Номер В, страница 69 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

В

1. Перечислите вещества, относящиеся к твердым, жидким и газообразным видам топлива. Как они распределены по регионам нашей страны?

2. Чем различаются разные виды топлива?

1. Чтобы расположить газы по возрастанию их относительной плотности по водороду, нужно расположить их по возрастанию их молярной массы. Относительная плотность газа по водороду ($D_{H_2}$) вычисляется по формуле $D_{H_2} = \frac{M(\text{газ})}{M(H_2)}$, где $M$ - молярная масса. Так как молярная масса водорода $M(H_2)$ - постоянная величина (около 2 г/моль), то чем больше молярная масса газа, тем больше его относительная плотность по водороду.

Рассчитаем молярные массы ($M$) данных газов, используя округленные значения атомных масс: C=12, O=16, S=32, Cl=35,5, H=1, N=14.

A. $M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44$ г/моль

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

C. $M(Cl_2) = 2 \cdot 35,5 = 71$ г/моль

D. $M(H_2S) = 2 \cdot 1 + 32 = 34$ г/моль

E. $M(N_2) = 2 \cdot 14 = 28$ г/моль

Теперь расположим газы в порядке возрастания их молярных масс:

$M(N_2) < M(H_2S) < M(CO_2) < M(SO_2) < M(Cl_2)$

$28 < 34 < 44 < 64 < 71$

Соответствующий этому порядку ряд букв: E < D < A < B < C.

Этот ряд соответствует варианту ответа под номером 3.

Ответ: 3. E < D < A < B < C

2. Дано:

$V(\text{газа}) = 5$ л

$D_{H_2} = 15$

Условия: н. у. (нормальные условия)

$V(\text{газа}) = 5 \text{ л} = 5 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$m(\text{газа})$ - ?

Решение:

1. Найдем молярную массу газа ($M$), используя его относительную плотность по водороду ($D_{H_2}$). Молярная масса водорода $M(H_2) \approx 2$ г/моль.

$M(\text{газа}) = D_{H_2} \cdot M(H_2) = 15 \cdot 2 = 30$ г/моль.

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

$n = \frac{V}{V_m} = \frac{5 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,2232$ моль.

3. Рассчитаем массу газа по формуле $m = n \cdot M$.

$m = 0,2232 \text{ моль} \cdot 30 \text{ г/моль} \approx 6,696$ г.

Ответ: 6,696 г.

3. Дано:

$V(\text{газа}) = 30$ л

$D_{\text{воздух}} = 2$

Условия: н. у. (нормальные условия)

$V(\text{газа}) = 30 \text{ л} = 3 \cdot 10^{-2} \text{ м}^3$

Найти:

$m(\text{газа})$ - ?

$\rho(\text{газа})$ - ?

Решение:

1. Найдем молярную массу газа ($M$), используя его относительную плотность по воздуху ($D_{\text{воздух}}$). Средняя молярная масса воздуха $M(\text{воздух}) \approx 29$ г/моль.

$M(\text{газа}) = D_{\text{воздух}} \cdot M(\text{воздух}) = 2 \cdot 29 = 58$ г/моль.

2. Найдем количество вещества ($n$) газа. Молярный объем при н. у. $V_m = 22,4$ л/моль.

$n = \frac{V}{V_m} = \frac{30 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 1,3393$ моль.

3. Рассчитаем массу газа ($m$).

$m = n \cdot M = 1,3393 \text{ моль} \cdot 58 \text{ г/моль} \approx 77,68$ г. Округляя до десятых, получаем 77,7 г.

4. Рассчитаем плотность газа ($\rho$). Плотность — это отношение массы к объему.

$\rho = \frac{m}{V} = \frac{77,7 \text{ г}}{30 \text{ л}} \approx 2,59$ г/л.

Ответ: 2,59 г/л; 77,7 г.

4. Дано:

$V(CH_4) = 420$ л (н. у.)

$\phi(O_2) = 20 \% = 0,20$

Уравнение реакции: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

$V(CH_4) = 420 \text{ л} = 0,42 \text{ м}^3$

Найти:

$V(\text{воздуха})$ - ?

Решение:

1. Согласно закону Авогадро, для газов, находящихся в одинаковых условиях (температура и давление), соотношение их объемов равно соотношению их количеств вещества (молей). Из уравнения реакции видно, что на 1 моль метана ($CH_4$) требуется 2 моля кислорода ($O_2$).

Следовательно, объем кислорода, необходимый для сгорания метана, в два раза больше объема метана:

$V(O_2) = 2 \cdot V(CH_4)$

$V(O_2) = 2 \cdot 420 \text{ л} = 840$ л.

2. Кислород является составной частью воздуха. Зная объемную долю кислорода в воздухе ($\phi(O_2)$), найдем объем воздуха ($V(\text{воздуха})$), который содержит необходимый объем кислорода.

$V(\text{воздуха}) = \frac{V(O_2)}{\phi(O_2)} = \frac{840 \text{ л}}{0,20} = 4200$ л.

3. Переведем объем воздуха в кубические метры, зная, что $1 \text{ м}^3 = 1000$ л.

$V(\text{воздуха}) = \frac{4200 \text{ л}}{1000 \text{ л/м}^3} = 4,2 \text{ м}^3$.

Ответ: 4,2 м³.