Номер 4-6, страница 42 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-6. Рассчитайте, какой объем при нормальных условиях займут порции газов:

а) 48 г кислорода;

б) 3,4 г сероводорода $H_2S$;

в) 42 г диборана $B_2H_6$;

г) 14,5 кг бутана $C_4H_{10}$;

д) 340 мг аммиака $NH_3$;

е) 0,32 мг силана $SiH_4$;

ж) 262 мг ксенона $Xe$;

з) а г бромоводорода $HBr$.

Для решения задачи используется закон Авогадро, согласно которому 1 моль любого газа при нормальных условиях (н.у.: температура 0 °C и давление 1 атм) занимает объем 22,4 л. Этот объем называется молярным объемом ($V_m$).

Объем газа ($V$) можно рассчитать по формуле: $V = n \cdot V_m$, где $n$ — количество вещества (моль). Количество вещества вычисляется по формуле: $n = \frac{m}{M}$, где $m$ — масса вещества, а $M$ — его молярная масса.

Итоговая формула для расчета: $V = \frac{m}{M} \cdot V_m$.

а) 48 г кислорода;

Дано:

Найти:

Решение:

1. Молярная масса кислорода ($O_2$), учитывая атомную массу кислорода $Ar(O) \approx 16 \text{ г/моль}$:
$M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32 \text{ г/моль}$

2. Количество вещества кислорода:
$n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{48 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 1,5 \text{ моль}$

3. Объем кислорода при н.у.:
$V(O_2) = n(O_2) \cdot V_m = 1,5 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 33,6 \text{ л}$

Ответ: 33,6 л.

б) 3,4 г сероводорода H₂S;

Дано:

Найти:

Решение:

1. Молярная масса сероводорода ($H_2S$), используя атомные массы $Ar(H) \approx 1 \text{ г/моль}$ и $Ar(S) \approx 32 \text{ г/моль}$:
$M(H_2S) = 2 \cdot 1 + 32 = 34 \text{ г/моль}$

2. Количество вещества сероводорода:
$n(H_2S) = \frac{m(H_2S)}{M(H_2S)} = \frac{3,4 \text{ г}}{34 \text{ г/моль}} = 0,1 \text{ моль}$

3. Объем сероводорода при н.у.:
$V(H_2S) = n(H_2S) \cdot V_m = 0,1 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 2,24 \text{ л}$

Ответ: 2,24 л.

в) 42 г диборана B₂H₆;

Дано:

Найти:

Решение:

1. Молярная масса диборана ($B_2H_6$), используя округленные атомные массы $Ar(B) \approx 11 \text{ г/моль}$ и $Ar(H) \approx 1 \text{ г/моль}$:
$M(B_2H_6) = 2 \cdot 11 + 6 \cdot 1 = 28 \text{ г/моль}$

2. Количество вещества диборана:
$n(B_2H_6) = \frac{m(B_2H_6)}{M(B_2H_6)} = \frac{42 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = 1,5 \text{ моль}$

3. Объем диборана при н.у.:
$V(B_2H_6) = n(B_2H_6) \cdot V_m = 1,5 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 33,6 \text{ л}$

Ответ: 33,6 л.

г) 14,5 кг бутана C₄H₁₀;

Дано:

Найти:

Решение:

1. Молярная масса бутана ($C_4H_{10}$), используя атомные массы $Ar(C) \approx 12 \text{ г/моль}$ и $Ar(H) \approx 1 \text{ г/моль}$:
$M(C_4H_{10}) = 4 \cdot 12 + 10 \cdot 1 = 58 \text{ г/моль}$

2. Количество вещества бутана:
$n(C_4H_{10}) = \frac{m(C_4H_{10})}{M(C_4H_{10})} = \frac{14500 \text{ г}}{58 \text{ г/моль}} = 250 \text{ моль}$

3. Объем бутана при н.у.:
$V(C_4H_{10}) = n(C_4H_{10}) \cdot V_m = 250 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 5600 \text{ л}$

Ответ: 5600 л (или 5,6 м³).

д) 340 мг аммиака NH₃;

Дано:

Найти:

Решение:

1. Молярная масса аммиака ($NH_3$), используя атомные массы $Ar(N) \approx 14 \text{ г/моль}$ и $Ar(H) \approx 1 \text{ г/моль}$:
$M(NH_3) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 \text{ г/моль}$

2. Количество вещества аммиака:
$n(NH_3) = \frac{m(NH_3)}{M(NH_3)} = \frac{0,34 \text{ г}}{17 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$

3. Объем аммиака при н.у.:
$V(NH_3) = n(NH_3) \cdot V_m = 0,02 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,448 \text{ л}$

Ответ: 0,448 л (или 448 мл).

е) 0,32 мг силана SiH₄;

Дано:

Найти:

Решение:

1. Молярная масса силана ($SiH_4$), используя атомные массы $Ar(Si) \approx 28 \text{ г/моль}$ и $Ar(H) \approx 1 \text{ г/моль}$:
$M(SiH_4) = 28 + 4 \cdot 1 = 32 \text{ г/моль}$

2. Количество вещества силана:
$n(SiH_4) = \frac{m(SiH_4)}{M(SiH_4)} = \frac{0,00032 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,00001 \text{ моль}~(10^{-5} \text{ моль})$

3. Объем силана при н.у.:
$V(SiH_4) = n(SiH_4) \cdot V_m = 10^{-5} \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,000224 \text{ л}$

Ответ: 0,000224 л (или 0,224 мл).

ж) 262 мг ксенона Xe;

Дано:

Найти:

Решение:

1. Молярная масса ксенона ($Xe$), используя атомную массу $Ar(Xe) \approx 131 \text{ г/моль}$:
$M(Xe) = 131 \text{ г/моль}$

2. Количество вещества ксенона:
$n(Xe) = \frac{m(Xe)}{M(Xe)} = \frac{0,262 \text{ г}}{131 \text{ г/моль}} = 0,002 \text{ моль}$

3. Объем ксенона при н.у.:
$V(Xe) = n(Xe) \cdot V_m = 0,002 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,0448 \text{ л}$

Ответ: 0,0448 л (или 44,8 мл).

з) a г бромоводорода HBr.

Дано:

Найти:

Решение:

1. Молярная масса бромоводорода ($HBr$), используя атомные массы $Ar(H) \approx 1 \text{ г/моль}$ и $Ar(Br) \approx 80 \text{ г/моль}$:
$M(HBr) = 1 + 80 = 81 \text{ г/моль}$

2. Количество вещества бромоводорода:
$n(HBr) = \frac{m(HBr)}{M(HBr)} = \frac{a \text{ г}}{81 \text{ г/моль}} = \frac{a}{81} \text{ моль}$

3. Объем бромоводорода при н.у.:
$V(HBr) = n(HBr) \cdot V_m = \frac{a}{81} \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = \frac{22,4a}{81} \text{ л}$

Вычисляя коэффициент, получаем: $\frac{22,4}{81} \approx 0,277$.
$V(HBr) \approx 0,277a \text{ л}$

Ответ: $\frac{22,4a}{81}$ л, или приблизительно $0,277a$ л.