Номер А, страница 65 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

A

1. Дайте формулировку закона объемных отношений газов. Какие требования необходимы для выполнения этого закона?

2. Сформулируйте закон Авогадро. Назовите предварительные условия выполнения этого закона.

3. Назовите числовые значения молярного объема, числа Авогадро, а также значения температур и давления при нормальных и стандартных условиях.

1. Дано:

$V(\text{H}_2) = V(\text{O}_2) = V(\text{CO}_2) = 1$ л

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

$N(\text{H}_2)$, $N(\text{O}_2)$, $N(\text{CO}_2)$

Решение:

Согласно закону Авогадро, в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. Поэтому число молекул будет одинаковым для водорода ($H_2$), кислорода ($O_2$) и углекислого газа ($CO_2$).

1. Найдем количество вещества ($n$) газа в объеме 1 л при нормальных условиях. Молярный объем газа при н. у. ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

$n = \frac{V}{V_m} = \frac{1 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,04464 \text{ моль}$

2. Рассчитаем число молекул ($N$), используя постоянную Авогадро $N_A = 6,022 \cdot 10^{23}$ моль⁻¹.

$N = n \cdot N_A = 0,04464 \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль⁻¹} \approx 2,688 \cdot 10^{22}$ молекул.

Таким образом, число молекул для всех трех газов одинаково.

$N(\text{H}_2) = N(\text{O}_2) = N(\text{CO}_2) \approx 2,688 \cdot 10^{22}$

Ответ: Число молекул водорода, кислорода и углекислого газа в объеме 1 л при н.у. примерно равно $2,688 \cdot 10^{22}$.

2. Дано:

Газы: аммиак ($NH_3$), хлор ($Cl_2$), метан ($CH_4$), сернистый газ ($SO_2$), водород ($H_2$).

Условия: н. у. (нормальные условия)

$V_m = 22,4$ л/моль

Найти:

$\rho(NH_3)$, $\rho(Cl_2)$, $\rho(CH_4)$, $\rho(SO_2)$, $\rho(H_2)$

Решение:

Плотность газа ($\rho$) при нормальных условиях можно рассчитать по формуле $\rho = \frac{M}{V_m}$, где $M$ - молярная масса газа, а $V_m$ - молярный объем (22,4 л/моль).

1. Рассчитаем молярные массы газов (используя относительные атомные массы: $Ar(N)=14$, $Ar(H)=1$, $Ar(Cl)=35,5$, $Ar(C)=12$, $Ar(S)=32$, $Ar(O)=16$):

$M(NH_3) = 14 + 3 \cdot 1 = 17$ г/моль

$M(Cl_2) = 2 \cdot 35,5 = 71$ г/моль

$M(CH_4) = 12 + 4 \cdot 1 = 16$ г/моль

$M(SO_2) = 32 + 2 \cdot 16 = 64$ г/моль

$M(H_2) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль

2. Рассчитаем плотности:

$\rho(NH_3) = \frac{17 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,759$ г/л

$\rho(Cl_2) = \frac{71 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 3,170$ г/л

$\rho(CH_4) = \frac{16 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,714$ г/л

$\rho(SO_2) = \frac{64 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 2,857$ г/л

$\rho(H_2) = \frac{2 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,089$ г/л

Ответ: Плотности газов при н.у.: $\rho(NH_3) \approx 0,759$ г/л; $\rho(Cl_2) \approx 3,170$ г/л; $\rho(CH_4) \approx 0,714$ г/л; $\rho(SO_2) \approx 2,857$ г/л; $\rho(H_2) \approx 0,089$ г/л.

3. Дано:

Масса газа $m = 1,339$ г

Объем газа $V = 1$ л

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

Молярную массу газа $M$

Решение:

Масса одного литра газа при данных условиях является его плотностью. Таким образом, плотность газа $\rho = 1,339$ г/л.

Молярную массу газа ($M$) можно найти, зная его плотность ($\rho$) при нормальных условиях и молярный объем ($V_m = 22,4$ л/моль), по формуле:

$M = \rho \cdot V_m$

Подставим числовые значения:

$M = 1,339 \text{ г/л} \cdot 22,4 \text{ л/моль} \approx 29,9936$ г/моль.

Округляя, получаем $M \approx 30$ г/моль.

Ответ: Молярная масса газа составляет примерно 30 г/моль.

4. Дано:

Масса калия $m(K) = 2,34$ г

Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

Объем водорода $V(H_2)$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия калия с водой:

$2K + 2H_2O \rightarrow 2KOH + H_2 \uparrow$

2. Найдем количество вещества калия. Молярная масса калия $M(K) = 39$ г/моль.

$n(K) = \frac{m(K)}{M(K)} = \frac{2,34 \text{ г}}{39 \text{ г/моль}} = 0,06$ моль.

3. По уравнению реакции, из 2 моль калия образуется 1 моль водорода. Составим пропорцию и найдем количество вещества водорода:

$\frac{n(H_2)}{n(K)} = \frac{1}{2}$

$n(H_2) = \frac{1}{2} n(K) = \frac{1}{2} \cdot 0,06 \text{ моль} = 0,03$ моль.

4. Рассчитаем объем водорода, выделившегося при нормальных условиях. Молярный объем газа при н.у. $V_m = 22,4$ л/моль.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0,03 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,672$ л.

Ответ: 0,672 л.