Номер 12, страница 54 - гдз по химии 8 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

12. В двух воздушных шарах при одинаковых условиях находятся газы: в одном — азот массой 2,8 г, в другом — углекислый газ количеством вещества 0,05 моль. Объём какого шара больше? Ответ подтвердите расчётами.

Дано:

Газ в первом шаре - азот (N₂)

Масса азота $m(N_2) = 2,8 \text{ г}$

Газ во втором шаре - углекислый газ (CO₂)

Количество вещества углекислого газа $n(CO_2) = 0,05 \text{ моль}$

Условия (температура T и давление P) для обоих газов одинаковы.

$m(N_2) = 2,8 \text{ г} = 0,0028 \text{ кг}$
$n(CO_2) = 0,05 \text{ моль}$

Найти:

Сравнить объёмы шаров: $V(N_2) \text{ и } V(CO_2)$.

Решение:

Согласно закону Авогадро, при одинаковых температуре и давлении равные объёмы любых газов содержат одинаковое число молекул (или молей). Следовательно, объём газа прямо пропорционален количеству вещества:

$V = n \cdot V_m$

где $V$ - объём газа, $n$ - количество вещества, а $V_m$ - молярный объём. Так как условия (температура и давление) для обоих шаров одинаковы, их молярные объёмы $V_m$ также равны. Поэтому, чтобы сравнить объёмы шаров, достаточно сравнить количества вещества газов в них.

Количество вещества углекислого газа нам дано: $n(CO_2) = 0,05 \text{ моль}$.

Найдём количество вещества азота, используя формулу:

$n = \frac{m}{M}$

где $m$ - масса вещества, а $M$ - его молярная масса.

Молярная масса азота (N₂) вычисляется на основе относительной атомной массы азота, которая примерно равна 14 г/моль.

$M(N_2) = 2 \cdot M(N) = 2 \cdot 14 \text{ г/моль} = 28 \text{ г/моль}$.

Теперь рассчитаем количество вещества азота:

$n(N_2) = \frac{m(N_2)}{M(N_2)} = \frac{2,8 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$.

Сравним количества вещества газов:

$n(N_2) = 0,1 \text{ моль}$

$n(CO_2) = 0,05 \text{ моль}$

Поскольку $0,1 \text{ моль} > 0,05 \text{ моль}$, то $n(N_2) > n(CO_2)$.

Так как объём газа прямо пропорционален количеству вещества, то и объём шара с азотом будет больше, чем объём шара с углекислым газом: $V(N_2) > V(CO_2)$.

Ответ: объём шара с азотом больше, так как количество вещества азота (0,1 моль) больше количества вещества углекислого газа (0,05 моль).