Номер 2.9, страница 14, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

2.9. Рассчитайте, одинаковые ли объемы будут занимать 4 г водорода и 64 г кислорода (н. у.).

Дано:

Масса водорода $m(H_2) = 4$ г
Масса кислорода $m(O_2) = 64$ г
Условия: нормальные (н. у.)

$m(H_2) = 4 \text{ г} = 0.004 \text{ кг}$
$m(O_2) = 64 \text{ г} = 0.064 \text{ кг}$

Найти:

Сравнить объемы $V(H_2)$ и $V(O_2)$.

Решение:

Для решения задачи воспользуемся следствием из закона Авогадро: 1 моль любого газа при нормальных условиях (н. у.) занимает объем, равный молярному объему $V_m = 22.4$ л/моль. Таким образом, чтобы сравнить объемы газов, необходимо сначала рассчитать их количество вещества (число молей). Если количество вещества окажется одинаковым, то и объемы будут равны.

Количество вещества $n$ рассчитывается по формуле:
$n = \frac{m}{M}$
где $m$ – масса вещества, а $M$ – его молярная масса.

1. Найдем количество вещества водорода ($H_2$).
Молекула водорода состоит из двух атомов. Молярная масса атомарного водорода составляет примерно 1 г/моль.
Молярная масса молекулярного водорода: $M(H_2) = 2 \times 1 \text{ г/моль} = 2$ г/моль.
Рассчитаем количество вещества водорода:
$n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{4 \text{ г}}{2 \text{ г/моль}} = 2$ моль.

2. Найдем количество вещества кислорода ($O_2$).
Молекула кислорода состоит из двух атомов. Молярная масса атомарного кислорода составляет примерно 16 г/моль.
Молярная масса молекулярного кислорода: $M(O_2) = 2 \times 16 \text{ г/моль} = 32$ г/моль.
Рассчитаем количество вещества кислорода:
$n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{64 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 2$ моль.

Поскольку количество вещества водорода и кислорода одинаково ($n(H_2) = n(O_2) = 2$ моль), то согласно закону Авогадро, при одинаковых условиях (н. у.) они будут занимать одинаковые объемы.

Для проверки можно рассчитать эти объемы, используя формулу $V = n \times V_m$:
$V(H_2) = n(H_2) \times V_m = 2 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 44.8$ л.
$V(O_2) = n(O_2) \times V_m = 2 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 44.8$ л.

Как показывают расчеты, $V(H_2) = V(O_2)$.

Ответ: Да, 4 г водорода и 64 г кислорода при нормальных условиях будут занимать одинаковые объемы. Каждый из них займет объем 44.8 л.