Номер 5, страница 69 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 15. Азот. Глава 1. Неметаллы - номер 5, страница 69.

Условие.

5. Какой объём (н. у.) газа можно получить при испарении одного стакана (200 мл) жидкого азота? Во сколько раз увеличится при этом объём азота?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Объём жидкого азота $V_{жидк} = 200 \text{ мл}$

Плотность жидкого азота $\rho_{жидк} \approx 808 \text{ кг/м}^3$

Молярная масса азота (N₂) $M = 28 \text{ г/моль}$

Молярный объём идеального газа при нормальных условиях (н. у.) $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$

Перевод в систему СИ и другие единицы:

$V_{жидк} = 200 \text{ мл} = 0.2 \text{ л} = 2 \times 10^{-4} \text{ м}^3$

$M = 28 \text{ г/моль} = 0.028 \text{ кг/моль}$

$V_m = 22.4 \text{ л/моль} = 0.0224 \text{ м}^3\text{/моль}$

Найти:

1. Объём газообразного азота при н.у. $V_{газ}$ — ?

2. Отношение объёмов $\frac{V_{газ}}{V_{жидк}}$ — ?

Решение:

Какой объём (н. у.) газа можно получить при испарении одного стакана (200 мл) жидкого азота?

1. Сначала найдём массу жидкого азота, зная его объём и плотность. Формула для массы: $m = \rho_{жидк} \cdot V_{жидк}$.

$m = 808 \text{ кг/м}^3 \cdot (2 \times 10^{-4} \text{ м}^3) = 0.1616 \text{ кг}$

2. Теперь, зная массу и молярную массу азота $N_2$, найдём количество вещества (число молей) $\nu$. Формула: $\nu = \frac{m}{M}$.

$\nu = \frac{0.1616 \text{ кг}}{0.028 \text{ кг/моль}} \approx 5.771 \text{ моль}$

3. Объём любого идеального газа при нормальных условиях (температура 0 °C, давление 1 атм) можно найти, умножив количество вещества на молярный объём $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$. Формула: $V_{газ} = \nu \cdot V_m$.

$V_{газ} = 5.771 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 129.3 \text{ л}$

Таким образом, при испарении 200 мл жидкого азота образуется примерно 129.3 литра газообразного азота.

Ответ: объём газа составит примерно 129.3 л.

Во сколько раз увеличится при этом объём азота?

Чтобы найти, во сколько раз увеличился объём, необходимо разделить конечный объём (газа) на начальный объём (жидкости). Важно, чтобы оба объёма были выражены в одинаковых единицах измерения.

Начальный объём: $V_{жидк} = 200 \text{ мл} = 0.2 \text{ л}$.

Конечный объём: $V_{газ} \approx 129.3 \text{ л}$.

Найдём отношение объёмов:

$\frac{V_{газ}}{V_{жидк}} = \frac{129.3 \text{ л}}{0.2 \text{ л}} = 646.5$

Объём азота увеличится в 646.5 раз.

Ответ: объём увеличится примерно в 647 раз.