Страница 74 - гдз по химии 8 класс рабочая тетрадь Габриелян, Сладков

1. Определите массу 33,6 л (н. у.) метана $CH_4$.

Дано:

Решение:

Дано:

$V(\text{CH}_4) = 33,6$ л

Условия: н. у. (нормальные условия)

$V(\text{CH}_4) = 33,6 \text{ л} = 33,6 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

$m(\text{CH}_4)$ - ?

Решение:

1. Для нахождения массы метана сначала определим его количество вещества (число молей), используя объем. Согласно закону Авогадро, 1 моль любого газа при нормальных условиях (н. у.) занимает объем 22,4 л. Этот объем называется молярным объемом ($V_m$).

Формула для расчета количества вещества ($n$) через объем ($V$):

$n = \frac{V}{V_m}$

Подставим известные значения:

$n(\text{CH}_4) = \frac{33,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 1,5 \text{ моль}$

2. Теперь, зная количество вещества, можно найти массу ($m$), используя молярную массу ($M$).

Формула для расчета массы:

$m = n \cdot M$

3. Рассчитаем молярную массу метана ($\text{CH}_4$). Она складывается из атомных масс углерода (C) и водорода (H), взятых из периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева.

$M(\text{CH}_4) = Ar(\text{C}) + 4 \cdot Ar(\text{H}) = 12,01 \text{ г/моль} + 4 \cdot 1,008 \text{ г/моль} \approx 12 + 4 = 16 \text{ г/моль}$

4. Подставим значения количества вещества и молярной массы в формулу для расчета массы:

$m(\text{CH}_4) = 1,5 \text{ моль} \cdot 16 \text{ г/моль} = 24 \text{ г}$

Ответ: масса 33,6 л метана при нормальных условиях равна 24 г.

2. Рассчитайте объём (н. у.) 16 кг оксида серы(IV).

Дано:

Решение:

Дано:

Масса оксида серы(IV) = $16 \text{ кг}$

Условия = н. у. (нормальные условия)

Найти:

$V(\text{оксида серы(IV)})$ — ?

Решение:

1. Сначала определим химическую формулу оксида серы(IV). Степень окисления серы в этом соединении +4, а кислорода -2. Следовательно, формула вещества — $SO_2$.

2. Рассчитаем молярную массу оксида серы(IV), используя относительные атомные массы элементов из Периодической таблицы Д.И. Менделеева: $Ar(S) \approx 32$ а.е.м., $Ar(O) \approx 16$ а.е.м.

Молярная масса $M$ численно равна относительной молекулярной массе:

$M(SO_2) = Ar(S) + 2 \cdot Ar(O) = 32 + 2 \cdot 16 = 64 \text{ г/моль}$.

Поскольку в задаче масса дана в килограммах, для удобства вычислений переведем молярную массу в кг/кмоль: $M(SO_2) = 64 \text{ кг/кмоль}$.

3. Вычислим количество вещества $n$ (в киломолях) оксида серы(IV), содержащееся в 16 кг, по формуле $n = \frac{m}{M}$:

$n(SO_2) = \frac{16 \text{ кг}}{64 \text{ кг/кмоль}} = 0.25 \text{ кмоль}$.

4. Согласно следствию из закона Авогадро, 1 моль любого газа при нормальных условиях (температура 0°C и давление 101,325 кПа) занимает объём, равный молярному объёму $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.

Соответственно, 1 киломоль газа при н. у. занимает объём $22.4 \text{ м}^3/\text{кмоль}$.

5. Рассчитаем объём $V$ оксида серы(IV) по формуле $V = n \cdot V_m$:

$V(SO_2) = 0.25 \text{ кмоль} \cdot 22.4 \frac{\text{м}^3}{\text{кмоль}} = 5.6 \text{ м}^3$.

Ответ: объём 16 кг оксида серы(IV) при нормальных условиях составляет $5.6 \text{ м}^3$.