содержится в этом объеме.

Мы знаем, что \(V = 1\) л (целевой объем) и \(V_m = 22.4\) л/моль (молярный объем при н. у.).

Количество молей (\(n\)) рассчитывается по формуле:
\(n = \frac{V}{V_m}\)

Подставляем значения:
\(n = \frac{1 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.0446 \text{ моль}\)

Таким образом, в 1 литре любого газа при нормальных условиях содержится примерно \(0.0446\) моль.

Шаг 2: Рассчитываем молярную массу (\(M\)) каждого газа.

Молярная масса газа – это масса одного моля этого газа. Она рассчитывается как сумма атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы. Используем округленные значения атомных масс: C ≈ 12, O ≈ 16, S ≈ 32, N ≈ 14, H ≈ 1.

а) Углекислый газ \(CO_2\):
\(M(CO_2) = M(C) + 2 \cdot M(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 12 + 32 = 44 \text{ г/моль}\)

б) Сернистый газ \(SO_2\):
\(M(SO_2) = M(S) + 2 \cdot M(O) = 32 + 2 \cdot 16 = 32 + 32 = 64 \text{ г/моль}\)

в) Аммиак \(NH_3\):
\(M(NH_3) = M(N) + 3 \cdot M(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 14 + 3 = 17 \text{ г/моль}\)

г) Метан \(CH_4\):
\(M(CH_4) = M(C) + 4 \cdot M(H) = 12 + 4 \cdot 1 = 12 + 4 = 16 \text{ г/моль}\)

Шаг 3: Рассчитываем массу (m) 1 литра каждого газа.

Масса вещества (\(m\)) рассчитывается как произведение количества молей (\(n\)) на молярную массу (\(M\)):
\(m = n \cdot M\)

Поскольку мы ищем массу 1 литра, и мы уже нашли, что в 1 литре содержится \(0.0446\) моль, то эта масса и будет плотностью (\(\rho\)) газа в г/л.

а) Углекислый газ \(CO_2\):
\(m(CO_2) = 0.0446 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 1.9624 \text{ г}\)

Следовательно, плотность \(\rho(CO_2) = 1.96 \text{ г/л}\) (округлено до сотых).

б) Сернистый газ \(SO_2\):
\(m(SO_2) = 0.0446 \text{ моль} \cdot 64 \text{ г/моль} = 2.8544 \text{ г}\)

Следовательно, плотность \(\rho(SO_2) = 2.85 \text{ г/л}\) (округлено до сотых).

в) Аммиак \(NH_3\):
\(m(NH_3) = 0.0446 \text{ моль} \cdot 17 \text{ г/моль} = 0.7582 \text{ г}\)

Следовательно, плотность \(\rho(NH_3) = 0.76 \text{ г/л}\) (округлено до сотых).

г) Метан \(CH_4\):
\(m(CH_4) = 0.0446 \text{ моль} \cdot 16 \text{ г/моль} = 0.7136 \text{ г}\)

Следовательно, плотность \(\rho(CH_4) = 0.71 \text{ г/л}\) (округлено до сотых).

Итоговые плотности:

• Плотность углекислого газа \(CO_2\): 1.96 г/л
• Плотность сернистого газа \(SO_2\): 2.85 г/л
• Плотность аммиака \(NH_3\): 0.76 г/л
• Плотность метана \(CH_4\): 0.71 г/л