Номер 4, страница 71 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

4. В трех колбах изображены модели молекул гелия, водорода и углекислого газа. Заполните таблицу в тетради по данным, представленным в ней:

$\text{He}$

$\text{H}_2$

$\text{CO}_2$

Название

Формула

N (число частиц)

$12,04 \cdot 10^{23}$

Число моль

1 моль

Объем (н.у.)

44,8 л

Масса

Для решения задачи и заполнения таблицы необходимо выполнить расчеты для каждого из трех газов, используя основные понятия и формулы молярной химии.

Основные формулы и константы, которые будут использоваться:

• Связь количества вещества ($\nu$), массы ($\text{m}$) и молярной массы ($\text{M}$): $m = \nu \cdot M$
• Связь количества вещества ($\nu$), объема газа при нормальных условиях ($\text{V}$) и молярного объема ($V_m$): $V = \nu \cdot V_m$, где $V_m = 22,4$ л/моль.
• Связь количества вещества ($\nu$), числа частиц ($\text{N}$) и постоянной Авогадро ($N_A$): $N = \nu \cdot N_A$, где $N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23}$ моль⁻¹.

Расчеты для каждого вещества представлены ниже.

Гелий (He)

Дано:

Вещество: Гелий (He)

Количество вещества $\nu = 1$ моль

Найти:

Название - ?

Формула - ?

N (число частиц) - ?

Объем (н.у.) $\text{V}$ - ?

Масса $\text{m}$ - ?

Решение:

Название: По условию задачи, первый газ - гелий.

Ответ: Гелий

Формула: Химическая формула гелия.

Ответ: He

N (число частиц): Для нахождения числа атомов гелия воспользуемся формулой $N = \nu \cdot N_A$.

$N(He) = 1 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 6,02 \cdot 10^{23}$

Ответ: $6,02 \cdot 10^{23}$

Число моль: Дано по условию.

Ответ: 1 моль

Объем (н.у.): Объем газа при нормальных условиях находим по формуле $V = \nu \cdot V_m$.

$V(He) = 1 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 22,4$ л

Ответ: 22,4 л

Масса: Массу находим по формуле $m = \nu \cdot M$. Молярная масса гелия $M(He) = 4$ г/моль.

$m(He) = 1 \text{ моль} \cdot 4 \text{ г/моль} = 4$ г

Ответ: 4 г

Водород (H₂)

Дано:

Вещество: Водород (H₂)

Объем (н.у.) $V = 44,8$ л

Найти:

Название - ?

Формула - ?

N (число частиц) - ?

Число моль $\nu$ - ?

Масса $\text{m}$ - ?

Решение:

Название: По условию задачи, второй газ - водород.

Ответ: Водород

Формула: Химическая формула молекулярного водорода.

Ответ: H₂

Число моль: Сначала найдем количество вещества по формуле $\nu = \frac{V}{V_m}$.

$\nu(H_2) = \frac{44,8 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 2$ моль

Ответ: 2 моль

N (число частиц): Зная количество вещества, находим число молекул: $N = \nu \cdot N_A$.

$N(H_2) = 2 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 12,04 \cdot 10^{23}$

Ответ: $12,04 \cdot 10^{23}$

Объем (н.у.): Дано по условию.

Ответ: 44,8 л

Масса: Массу находим по формуле $m = \nu \cdot M$. Молярная масса водорода $M(H_2) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль.

$m(H_2) = 2 \text{ моль} \cdot 2 \text{ г/моль} = 4$ г

Ответ: 4 г

Углекислый газ (CO₂)

Дано:

Вещество: Углекислый газ (CO₂)

Число частиц $N = 12,04 \cdot 10^{23}$

Найти:

Название - ?

Формула - ?

Число моль $\nu$ - ?

Объем (н.у.) $\text{V}$ - ?

Масса $\text{m}$ - ?

Решение:

Название: По условию задачи, третий газ - углекислый газ.

Ответ: Углекислый газ

Формула: Химическая формула углекислого газа.

Ответ: CO₂

N (число частиц): Дано по условию.

Ответ: $12,04 \cdot 10^{23}$

Число моль: Сначала найдем количество вещества по формуле $\nu = \frac{N}{N_A}$.

$\nu(CO_2) = \frac{12,04 \cdot 10^{23}}{6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}} = 2$ моль

Ответ: 2 моль

Объем (н.у.): Зная количество вещества, находим объем: $V = \nu \cdot V_m$.

$V(CO_2) = 2 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 44,8$ л

Ответ: 44,8 л

Масса: Массу находим по формуле $m = \nu \cdot M$. Молярная масса углекислого газа $M(CO_2) = 12 + 2 \cdot 16 = 44$ г/моль.

$m(CO_2) = 2 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 88$ г

Ответ: 88 г