Номер 4-13, страница 43 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-13. Вычислите плотность а) по кислороду, б) по азоту, в) по воздуху следующих газов:

1) аммиака $NH_3$; сернистого газа $SO_2$;

2) иодоводорода $HI$; оксида азота(I);

3) оксида азота(IV); фтороводорода $HF$.

Дано:

• Газы для анализа: 1) аммиак ($NH_3$), сернистый газ ($SO_2$); 2) иодоводород ($HI$), оксид азота(I) ($N_2O$); 3) оксид азота(IV) ($NO_2$), фтороводород ($HF$).
• Газы для сравнения (эталоны): а) кислород ($O_2$), б) азот ($N_2$), в) воздух.
• Относительные атомные массы (округленные): $Ar(H)=1$, $Ar(N)=14$, $Ar(O)=16$, $Ar(F)=19$, $Ar(S)=32$, $Ar(I)=127$.
• Средняя молярная масса воздуха: $M(\text{воздуха}) \approx 29 \text{ г/моль}$.

Найти:

Относительную плотность каждого из указанных газов по кислороду ($D_{O_2}$), по азоту ($D_{N_2}$) и по воздуху ($D_{\text{воздуха}}$).

Решение:

Относительная плотность одного газа по другому — это безразмерная величина, показывающая отношение их молярных масс. Рассчитывается по формуле:

$D_{газ2}(газ1) = \frac{M(газ1)}{M(газ2)}$

где $M$ — молярная масса.

Сначала вычислим молярные массы всех участвующих в задаче газов.

Молярные массы газов-эталонов:

• $M(O_2) = 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$
• $M(N_2) = 2 \cdot Ar(N) = 2 \cdot 14 = 28 \text{ г/моль}$
• $M(\text{воздуха}) \approx 29 \text{ г/моль}$

Молярные массы анализируемых газов:

• $M(NH_3) = Ar(N) + 3 \cdot Ar(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 \text{ г/моль}$
• $M(SO_2) = Ar(S) + 2 \cdot Ar(O) = 32 + 2 \cdot 16 = 64 \text{ г/моль}$
• $M(HI) = Ar(H) + Ar(I) = 1 + 127 = 128 \text{ г/моль}$
• $M(N_2O) = 2 \cdot Ar(N) + Ar(O) = 2 \cdot 14 + 16 = 44 \text{ г/моль}$
• $M(NO_2) = Ar(N) + 2 \cdot Ar(O) = 14 + 2 \cdot 16 = 46 \text{ г/моль}$
• $M(HF) = Ar(H) + Ar(F) = 1 + 19 = 20 \text{ г/моль}$

Теперь проведем вычисления для каждой группы газов.

1) аммиака NH₃; сернистого газа SO₂

Для аммиака ($NH_3$):

а) по кислороду: $D_{O_2}(NH_3) = \frac{M(NH_3)}{M(O_2)} = \frac{17}{32} \approx 0,531$

б) по азоту: $D_{N_2}(NH_3) = \frac{M(NH_3)}{M(N_2)} = \frac{17}{28} \approx 0,607$

в) по воздуху: $D_{\text{воздуха}}(NH_3) = \frac{M(NH_3)}{M(\text{воздуха})} = \frac{17}{29} \approx 0,586$

Для сернистого газа ($SO_2$):

а) по кислороду: $D_{O_2}(SO_2) = \frac{M(SO_2)}{M(O_2)} = \frac{64}{32} = 2$

б) по азоту: $D_{N_2}(SO_2) = \frac{M(SO_2)}{M(N_2)} = \frac{64}{28} \approx 2,286$

в) по воздуху: $D_{\text{воздуха}}(SO_2) = \frac{M(SO_2)}{M(\text{воздуха})} = \frac{64}{29} \approx 2,207$

Ответ:
Для аммиака ($NH_3$): $D_{O_2} \approx 0,531$; $D_{N_2} \approx 0,607$; $D_{\text{воздуха}} \approx 0,586$.
Для сернистого газа ($SO_2$): $D_{O_2} = 2$; $D_{N_2} \approx 2,286$; $D_{\text{воздуха}} \approx 2,207$.

2) иодоводорода HI; оксида азота(I)

Для иодоводорода ($HI$):

а) по кислороду: $D_{O_2}(HI) = \frac{M(HI)}{M(O_2)} = \frac{128}{32} = 4$

б) по азоту: $D_{N_2}(HI) = \frac{M(HI)}{M(N_2)} = \frac{128}{28} \approx 4,571$

в) по воздуху: $D_{\text{воздуха}}(HI) = \frac{M(HI)}{M(\text{воздуха})} = \frac{128}{29} \approx 4,414$

Для оксида азота(I) ($N_2O$):

а) по кислороду: $D_{O_2}(N_2O) = \frac{M(N_2O)}{M(O_2)} = \frac{44}{32} = 1,375$

б) по азоту: $D_{N_2}(N_2O) = \frac{M(N_2O)}{M(N_2)} = \frac{44}{28} \approx 1,571$

в) по воздуху: $D_{\text{воздуха}}(N_2O) = \frac{M(N_2O)}{M(\text{воздуха})} = \frac{44}{29} \approx 1,517$

Ответ:
Для иодоводорода ($HI$): $D_{O_2} = 4$; $D_{N_2} \approx 4,571$; $D_{\text{воздуха}} \approx 4,414$.
Для оксида азота(I) ($N_2O$): $D_{O_2} = 1,375$; $D_{N_2} \approx 1,571$; $D_{\text{воздуха}} \approx 1,517$.

3) оксида азота(IV); фтороводорода HF

Для оксида азота(IV) ($NO_2$):

а) по кислороду: $D_{O_2}(NO_2) = \frac{M(NO_2)}{M(O_2)} = \frac{46}{32} = 1,4375$

б) по азоту: $D_{N_2}(NO_2) = \frac{M(NO_2)}{M(N_2)} = \frac{46}{28} \approx 1,643$

в) по воздуху: $D_{\text{воздуха}}(NO_2) = \frac{M(NO_2)}{M(\text{воздуха})} = \frac{46}{29} \approx 1,586$

Для фтороводорода ($HF$):

а) по кислороду: $D_{O_2}(HF) = \frac{M(HF)}{M(O_2)} = \frac{20}{32} = 0,625$

б) по азоту: $D_{N_2}(HF) = \frac{M(HF)}{M(N_2)} = \frac{20}{28} \approx 0,714$

в) по воздуху: $D_{\text{воздуха}}(HF) = \frac{M(HF)}{M(\text{воздуха})} = \frac{20}{29} \approx 0,690$

Ответ:
Для оксида азота(IV) ($NO_2$): $D_{O_2} = 1,4375$; $D_{N_2} \approx 1,643$; $D_{\text{воздуха}} \approx 1,586$.
Для фтороводорода ($HF$): $D_{O_2} = 0,625$; $D_{N_2} \approx 0,714$; $D_{\text{воздуха}} \approx 0,690$.