Номер 2, страница 17 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

• 2. Определите относительные плотности паров по водороду и кислороду следующих веществ: метана $CH_4$; бутана $C_4H_{10}$; этанола $C_2H_5OH$; уксусной кислоты $CH_3COOH$.

Дано:

Вещества: метан ($CH_4$), бутан ($C_4H_{10}$), этанол ($C_2H_5OH$), уксусная кислота ($CH_3COOH$).

Газы для сравнения: водород ($H_2$), кислород ($O_2$).

Относительные атомные массы: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$.

Найти:

Относительную плотность паров по водороду ($D_{H_2}$) и по кислороду ($D_{O_2}$) для каждого вещества.

Решение:

Относительная плотность паров одного вещества по другому — это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз одно вещество (в газообразном состоянии) тяжелее или легче другого (также в газообразном состоянии) при одинаковых условиях. Она вычисляется как отношение молярных масс этих веществ.

Формула для расчета относительной плотности газа A по газу B:

$D_B(A) = \frac{M(A)}{M(B)}$

где $M(A)$ — молярная масса исследуемого вещества, а $M(B)$ — молярная масса вещества, по которому определяется плотность.

В данной задаче веществами для сравнения являются водород ($H_2$) и кислород ($O_2$).

Вычислим их молярные массы:

Молярная масса водорода: $M(H_2) = 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 1 = 2 \text{ г/моль}$.

Молярная масса кислорода: $M(O_2) = 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$.

Таким образом, формулы для расчета относительной плотности по водороду и кислороду имеют вид:

$D_{H_2}(\text{вещество}) = \frac{M(\text{вещества})}{2}$

$D_{O_2}(\text{вещество}) = \frac{M(\text{вещества})}{32}$

Теперь проведем расчеты для каждого из указанных веществ.

метан $CH_4$

1. Вычисляем молярную массу метана:

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

2. Рассчитываем относительную плотность по водороду:

$D_{H_2}(CH_4) = \frac{M(CH_4)}{M(H_2)} = \frac{16}{2} = 8$.

3. Рассчитываем относительную плотность по кислороду:

$D_{O_2}(CH_4) = \frac{M(CH_4)}{M(O_2)} = \frac{16}{32} = 0.5$.

Ответ: относительная плотность паров метана по водороду равна 8, по кислороду — 0.5.

бутан $C_4H_{10}$

1. Вычисляем молярную массу бутана:

$M(C_4H_{10}) = 4 \cdot Ar(C) + 10 \cdot Ar(H) = 4 \cdot 12 + 10 \cdot 1 = 48 + 10 = 58 \text{ г/моль}$.

2. Рассчитываем относительную плотность по водороду:

$D_{H_2}(C_4H_{10}) = \frac{M(C_4H_{10})}{M(H_2)} = \frac{58}{2} = 29$.

3. Рассчитываем относительную плотность по кислороду:

$D_{O_2}(C_4H_{10}) = \frac{M(C_4H_{10})}{M(O_2)} = \frac{58}{32} = 1.8125$.

Ответ: относительная плотность паров бутана по водороду равна 29, по кислороду — 1.8125.

этанол $C_2H_5OH$

1. Вычисляем молярную массу этанола (брутто-формула $C_2H_6O$):

$M(C_2H_5OH) = 2 \cdot Ar(C) + 6 \cdot Ar(H) + Ar(O) = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 + 16 = 24 + 6 + 16 = 46 \text{ г/моль}$.

2. Рассчитываем относительную плотность по водороду:

$D_{H_2}(C_2H_5OH) = \frac{M(C_2H_5OH)}{M(H_2)} = \frac{46}{2} = 23$.

3. Рассчитываем относительную плотность по кислороду:

$D_{O_2}(C_2H_5OH) = \frac{M(C_2H_5OH)}{M(O_2)} = \frac{46}{32} = 1.4375$.

Ответ: относительная плотность паров этанола по водороду равна 23, по кислороду — 1.4375.

уксусная кислота $CH_3COOH$

1. Вычисляем молярную массу уксусной кислоты (брутто-формула $C_2H_4O_2$):

$M(CH_3COOH) = 2 \cdot Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) + 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 12 + 4 \cdot 1 + 2 \cdot 16 = 24 + 4 + 32 = 60 \text{ г/моль}$.

2. Рассчитываем относительную плотность по водороду:

$D_{H_2}(CH_3COOH) = \frac{M(CH_3COOH)}{M(H_2)} = \frac{60}{2} = 30$.

3. Рассчитываем относительную плотность по кислороду:

$D_{O_2}(CH_3COOH) = \frac{M(CH_3COOH)}{M(O_2)} = \frac{60}{32} = 1.875$.

Ответ: относительная плотность паров уксусной кислоты по водороду равна 30, по кислороду — 1.875.