Номер 2.40, страница 16, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.40. Смесь 280 г азота и 60 г водорода (н. у.), занимает объем

1) 22,4 л

2) 44,8 л

3) 560 л

4) 896 л

Дано:

Масса азота $m(N_2) = 280 \text{ г}$
Масса водорода $m(H_2) = 60 \text{ г}$
Условия: нормальные (н. у.)

$m(N_2) = 0.280 \text{ кг}$
$m(H_2) = 0.060 \text{ кг}$

Найти:

Объем смеси $V_{смеси}$

Решение:

Согласно закону Авогадро, объем газовой смеси при нормальных условиях (н. у.) можно найти, умножив общее количество вещества (моль) всех газов в смеси на молярный объем, который при н. у. составляет $V_m = 22.4 \text{ л/моль}$.

1. Определим количество вещества (число молей) каждого газа в смеси по формуле $n = m / M$, где $m$ – масса вещества, а $M$ – его молярная масса.

Химическая формула молекулярного азота – $N_2$. Его молярная масса:
$M(N_2) = 2 \cdot M(N) = 2 \cdot 14 \text{ г/моль} = 28 \text{ г/моль}$.

Количество вещества азота:
$n(N_2) = \frac{m(N_2)}{M(N_2)} = \frac{280 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 10 \text{ моль}$.

Химическая формула молекулярного водорода – $H_2$. Его молярная масса:
$M(H_2) = 2 \cdot M(H) = 2 \cdot 1 \text{ г/моль} = 2 \text{ г/моль}$.

Количество вещества водорода:
$n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{60 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 30 \text{ моль}$.

2. Найдем общее количество вещества в газовой смеси:
$n_{смеси} = n(N_2) + n(H_2) = 10 \text{ моль} + 30 \text{ моль} = 40 \text{ моль}$.

3. Рассчитаем объем, который занимает смесь газов при нормальных условиях:
$V_{смеси} = n_{смеси} \cdot V_m = 40 \text{ моль} \cdot 22.4 \text{ л/моль} = 896 \text{ л}$.

Следовательно, правильный вариант ответа — 4.

Ответ: 896 л.