Номер 2.7, страница 14, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.7. Рассчитайте, одинаковые ли объемы будут занимать 28 г азота и 28 г водорода (н. у.).

Дано:

масса азота $m(N_2) = 28 \text{ г}$

масса водорода $m(H_2) = 28 \text{ г}$

условия нормальные (н. у.)

молярный объем идеального газа при н. у. $V_m = 22,4 \text{ л/моль}$

Найти:

Сравнить объемы азота $V(N_2)$ и водорода $V(H_2)$.

Решение:

Для того чтобы найти объемы газов при нормальных условиях, необходимо сначала рассчитать их количество вещества (число молей). Количество вещества $\nu$ (ню) вычисляется по формуле:

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

где $m$ — масса вещества, а $M$ — его молярная масса.

Объем газа $V$ при нормальных условиях (н. у.) связан с количеством вещества $\nu$ через молярный объем $V_m$ ($22,4 \text{ л/моль}$) согласно закону Авогадро. Формула для расчета объема:

$V = \nu \cdot V_m$

1. Расчет для азота ($N_2$):

Молярная масса молекулярного азота $N_2$ (состоит из двух атомов азота с атомной массой ~14 а.е.м.) равна:

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

Найдем количество вещества азота:

$\nu(N_2) = \frac{m(N_2)}{M(N_2)} = \frac{28 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 1 \text{ моль}$

Теперь рассчитаем объем, который занимает 1 моль азота при н. у.:

$V(N_2) = \nu(N_2) \cdot V_m = 1 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 22,4 \text{ л}$

2. Расчет для водорода ($H_2$):

Молярная масса молекулярного водорода $H_2$ (состоит из двух атомов водорода с атомной массой ~1 а.е.м.) равна:

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

Найдем количество вещества водорода:

$\nu(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{28 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 14 \text{ моль}$

Рассчитаем объем, который занимают 14 моль водорода при н. у.:

$V(H_2) = \nu(H_2) \cdot V_m = 14 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 313,6 \text{ л}$

Сравнивая полученные объемы $V(N_2) = 22,4 \text{ л}$ и $V(H_2) = 313,6 \text{ л}$, мы видим, что они не одинаковы.

Ответ: 28 г азота и 28 г водорода при нормальных условиях будут занимать разные объемы. Объем азота составит 22,4 л, а объем водорода — 313,6 л.