Номер 4-2, страница 42 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-2. Какой объем при нормальных условиях будут иметь газы:

а) 2 кмоль гелия,

б) 4 ммоль аргона,

в) 8 ммоль неона?

Дано:

Количество вещества гелия, $n_{He} = 2 \text{ кмоль} = 2 \cdot 10^3 \text{ моль}$
Количество вещества аргона, $n_{Ar} = 4 \text{ ммоль} = 4 \cdot 10^{-3} \text{ моль}$
Количество вещества неона, $n_{Ne} = 8 \text{ ммоль} = 8 \cdot 10^{-3} \text{ моль}$
Условия нормальные (н.у.), что означает, что молярный объем любого идеального газа $V_m = 22,4 \text{ л/моль} = 22,4 \cdot 10^{-3} \text{ м³/моль}$.

Найти:

Объем гелия $V_{He}$ - ?
Объем аргона $V_{Ar}$ - ?
Объем неона $V_{Ne}$ - ?

Решение:

Согласно следствию из закона Авогадро, объем газа при нормальных условиях не зависит от его химической природы и может быть найден по формуле: $V = n \cdot V_m$, где $V$ - объем газа, $n$ - количество вещества (в молях), а $V_m$ - молярный объем газа при нормальных условиях.

а) 2 кмоль гелия

Переведем количество вещества гелия в моли: $n_{He} = 2 \text{ кмоль} = 2000 \text{ моль}$. Теперь рассчитаем объем: $V_{He} = n_{He} \cdot V_m = 2000 \text{ моль} \cdot 22,4 \cdot 10^{-3} \frac{\text{м³}}{\text{моль}} = 44,8 \text{ м³}$.
В качестве альтернативного расчета можно использовать молярный объем, выраженный в $м³/кмоль$, который равен $22,4 \text{ м³/кмоль}$. $V_{He} = 2 \text{ кмоль} \cdot 22,4 \frac{\text{м³}}{\text{кмоль}} = 44,8 \text{ м³}$.

Ответ: объем 2 кмоль гелия при нормальных условиях составляет 44,8 м³.

б) 4 ммоль аргона

Переведем количество вещества аргона в моли: $n_{Ar} = 4 \text{ ммоль} = 0,004 \text{ моль}$. Рассчитаем объем, используя $V_m$ в л/моль для удобства: $V_{Ar} = n_{Ar} \cdot V_m = 0,004 \text{ моль} \cdot 22,4 \frac{\text{л}}{\text{моль}} = 0,0896 \text{ л}$. Переведем в кубические метры, зная что $1 \text{ л} = 10^{-3} \text{ м³}$: $V_{Ar} = 0,0896 \text{ л} = 0,0896 \cdot 10^{-3} \text{ м³} = 89,6 \cdot 10^{-6} \text{ м³}$.

Ответ: объем 4 ммоль аргона при нормальных условиях составляет 0,0896 л (или $89,6 \cdot 10^{-6} \text{ м³}$).

в) 8 ммоль неона

Переведем количество вещества неона в моли: $n_{Ne} = 8 \text{ ммоль} = 0,008 \text{ моль}$. Рассчитаем объем в литрах: $V_{Ne} = n_{Ne} \cdot V_m = 0,008 \text{ моль} \cdot 22,4 \frac{\text{л}}{\text{моль}} = 0,1792 \text{ л}$. Переведем в кубические метры: $V_{Ne} = 0,1792 \text{ л} = 0,1792 \cdot 10^{-3} \text{ м³} = 179,2 \cdot 10^{-6} \text{ м³}$.

Ответ: объем 8 ммоль неона при нормальных условиях составляет 0,1792 л (или $179,2 \cdot 10^{-6} \text{ м³}$).