Какое количество вещества содержится при нормальных условиях в следующих порциях газов

ГДЗ Химия 8 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2018, §11 МОЛЯРНЫЙ ОБЪЁМ ГАЗОВ

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

Упражнение 1. Какие условия называются нормальными? При температуре 0 °С и давлении 760 мм рт.ст.

Упражнение 2. Сформулируйте закон Авогадро и следствия, вытекающие из этого закона.
Закон: «В равных объёмах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул».
Следствие 1: «Одинаковое число молекул разных газов при одинаковых условиях занимает одинаковый объём».
Следствие 2: «Отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их молярных масс».

Упражнение 3. Перечислите, какую информацию несёт формула газообразного вещества.
1 ) индивидуальное вещество;
2) тип вещества (простое или сложное);
3) одну молекулу вещества (для веществ, имеющих молекулярное строение), формульную единицу (для веществ, имеющих немолекулярное строение);
4) качественный состав вещества, т. е. какие химические элементы входят в его состав;
5) количественный состав вещества, т. е. число атомов каждого химического элемента в составе его одной формульной частицы.
6) формула показывает количество вещества, равное 1 моль.

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

Упражнение 1. Какое количество вещества при нормальных условиях составляют указанные объёмы различных газов:
а) 11,2 л кислорода;
Дано: V(O2)=11,2 л. Найти: γ(O2)-?
Решение:
γ(O2)= V(O2)/VM=11,2 л : 22,4 л/моль = 0,5 моль.
Ответ: 0,5 моль.
б) 5,6 л метана;
Дано: V(CH4)=5,6 л. Найти: γ(CH4)-?
Решение:
γ(CH4)= V(CH4)/VM=5,6 л : 22,4 л/моль = 0,25 моль.
Ответ: 0,25 моль.
в) 896 мл сероводорода;
Дано: V(H2S)= 896 мл. Найти: γ(H2S)-?
Решение:
γ(H2S)= V(H2S)/VM=896 мл : 22,4 мл/ммоль = 40 ммоль.
Ответ: 40 ммоль.
г) 1 м3 углекислого газа?
Дано: V(CO2)= 1 м3. Найти: γ(СO2)-?
Решение:
γ(СO2)= V(СO2)/VM=1 м3 : 22,4 м3/кмоль = 0,04464 кмоль = 44,64 моль.
Ответ: 44,64 моль.
Изменятся ли ответы, если в условии задания не указывать названия газов? Нет, не изменятся.
Поясните ответ. Любой газ в количестве вещества 1 моль при условиях, которые называются нормальными (н. у.), будет занимать один и тот же объём, который называют молярным объёмом.

Упражнение 2. Найдите плотности следующих газов (н.у.):
Поставим в формулу ρ=m/V выражения формул вычисления массы и объёма: m=γ•M и V=γ•VM, получим формулу вычисления плотности газов при н.у.: ρ=m/V=(γ•M)/(γ•VM)=M/VM, следовательно ρ=M/VM.
а) углекислого газа СО2;
Дано: CO2. Найти: ρ(СO2)-?
Решение:
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(CO2)=44 г/моль
ρ(СO2)= M(CO2):VM=44 г/моль : 22,4 моль/л = 1,96 г/л
Ответ: 1,96 г/л.
б) сернистого газа SO2;
Дано: SO2. Найти: ρ(SO2)-?
Решение:
Mr(SO2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64, M(SO2)=64 г/моль
ρ(SO2)= M(SO2):VM=64 г/моль : 22,4 моль/л = 2,86 г/л
Ответ: 2,86 г/л.
в ) аммиака NН3;
Дано: NН3. Найти: ρ(NН3)-?
Решение:
Mr(NН3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17, M(NН3)=17 г/моль
ρ(NН3)= M(NН3):VM=17 г/моль : 22,4 моль/л = 0,76 г/л
Ответ: 0,76 г/л.
г) метана СН4.
Дано: СН4. Найти: ρ(СН4)-?
Решение:
Mr(СН4)=Ar(C)+4•Ar(H)=12+4•1=16, M(СН4)=16 г/моль
ρ(СН4)= M(СН4):VM=16 г/моль : 22,4 моль/л = 0,71 г/л
Ответ: 0,71 г/л.

Упражнение 3. Найдите относительную плотность кислорода:
а) по водороду;
Дано: O2. Найти: DH2(O2)-?
Решение:
M(O2)=Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32 г/моль
M(H2)=Mr(H2)=2•Ar(H)=2•1=2 г/моль
DH2(O2)=М(O2)/М(H2)= 32 г/моль : 2 г/моль=16
Ответ: DH2(O2)=16
б) по воздуху.
Дано: O2. Найти: Dвоздуха(O2)-?
Решение:
M(O2)=Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32 г/моль
Dвоздуха(O2)=М(O2)/М(воздуха)=32 г/моль : 29 г/моль=1,103
Ответ: Dвоздуха(O2)=1,103

Упражнение 4. Одно из газообразных соединений углерода с кислородом массой 6,25 г занимает (н. у.) объём, равный 5 л. Определите молярную массу соединения.
Дано: m(соединения)= 6,25 г, V (соединения)=5 л Найти: М(соединения)-?
Решение:
Молярную массу газа легко рассчитать, имея массу 1 литра, т.е. плотность ρ=m/V.
ρ(соединения)=m(соединения)/V(соединения)=6,25  г : 5 л = 1,25 г/л.
M(соединения)=VМ•ρ(соединения)=22,4 л/моль•1,25 г/л = 28 г/моль,
Соединение СО: 12 + 16 = 28
Ответ: M(СО)=28 г/моль.

