Номер 5, страница 75 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

ч. II. § 19. Молярный объём газов. Глава 2. Важнейшие представители неорганических веществ. Количественные отношения в химии - номер 5, страница 75.

5. Расположите указанные в задании 4 газы в порядке возрастания их плотностей (массы 1 л).

Ответ: □□□□

Для решения данной задачи необходимо понимать, как плотность газа связана с его характеристиками. Плотность ($\rho$) — это отношение массы вещества ($m$) к занимаемому им объему ($V$). В задаче требуется расположить газы в порядке возрастания их плотностей, что эквивалентно расположению в порядке возрастания массы фиксированного объема (1 л).

Согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях (температуре $T$ и давлении $P$) в равных объемах любых газов содержится одинаковое число молекул. Плотность газа можно выразить через его молярную массу ($M$) с помощью уравнения состояния идеального газа (уравнения Менделеева-Клапейрона):

$PV = nRT = \frac{m}{M}RT$

Отсюда можно выразить плотность $\rho = \frac{m}{V}$:

$\rho = \frac{PM}{RT}$

Из этой формулы видно, что при одинаковых давлении ($P$) и температуре ($T$) плотность газа ($\rho$) прямо пропорциональна его молярной массе ($M$). Таким образом, чтобы расположить газы в порядке возрастания плотности, достаточно расположить их в порядке возрастания молярной массы.

Поскольку в условии не указаны конкретные газы из задания 4, в качестве примера для демонстрации решения возьмем следующий набор распространенных газов: водород ($H_2$), метан ($CH_4$), кислород ($O_2$) и углекислый газ ($CO_2$).

Дано:

Набор газов для примера: водород ($H_2$), метан ($CH_4$), кислород ($O_2$), углекислый газ ($CO_2$).
Предполагается, что все газы находятся при одинаковых температуре и давлении ($T, P$ = const).

Найти:

Расположить указанные газы в порядке возрастания их плотностей.

Решение:

1. Рассчитаем молярные массы ($M$) для каждого газа. Для этого используем относительные атомные массы элементов из Периодической системы Д.И. Менделеева, округленные до целых значений:
Атомная масса водорода $Ar(H) \approx 1$
Атомная масса углерода $Ar(C) \approx 12$
Атомная масса кислорода $Ar(O) \approx 16$

Теперь рассчитаем молярные массы (в г/моль):

• Молярная масса водорода ($H_2$):
  $M(H_2) = 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль.
• Молярная масса метана ($CH_4$):
  $M(CH_4) = Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) = 12 + 4 \cdot 1 = 16$ г/моль.
• Молярная масса кислорода ($O_2$):
  $M(O_2) = 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль.
• Молярная масса углекислого газа ($CO_2$):
  $M(CO_2) = Ar(C) + 2 \cdot Ar(O) = 12 + 2 \cdot 16 = 12 + 32 = 44$ г/моль.

2. Сравним полученные значения молярных масс:

$M(H_2) < M(CH_4) < M(O_2) < M(CO_2)$

$2 \text{ г/моль} < 16 \text{ г/моль} < 32 \text{ г/моль} < 44 \text{ г/моль}$

3. Так как плотность газа прямо пропорциональна его молярной массе, порядок возрастания плотностей будет совпадать с порядком возрастания молярных масс.

Следовательно, газы в порядке возрастания их плотностей располагаются так: водород, метан, кислород, углекислый газ.

Ответ: Чтобы расположить газы в порядке возрастания их плотностей, необходимо расположить их в порядке возрастания их молярных масс. Для газов, взятых в качестве примера, порядок будет следующим: водород ($H_2$), метан ($CH_4$), кислород ($O_2$), углекислый газ ($CO_2$).