Номер 4-32, страница 46 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-32. Определите плотность по водороду смеси азота и оксида углерода(II).

Дано:

Смесь газов: азот ($N_2$) и оксид углерода(II) ($CO$).

Найти:

Плотность смеси по водороду ($D_{H_2}(смеси)$).

Решение:

Плотность одного газа (или газовой смеси) по другому газу называется относительной плотностью и обозначается буквой $D$. Эта величина показывает, во сколько раз молярная масса первого газа больше молярной массы второго газа. В данном случае необходимо определить плотность смеси по водороду ($H_2$).

Формула для расчета относительной плотности смеси по водороду:

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

где $M_{ср}(смеси)$ — это средняя молярная масса газовой смеси, а $M(H_2)$ — молярная масса водорода.

1. Вычислим молярные массы компонентов смеси и водорода, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы (округленные до целых чисел): $Ar(N) = 14$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$, $Ar(H) = 1$.

Молярная масса азота ($N_2$):

$M(N_2) = 2 \cdot Ar(N) = 2 \cdot 14 = 28$ г/моль.

Молярная масса оксида углерода(II) ($CO$):

$M(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28$ г/моль.

Молярная масса водорода ($H_2$):

$M(H_2) = 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль.

2. Определим среднюю молярную массу смеси ($M_{ср}(смеси)$).

Средняя молярная масса смеси вычисляется по формуле:

$M_{ср}(смеси) = \phi(N_2) \cdot M(N_2) + \phi(CO) \cdot M(CO)$

где $\phi$ — мольная (или объемная) доля газа в смеси.

В условии задачи не указано соотношение газов в смеси. Однако, поскольку молярные массы азота и оксида углерода(II) равны ($M(N_2) = M(CO) = 28$ г/моль), то средняя молярная масса такой смеси всегда будет равна 28 г/моль, независимо от соотношения компонентов.

Пусть мольная доля $N_2$ равна $x$, тогда мольная доля $CO$ равна $(1-x)$.

$M_{ср}(смеси) = x \cdot 28 + (1-x) \cdot 28 = 28x + 28 - 28x = 28$ г/моль.

Следовательно, $M_{ср}(смеси) = 28$ г/моль.

3. Рассчитаем плотность смеси по водороду.

$D_{H_2}(смеси) = \frac{M_{ср}(смеси)}{M(H_2)} = \frac{28 \text{ г/моль}}{2 \text{ г/моль}} = 14$

Ответ: 14.