Номер 4-9, страница 43 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

4-9. В сосуде вместимостью 224 л при нормальных условиях находится газ, масса которого составляет 40 г. Известно, что газ является простым веществом. Каким газом заполнен сосуд?

Дано:

Объем газа, $V = 224$ л

Масса газа, $m = 40$ г

Условия нормальные (н.у.)

Газ - простое вещество

Молярный объем газа при н.у., $V_m = 22.4$ л/моль

Найти:

Какой газ находится в сосуде?

Решение:

Для определения газа необходимо найти его молярную массу. Зная, что газ является простым веществом, по значению молярной массы мы сможем определить, что это за газ.

1. Найдем количество вещества (число молей) газа $n$. Согласно закону Авогадро, при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атм) молярный объем любого идеального газа $V_m$ составляет 22,4 л/моль. Количество вещества можно рассчитать по формуле:

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

Подставим в формулу данные из условия задачи:

$n = \frac{224 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 10 \text{ моль}$

2. Теперь, зная массу газа $m$ и его количество вещества $n$, вычислим его молярную массу $M$ по формуле:

$M = \frac{m}{n}$

Подставим известные и вычисленные значения:

$M = \frac{40 \text{ г}}{10 \text{ моль}} = 4 \text{ г/моль}$

3. Определим, какому простому веществу, находящемуся в газообразном состоянии при нормальных условиях, соответствует молярная масса 4 г/моль. Простые вещества-газы — это инертные газы (He, Ne, Ar и т.д.), а также двухатомные молекулы (H₂, N₂, O₂, F₂, Cl₂) и озон (O₃). Сравним полученную молярную массу с молярными массами некоторых из этих газов:

$M(\text{H}_2) \approx 2$ г/моль

$M(\text{He}) \approx 4$ г/моль

$M(\text{N}_2) \approx 28$ г/моль

$M(\text{O}_2) \approx 32$ г/моль

$M(\text{Ne}) \approx 20$ г/моль

Вычисленная молярная масса (4 г/моль) соответствует гелию (He). Гелий является простым веществом (состоит из атомов одного элемента) и при нормальных условиях является газом.

Ответ: сосуд заполнен гелием (He).