Упражнение 5. Рассчитайте количество вещества, массу и объём (н. у.) порции азота N2 содержащей
а) 9,03•1023 атомов азота.
Дано: N(N)= 9,03•1023 атомов. Найти: γ(N2)-?, m(N2)-?, V(N2)-?
Решение:
1. Количество вещества (молекул, атомов, ионов) рассчитываем по формуле: γ=N/NА, где NА=6,02•1023моль-1 — сталая Авогадро.
γ(N)= N(N)/NА=9,03•1023 : 6,02•1023 моль-1= 1,5 моль.
В 1 моль вещества азота N2 содержится 2 моль атомов азота N, тогда 1 моль атомов азота будут содержаться в 1/2 моль вещества азота, а 1,5 моль атомов азота будут содержаться в таком количестве вещества азота:
γ(N2)=1/2 • γ(N)=1/2 • 1,5 моль=0,75 моль.
2. Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 г/моль.
m(N2)=γ(N2)•M(N2)=0,75 моль • 28 г/моль = 21 г.
3. Объём вещества рассчитываем по формуле: V =γ•VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём.
V(N2)= γ(N2)•VM=0,75 моль • 22,4 л/моль = 16,8 л.
Ответ: 0,75 моль, 21 г, 16,8 л.
а) 9,03•1023 молекул азота.
Дано: N(N2)= 9,03•1023 молекул. Найти: γ(N2)-?, m(N2)-?, V(N2)-?
Решение:
1. Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=N/NА, где NА=6,02•1023моль-1 — сталая Авогадро.
γ(N2)= N(N2)/NА=9,03•1023: 6,02•1023 моль-1= 1,5 моль.
2. Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 г/моль.
m(N2)=γ(N2)•M(N2)=1,5 моль • 28 г/моль = 42 г.
3. Объём вещества рассчитываем по формуле: V=γ•VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём.
V(N2)=γ(N2)•VM=1,5 моль • 22,4 л/моль = 33,6 л.
Ответ: 1,5 моль, 42 г, 33,6 л.

Упражнение 6. Какая масса углерода содержится:
а) в 2 моль углекислого газа;
Дано: γ(CO2)=2 моль. Найти: m(С)-?
Решение:
В 1 моль вещества CO2 содержится 1 моль атомов углерода С, тогда в 2 моль СО2 будет содержаться такое количество атомов углерода:
γ(С)=γ(СO2)=2 моль
Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(С)= Ar(С) г/моль =12 г/моль.
m(С)=γ(С)•M(С)=2 моль •12 г/моль = 24 г.
Ответ: 24 г.
б) в 67,2 л угарного газа СО (н. у.);
Дано: V(CO)=67,2 л. Найти: m(С)-?
Решение:
1. Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=V/VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём..
γ(СO)=V(СO)/VM=67,2 л : 22,4 л/моль = 3 моль.
В 1 моль вещества CO содержится 1 моль атомов углерода С, тогда в 3 моль СО будет содержаться такое количество атомов углерода:
γ(С)=γ(СO)=3 моль
Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(С)=Ar(С) г/моль=12 г/моль.
m(С)=γ(С)•M(С)=3 моль •12 г/моль = 36 г.
Ответ: 36 г.
в) в 13 мг ацетилена С2Н2?
Дано: m(C2Н2)=13 мг. Найти: m(С)-?
Решение:
Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(C2Н2)=2•Ar(С)+2•Ar(Н)=2•12+2•1=26, поэтому M(С2Н2)= 26 мг/ммоль.
γ(С2Н2)=m(С2Н2)/M(С2Н2)=13 мг : 26 мг/ммоль = 0,5 ммоль.
В 1 моль вещества С2Н2 содержится 2 моль атомов углерода С, тогда в 0,5 ммоль С2Н2 будет содержаться такое количество атомов углерода:
γ(С)=2•γ(С2Н2)= 2•0,5 ммоль=1 ммоль.
Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(С)= Ar(С) г/моль =12 мг/ммоль.
m(С)=γ(С)•M(С)=1 ммоль •12 мг/ммоль = 12 мг.
Ответ: 12 мг.

Упражнение 7. Расположите следующие газы в порядке возрастания их плотностей при н. у.: неон Ne, сернистый газ SO2, метан СН4, фтор F2, аммиак NН3.
Дано: Ne, SO2, СН4, F2, NН3.
Найти: ρ(Ne)-?, ρ(SO2)-?, ρ(CH4)-?, ρ(F2)-?, ρ(NН3)-?.
Решение:
Рассчитываем плотность неона Ne:
M(Ne)=Ar(Ne)=20 г/моль
ρ(Ne)=M(Ne):VM=20 г/моль : 22,4 моль/л=0,893 г/л
Рассчитываем плотность сернистого газа SO2:
Mr(SO2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64, M(SO2)=64 г/моль
ρ(SO2)= M(SO2):VM=64 г/моль : 22,4 моль/л = 2,86 г/л
Рассчитываем плотность метана СН4:
Mr(СН4)=Ar(C)+4•Ar(H)=12+4•1=16, M(СН4)=16 г/моль
ρ(СН4)= M(СН4):VM=16 г/моль : 22,4 моль/л = 0,71 г/л
Рассчитываем плотность фтора F2:
M(F2)=Mr(F2)=2•Ar(F)= 28 г/моль
ρ(F2)= M(F2):VM=28 г/моль : 22,4 моль/л = 1,25 г/л
Рассчитываем плотность аммиака NН3:
Mr(NН3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17, M(NН3)=17 г/моль
ρ(NН3)= M(NН3):VM=17 г/моль : 22,4 моль/л = 0,76 г/л
ρ(СН4)<ρ(NН3)< ρ(Ne)<ρ(F2)<ρ(SO2)
Ответ: метан, аммиак, неон, фтор, сернистый газ.