Номер 4-27, страница 46 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-27. Найдите плотность по водороду смеси газов, в которой объемная доля кислорода составляет 20%, водорода – 40%, остальное – сероводород $H_2S$.

Дано:

Объемная доля кислорода $\phi(O_2) = 20\% = 0.2$

Объемная доля водорода $\phi(H_2) = 40\% = 0.4$

Газовая смесь состоит из $O_2$, $H_2$ и $H_2S$.

Найти:

Плотность смеси по водороду - $D_{H_2}(\text{смеси})$

Решение:

1. Найдем объемную долю сероводорода ($H_2S$) в смеси. Сумма объемных долей всех компонентов смеси равна 100%.

$\phi(H_2S) = 100\% - \phi(O_2) - \phi(H_2) = 100\% - 20\% - 40\% = 40\%$

В долях от единицы это составляет $\phi(H_2S) = 0.4$.

2. Относительная плотность газовой смеси по водороду ($D_{H_2}$) определяется как отношение средней молярной массы смеси ($M_{ср}$) к молярной массе водорода ($M(H_2)$).

$D_{H_2}(\text{смеси}) = \frac{M_{ср}(\text{смеси})}{M(H_2)}$

3. Средняя молярная масса газовой смеси рассчитывается по формуле, где объемные доли ($\phi$) умножаются на молярные массы ($M$) соответствующих компонентов:

$M_{ср}(\text{смеси}) = \phi(O_2) \cdot M(O_2) + \phi(H_2) \cdot M(H_2) + \phi(H_2S) \cdot M(H_2S)$

4. Вычислим молярные массы газов, входящих в состав смеси, используя значения относительных атомных масс: $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$, $Ar(S)=32$.

$M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль

$M(H_2) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль

$M(H_2S) = 2 \cdot 1 + 32 = 34$ г/моль

5. Подставим найденные значения в формулу для расчета средней молярной массы смеси:

$M_{ср}(\text{смеси}) = (0.2 \cdot 32) + (0.4 \cdot 2) + (0.4 \cdot 34)$

$M_{ср}(\text{смеси}) = 6.4 + 0.8 + 13.6 = 20.8$ г/моль

6. Теперь можно рассчитать плотность смеси по водороду:

$D_{H_2}(\text{смеси}) = \frac{20.8 \text{ г/моль}}{2 \text{ г/моль}} = 10.4$

Ответ: 10,4.