Номер 1-78, страница 17 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

1-78. Определите, в какой порции вещества содержится больше молекул:

а) в 8 моль углекислого газа $CO_2$ или в 8 моль сернистого газа $SO_2$;

б) в 3 моль кислорода $O_2$ или в 2 моль озона $O_3$;

в) в 132 г углекислого газа $CO_2$ или в 80 г метана $CH_4$;

г) в $a$ г аммиака $NH_3$ или в $a$ г метана $CH_4$.

Для определения, в какой порции вещества содержится больше молекул, необходимо сравнить количество вещества (измеряемое в молях) в каждой порции. Число молекул $N$ прямо пропорционально количеству вещества $n$ через постоянную Авогадро $N_A$: $N = n \cdot N_A$. Следовательно, в порции, где больше количество вещества (моль), там и больше молекул.

а) в 8 моль углекислого газа CO₂ или в 8 моль сернистого газа SO₂

Согласно закону Авогадро, в равных количествах (моль) любых газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул. В данном случае количество вещества для обоих газов одинаково:

$n(\text{CO}_2) = 8 \text{ моль}$

$n(\text{SO}_2) = 8 \text{ моль}$

Поскольку $n(\text{CO}_2) = n(\text{SO}_2)$, число молекул в этих порциях будет одинаковым.

Ответ: в 8 моль углекислого газа CO₂ и в 8 моль сернистого газа SO₂ содержится одинаковое количество молекул.

б) в 3 моль кислорода O₂ или в 2 моль озона O₃

Сравниваем количество вещества кислорода и озона:

$n(\text{O}_2) = 3 \text{ моль}$

$n(\text{O}_3) = 2 \text{ моль}$

Поскольку $3 \text{ моль} > 2 \text{ моль}$, то $n(\text{O}_2) > n(\text{O}_3)$. Это означает, что в 3 моль кислорода содержится больше молекул, чем в 2 моль озона.

Ответ: в 3 моль кислорода O₂ содержится больше молекул.

в) в 132 г углекислого газа CO₂ или в 80 г метана CH₄

Для сравнения числа молекул в порциях, заданных массой, необходимо сначала рассчитать количество вещества $n$ по формуле $n = m/M$, где $m$ - масса, а $M$ - молярная масса.

Дано:

$m(\text{CO}_2) = 132 \text{ г}$

$m(\text{CH}_4) = 80 \text{ г}$

Перевод в систему СИ:

$m(\text{CO}_2) = 0.132 \text{ кг}$

$m(\text{CH}_4) = 0.080 \text{ кг}$

Найти:

Сравнить число молекул $N(\text{CO}_2)$ и $N(\text{CH}_4)$.

Решение:

1. Вычислим молярные массы (M) углекислого газа и метана, используя относительные атомные массы элементов: $Ar(\text{C})=12$, $Ar(\text{O})=16$, $Ar(\text{H})=1$.

Молярная масса CO₂: $M(\text{CO}_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44 \text{ г/моль}$.

Молярная масса CH₄: $M(\text{CH}_4) = 12 + 4 \cdot 1 = 16 \text{ г/моль}$.

2. Вычислим количество вещества (n) для каждого газа.

Для CO₂: $n(\text{CO}_2) = \frac{m(\text{CO}_2)}{M(\text{CO}_2)} = \frac{132 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 3 \text{ моль}$.

Для CH₄: $n(\text{CH}_4) = \frac{m(\text{CH}_4)}{M(\text{CH}_4)} = \frac{80 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} = 5 \text{ моль}$.

3. Сравним количество вещества.

Поскольку $5 \text{ моль} > 3 \text{ моль}$, то $n(\text{CH}_4) > n(\text{CO}_2)$. Следовательно, в 80 г метана содержится больше молекул.

Ответ: в 80 г метана CH₄ содержится больше молекул.

г) в а г аммиака NH₃ или в а г метана CH₄

При сравнении одинаковых по массе порций разных веществ, больше молекул будет в той порции, у которой молярная масса меньше.

Дано:

$m(\text{NH}_3) = a \text{ г}$

$m(\text{CH}_4) = a \text{ г}$

Перевод в систему СИ:

$m(\text{NH}_3) = a \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

$m(\text{CH}_4) = a \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

Найти:

Сравнить число молекул $N(\text{NH}_3)$ и $N(\text{CH}_4)$.

Решение:

1. Вычислим молярные массы (M) аммиака и метана: $Ar(\text{N})=14$, $Ar(\text{H})=1$, $Ar(\text{C})=12$.

Молярная масса NH₃: $M(\text{NH}_3) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 \text{ г/моль}$.

Молярная масса CH₄: $M(\text{CH}_4) = 12 + 4 \cdot 1 = 16 \text{ г/моль}$.

2. Выразим количество вещества (n) для каждого газа через массу $a$.

Для NH₃: $n(\text{NH}_3) = \frac{a}{M(\text{NH}_3)} = \frac{a}{17} \text{ моль}$.

Для CH₄: $n(\text{CH}_4) = \frac{a}{M(\text{CH}_4)} = \frac{a}{16} \text{ моль}$.

3. Сравним количество вещества.

Нужно сравнить дроби $\frac{a}{17}$ и $\frac{a}{16}$. Так как числители дробей одинаковы, больше та дробь, у которой знаменатель меньше. Поскольку $16 < 17$, то $\frac{a}{16} > \frac{a}{17}$.

Следовательно, $n(\text{CH}_4) > n(\text{NH}_3)$, и в порции метана содержится больше молекул.

Ответ: в а г метана CH₄ содержится больше молекул.