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

4-4. Известно, что 7,5 моль неизвестного газа занимают объем 168 л при нормальных условиях. Можно ли определить, какой это газ? Ответ обоснуйте.

Дано:

Количество вещества газа, $\nu = 7,5$ моль

Объем газа, $V = 168$ л

Условия — нормальные (н.у.)

Найти:

Можно ли определить, какой это газ?

Решение:

Согласно закону Авогадро, 1 моль любого идеального газа при нормальных условиях (температура 0 °C или 273,15 K и давление 1 атм или 101,325 кПа) занимает один и тот же объем, называемый молярным объемом ($V_m$).

Молярный объем газа при нормальных условиях является константой и равен:

$V_m = 22,4$ л/моль

Связь между объемом газа ($V$), количеством вещества ($\nu$) и молярным объемом ($V_m$) выражается формулой:

$V = \nu \cdot V_m$

Мы можем проверить, соответствуют ли данные из условия задачи этому закону, рассчитав молярный объем для неизвестного газа:

$V_m = \frac{V}{\nu}$

Подставим известные значения:

$V_m = \frac{168 \text{ л}}{7,5 \text{ моль}} = 22,4$ л/моль

Расчет показывает, что молярный объем данного газа при н.у. составляет 22,4 л/моль. Это значение является универсальным для всех газов, ведущих себя как идеальные при нормальных условиях.

Для того чтобы определить, какой это газ, необходимо знать его уникальную характеристику, например, молярную массу ($M$). Молярная масса — это масса одного моля вещества. Чтобы ее рассчитать, нужно знать массу газа ($m$), которая в условии не дана.

Поскольку молярный объем при нормальных условиях одинаков для всех газов (например, для водорода H₂, кислорода O₂, углекислого газа CO₂, метана CH₄ и т.д.), предоставленной информации (объем и количество вещества) недостаточно для определения химической природы газа.

Ответ:

Нет, определить, какой это газ, невозможно. Согласно закону Авогадро, молярный объем любого газа при нормальных условиях составляет 22,4 л/моль. Данные в задаче лишь подтверждают этот факт, но не предоставляют никакой информации (например, молярной массы), которая позволила бы идентифицировать газ.