Номер 5, страница 30 - гдз по химии 10 класс учебник Рудзитис, Фельдман

5. Вычислите, во сколько раз пропан легче или тяжелее воздуха такого же объёма. Чему равна масса (в г) 1 л пропана (н. у.)?

Вычислите, во сколько раз пропан легче или тяжелее воздуха такого же объёма.

Дано:

Газ: пропан ($C_3H_8$)
Среда для сравнения: воздух

Найти:

Относительную плотность пропана по воздуху, $D_{\text{воздух}}(C_3H_8)$ — ?
Сделать вывод, легче или тяжелее пропан воздуха.

Решение

Чтобы определить, во сколько раз газ тяжелее или легче воздуха, необходимо рассчитать относительную плотность пропана по воздуху ($D_{\text{воздух}}$). Относительная плотность показывает отношение молярной массы газа к средней молярной массе воздуха ($M_{\text{воздух}} \approx 29$ г/мол). По следствию из закона Авогадро, отношение масс одинаковых объёмов газов (при одинаковых условиях) равно отношению их молярных масс.
$D_{\text{воздух}}(\text{газ}) = \frac{M(\text{газ})}{M_{\text{воздух}}}$

1. Рассчитаем молярную массу пропана, химическая формула которого $C_3H_8$. Используем относительные атомные массы углерода ($Ar(C) \approx 12$) и водорода ($Ar(H) \approx 1$).
$M(C_3H_8) = 3 \times Ar(C) + 8 \times Ar(H) = 3 \times 12 + 8 \times 1 = 36 + 8 = 44$ г/мол.

2. Теперь найдём относительную плотность пропана по воздуху:
$D_{\text{воздух}}(C_3H_8) = \frac{M(C_3H_8)}{M_{\text{воздух}}} = \frac{44 \text{ г/мол}}{29 \text{ г/мол}} \approx 1.52$

Так как $D_{\text{воздух}}(C_3H_8) > 1$, пропан тяжелее воздуха.

Ответ: пропан тяжелее воздуха примерно в 1,52 раза.

Чему равна масса (в г) 1 л пропана (н. у.)?

Дано:

$V(C_3H_8) = 1$ л
Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$m(C_3H_8)$ — ?

Решение

При нормальных условиях (н. у.) 1 моль любого идеального газа занимает объём, равный молярному объёму $V_m = 22.4$ л/мол.

1. Сначала найдём количество вещества ($n$) пропана в объёме 1 л:
$n(C_3H_8) = \frac{V(C_3H_8)}{V_m} = \frac{1 \text{ л}}{22.4 \text{ л/мол}} \approx 0.0446$ моль.

2. Молярная масса пропана ($C_3H_8$) была рассчитана ранее и составляет $M(C_3H_8) = 44$ г/мол.

3. Теперь рассчитаем массу пропана по формуле $m = n \times M$:
$m(C_3H_8) = n(C_3H_8) \times M(C_3H_8) = \frac{1 \text{ л}}{22.4 \text{ л/мол}} \times 44 \text{ г/мол} = \frac{44}{22.4} \text{ г} \approx 1.96$ г.

Ответ: масса 1 л пропана при нормальных условиях равна примерно 1,96 г.