Номер 10, страница 85 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 19. Молярный объём газов. Глава 2. Важнейшие представители неорганических веществ. Количественные отношения в химии - номер 10, страница 85.

10. Расположите газы в порядке возрастания их плотности (н. у.): неон $ \text{Ne} $, сернистый газ $ \text{SO}_2 $, метан $ \text{CH}_4 $, фтор $ \text{F}_2 $, аммиак $ \text{NH}_3 $.

Дано:

Газы: неон (Ne), сернистый газ (SO₂), метан (CH₄), фтор (F₂), аммиак (NH₃).
Условия: нормальные условия (н. у.), что соответствует температуре $T = 273,15$ К ($0^\circ$C) и давлению $P = 101325$ Па (1 атм).

Найти:

Расположить газы в порядке возрастания их плотности.

Решение:

Плотность газа ($ρ$) можно выразить через его молярную массу ($M$) и молярный объем ($V_m$) по формуле: $ρ = \frac{M}{V_m}$

Согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях (в данном случае, нормальных условиях) один моль любого идеального газа занимает одинаковый объем. Этот объем называется молярным объемом и при н. у. он равен $V_m \approx 22,4$ л/моль.

Поскольку для всех газов в задаче молярный объем $V_m$ является постоянной величиной, их плотность ($ρ$) прямо пропорциональна их молярной массе ($M$). Следовательно, чтобы расположить газы в порядке возрастания их плотности, достаточно расположить их в порядке возрастания их молярных масс.

Вычислим молярные массы ($M$) для каждого газа, используя округленные значения относительных атомных масс элементов из периодической таблицы Д. И. Менделеева:
Ar(C) ≈ 12 г/моль
Ar(H) ≈ 1 г/моль
Ar(N) ≈ 14 г/моль
Ar(O) ≈ 16 г/моль
Ar(F) ≈ 19 г/моль
Ar(Ne) ≈ 20 г/моль
Ar(S) ≈ 32 г/моль

1. Молярная масса метана (CH₄):
$M(\text{CH}_4) = \text{Ar(C)} + 4 \cdot \text{Ar(H)} = 12 + 4 \cdot 1 = 16$ г/моль.

2. Молярная масса аммиака (NH₃):
$M(\text{NH}_3) = \text{Ar(N)} + 3 \cdot \text{Ar(H)} = 14 + 3 \cdot 1 = 17$ г/моль.

3. Молярная масса неона (Ne):
$M(\text{Ne}) = \text{Ar(Ne)} = 20$ г/моль.

4. Молярная масса фтора (F₂):
$M(\text{F}_2) = 2 \cdot \text{Ar(F)} = 2 \cdot 19 = 38$ г/моль.

5. Молярная масса сернистого газа (SO₂):
$M(\text{SO}_2) = \text{Ar(S)} + 2 \cdot \text{Ar(O)} = 32 + 2 \cdot 16 = 32 + 32 = 64$ г/моль.

Теперь расположим газы в порядке возрастания их молярных масс:
$M(\text{CH}_4) < M(\text{NH}_3) < M(\text{Ne}) < M(\text{F}_2) < M(\text{SO}_2)$
$16 < 17 < 20 < 38 < 64$

Так как плотность прямо пропорциональна молярной массе, порядок возрастания плотности газов будет таким же.

Ответ:

метан (CH₄) → аммиак (NH₃) → неон (Ne) → фтор (F₂) → сернистый газ (SO₂)