Страница 21 - гдз по химии 7 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

5. Напишите эссе о необходимости сохранения постоянного состава воздуха.

Решение

Воздух, невидимая газовая оболочка, окружающая нашу планету, является фундаментальным условием для существования жизни в ее нынешних формах. Его состав, представляющий собой сложную смесь различных газов, был относительно стабилен на протяжении тысячелетий, обеспечивая хрупкий баланс, необходимый для поддержания экосистем и выживания видов, включая человека. Необходимость сохранения этого постоянства продиктована жизненно важными функциями, которые выполняет каждый компонент атмосферы.

Основными компонентами атмосферы Земли являются азот ($N_2$, около $78\%$), кислород ($O_2$, около $21\%$), аргон ($Ar$, около $0.9\%$) и углекислый газ ($CO_2$, около $0.04\%$), а также следовые количества других газов и переменное количество водяного пара.

Прежде всего, кислород является жизненно важным для аэробного дыхания большинства организмов. Практически все животные, растения и многие микроорганизмы используют кислород для получения энергии, необходимой для жизнедеятельности. Любое значительное уменьшение концентрации кислорода привело бы к массовому вымиранию и коллапсу пищевых цепей. Например, даже небольшое снижение его доли может вызвать гипоксию у человека и животных, нарушая работу всех систем организма.

Углекислый газ, несмотря на свою малую долю, играет ключевую роль в двух важнейших процессах. Во-первых, он является основным сырьем для фотосинтеза – процесса, посредством которого растения и водоросли преобразуют солнечную энергию в органические вещества, выделяя кислород. Таким образом, углекислый газ напрямую связан с производством кислорода и основанием всей пищевой цепи. Во-вторых, $CO_2$ является одним из парниковых газов, которые задерживают тепло в атмосфере, поддерживая температуру Земли на уровне, пригодном для жизни. Однако чрезмерное увеличение его концентрации, вызванное деятельностью человека (сжигание ископаемого топлива, вырубка лесов), приводит к усилению парникового эффекта, глобальному потеплению, изменению климата, таянию ледников, повышению уровня моря и экстремальным погодным явлениям. Это также вызывает закисление океанов, угрожая морским экосистемам.

Азот, хотя и не участвует напрямую в дыхании, необходим для синтеза белков и нуклеиновых кислот. Атмосферный азот фиксируется некоторыми микроорганизмами и вводится в биологический круговорот, делая его доступным для растений и далее для всей биосферы. Нарушение этого цикла также имело бы катастрофические последствия.

Помимо основных газов, изменение концентрации второстепенных компонентов, таких как озон ($O_3$) или метан ($CH_4$), также критически важно. Озоновый слой в стратосфере защищает Землю от вредного ультрафиолетового излучения Солнца, а метан является мощным парниковым газом.

Нарушение постоянства состава воздуха не ограничивается лишь изменением концентраций естественных газов. Вредные примеси, выбрасываемые промышленностью, транспортом и сельским хозяйством (оксиды серы, азота, тяжелые металлы, мелкие частицы), вызывают загрязнение воздуха, приводящее к респираторным заболеваниям, кислотным дождям, повреждению растительности и разрушению материалов.

Таким образом, сохранение постоянного состава воздуха – это не просто экологическая задача, а вопрос выживания человечества и стабильности всей планетарной системы. Это требует глобальных усилий по снижению выбросов парниковых газов и загрязняющих веществ, переходу на возобновляемые источники энергии, развитию устойчивых технологий и сохранению лесов – легких планеты. Только через осознанное и ответственное отношение к атмосферному воздуху мы можем обеспечить благополучие будущих поколений.

Ответ: Эссе о необходимости сохранения постоянного состава воздуха полностью раскрывает важность этой задачи для поддержания жизни на Земле и стабильности планетарных экосистем.

1. Заполните таблицу.

Состав воздуха

Заполните таблицу

Ответ: Таблица состава воздуха заполнена с указанием основных компонентов и их объемных долей.

2. Объёмная доля компонента газовой смеси ($\varphi$) — это, которая рассчитывается по формуле

Объёмная доля компонента газовой смеси ($\phi$)

Объёмная доля компонента газовой смеси ($\phi$) — это отношение объёма данного компонента к общему объёму газовой смеси, которая рассчитывается по формуле $\phi = \frac{V_{\text{компонента}}}{V_{\text{смеси}}}$.

Ответ:

3. Чтобы найти объём газовой смеси по известной массовой доле его компонента, используют формулу

Решение

Чтобы найти объём газовой смеси ($V_{смеси}$) по известной массовой доле ($\omega_{компонента}$) его компонента, необходимо использовать соотношения, связывающие массовую долю, мольную долю, объемную долю и молярные массы компонентов и смеси.

Массовая доля компонента ($ \omega_{компонента} $) определяется как:$ \omega_{компонента} = \frac{m_{компонента}}{m_{смеси}} $

Для идеальных газов мольная доля ($ x_{компонента} $) равна объемной доле ($ \phi_{компонента} $):$ x_{компонента} = \phi_{компонента} = \frac{V_{компонента}}{V_{смеси}} $

Связь между массовой долей и мольной долей для компонента в газовой смеси выражается формулой:$ \omega_{компонента} = x_{компонента} \cdot \frac{M_{компонента}}{M_{смеси\_ср}} $

Подставляя выражение для мольной доли ($ x_{компонента} $) через объемную долю ($ \frac{V_{компонента}}{V_{смеси}} $) в предыдущую формулу, получаем:$ \omega_{компонента} = \frac{V_{компонента}}{V_{смеси}} \cdot \frac{M_{компонента}}{M_{смеси\_ср}} $

Выражая из этой формулы объём газовой смеси $V_{смеси}$:

$ V_{смеси} = \frac{V_{компонента} \cdot M_{компонента}}{\omega_{компонента} \cdot M_{смеси\_ср}} $

Где:

• $V_{смеси}$ – объём газовой смеси.
• $V_{компонента}$ – объём компонента, если бы он находился в чистом виде при тех же условиях (парциальный объём компонента).
• $M_{компонента}$ – молярная масса компонента.
• $\omega_{компонента}$ – массовая доля компонента в газовой смеси.
• $M_{смеси\_ср}$ – средняя (эффективная) молярная масса газовой смеси.

Эта формула позволяет найти объём газовой смеси, если известны массовая доля компонента, его молярная масса, объём данного компонента и средняя молярная масса всей газовой смеси.

Ответ: $V_{смеси} = \frac{V_{компонента} \cdot M_{компонента}}{\omega_{компонента} \cdot M_{смеси\_ср}}$