Номер 2, страница 98 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян

а) водород массой 3 г

Дано:

Вещество: водород ($H_2$)

Масса: $m(H_2) = 3 \text{ г}$

Условия: нормальные (н. у.)

В системе СИ:

Масса водорода: $m(H_2) = 0.003 \text{ кг}$

Найти:

Объём водорода $V(H_2)$

Решение:

Объём газа при нормальных условиях ($V$) можно найти, используя количество вещества ($n$) и молярный объём ($V_m$), который для любого газа при н. у. составляет 22.4 л/моль.

$V = n \cdot V_m$

Количество вещества, в свою очередь, вычисляется через массу ($m$) и молярную массу ($M$):

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

1. Найдём молярную массу водорода ($H_2$). Атомная масса водорода (H) равна 1 г/моль. Молекула водорода двухатомна.

$M(H_2) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} = 2 \text{ г/моль}$

2. Рассчитаем количество вещества водорода.

$n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{3 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 1.5 \text{ моль}$

3. Теперь найдём объём водорода при нормальных условиях.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 1.5 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 33.6 \text{ л}$

Ответ: объём водорода при н. у. составит 33.6 л.

б) озон массой 96 кг

Дано:

Вещество: озон ($O_3$)

Масса: $m(O_3) = 96 \text{ кг}$

Условия: нормальные (н. у.)

В системе СИ:

Масса уже дана в единицах СИ (килограммах), дополнительный перевод не требуется.

Найти:

Объём озона $V(O_3)$

Решение:

Алгоритм решения аналогичен предыдущей задаче.

1. Найдём молярную массу озона ($O_3$). Атомная масса кислорода (O) равна 16 г/моль. Молекула озона трёхатомна.

$M(O_3) = 3 \cdot 16 \text{ г/моль} = 48 \text{ г/моль}$

2. Рассчитаем количество вещества озона. Для удобства расчётов переведём массу в граммы.

$m(O_3) = 96 \text{ кг} = 96000 \text{ г}$

$n(O_3) = \frac{m(O_3)}{M(O_3)} = \frac{96000 \text{ г}}{48 \text{ г/моль}} = 2000 \text{ моль}$

3. Найдём объём озона при нормальных условиях.

$V(O_3) = n(O_3) \cdot V_m = 2000 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 44800 \text{ л}$

Полученный объём можно также выразить в кубических метрах: $44800 \text{ л} = 44.8 \text{ м}^3$.

Ответ: объём озона при н. у. составит 44800 л (или 44.8 м³).

в) $12 \cdot 10^{20}$ молекул азота

Дано:

Вещество: азот ($N_2$)

Число молекул: $N(N_2) = 12 \cdot 10^{20}$

Условия: нормальные (н. у.)

В системе СИ:

Число молекул является безразмерной величиной, перевод в СИ не требуется.

Найти:

Объём азота $V(N_2)$

Решение:

В данном случае количество вещества ($n$) находится через число молекул ($N$) и постоянную Авогадро ($N_A \approx 6.02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$).

$n = \frac{N}{N_A}$

Далее объём вычисляется по стандартной формуле: $V = n \cdot V_m$.

1. Найдём количество вещества азота.

$n(N_2) = \frac{N(N_2)}{N_A} = \frac{12 \cdot 10^{20}}{6.02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} \approx 0.001993 \text{ моль}$

2. Рассчитаем объём азота при нормальных условиях.

$V(N_2) = n(N_2) \cdot V_m \approx 0.001993 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 0.04465 \text{ л}$

Округлив результат до двух значащих цифр (как в исходном значении числа молекул), получим 0.045 л. Этот объём равен 45 мл.

Ответ: объём азота при н. у. составит примерно 0.045 л (или 45 мл).