Номер 2.26, страница 15, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.26. Рассчитайте, какие объемы займут 10 г и 10 моль газа азота (н. у.).

Дано:

Масса азота, $m(N_2) = 10 \text{ г}$
Количество вещества азота, $\nu(N_2) = 10 \text{ моль}$
Условия — нормальные (н. у.)
Молярный объем идеального газа при н. у., $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$

Перевод в систему СИ:
$m(N_2) = 10 \text{ г} = 0.01 \text{ кг}$
$V_m = 22.4 \text{ л/моль} = 22.4 \times 10^{-3} \text{ м}^3\text{/моль}$

Найти:

$V_1$ — объем 10 г азота
$V_2$ — объем 10 моль азота

Решение:

Задача состоит из двух частей, которые мы решим последовательно.

1. Расчет объема для 10 г азота

Объем газа ($V$) при нормальных условиях можно рассчитать по формуле, вытекающей из закона Авогадро: $V = \nu \cdot V_m$, где $\nu$ — количество вещества, а $V_m$ — молярный объем.

Сперва найдем количество вещества ($\nu_1$) в 10 г азота. Газообразный азот состоит из двухатомных молекул $N_2$.

Найдем молярную массу азота $M(N_2)$. Атомная масса азота $A_r(N)$ приблизительно равна 14 г/моль.

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

Теперь вычислим количество вещества по формуле $\nu = \frac{m}{M}$:

$\nu_1 = \frac{10 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} \approx 0.357 \text{ моль}$

Наконец, рассчитаем объем $V_1$:

$V_1 = \nu_1 \cdot V_m = 0.357 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} \approx 8.0 \text{ л}$

Ответ: 10 г азота при нормальных условиях займут объем, равный 8.0 л.

2. Расчет объема для 10 моль азота

В данном случае количество вещества $\nu_2$ уже известно и составляет 10 моль.

Для расчета объема $V_2$ воспользуемся той же формулой:

$V_2 = \nu_2 \cdot V_m = 10 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 224 \text{ л}$

Ответ: 10 моль азота при нормальных условиях займут объем, равный 224 л.