Номер B, страница 157 - гдз по химии 9 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Определите относительную плотность азота по кислороду, хлору и водороду.

2. Вычислите массовую долю азота в этих соединениях:

$Ca(NO_3)_2$, $NaNO_3$, $KNO_3$, $NO_2$, $NH_3$.

1. Определите относительную плотность азота по кислороду, хлору и водороду.

Дано:

Газ 1: азот ($N₂$)

Газы для сравнения: кислород ($O₂$), хлор ($Cl₂$), водород ($H₂$)

Найти:

Относительную плотность азота по кислороду $D_{O₂}(N₂)$ — ?

Относительную плотность азота по хлору $D_{Cl₂}(N₂)$ — ?

Относительную плотность азота по водороду $D_{H₂}(N₂)$ — ?

Решение:

Относительная плотность одного газа по другому ($D$) — это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз молярная масса первого газа больше или меньше молярной массы второго. Она вычисляется как отношение их молярных масс ($M$).

Формула для расчета: $D_{газ2}(газ1) = \frac{M(газ1)}{M(газ2)}$

Сначала определим молярные массы необходимых газов, используя округленные значения относительных атомных масс из Периодической системы: $Ar(N) = 14$, $Ar(O) = 16$, $Ar(Cl) = 35.5$, $Ar(H) = 1$.

Молярная масса азота ($N₂$): $M(N₂) = 2 \cdot Ar(N) = 2 \cdot 14 = 28$ г/моль.

Молярная масса кислорода ($O₂$): $M(O₂) = 2 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль.

Молярная масса хлора ($Cl₂$): $M(Cl₂) = 2 \cdot Ar(Cl) = 2 \cdot 35.5 = 71$ г/моль.

Молярная масса водорода ($H₂$): $M(H₂) = 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль.

Теперь рассчитаем относительные плотности азота:

а) Относительная плотность азота по кислороду:

$D_{O₂}(N₂) = \frac{M(N₂)}{M(O₂)} = \frac{28}{32} = 0.875$

б) Относительная плотность азота по хлору:

$D_{Cl₂}(N₂) = \frac{M(N₂)}{M(Cl₂)} = \frac{28}{71} \approx 0.394$

в) Относительная плотность азота по водороду:

$D_{H₂}(N₂) = \frac{M(N₂)}{M(H₂)} = \frac{28}{2} = 14$

Ответ: относительная плотность азота по кислороду равна 0.875; по хлору – приблизительно 0.394; по водороду – 14.

2. Вычислите массовую долю азота в этих соединениях: Ca(NO₃)₂, NaNO₃, KNO₂, NO₂, NH₃.

Дано:

Химические соединения: $Ca(NO₃)₂, NaNO₃, KNO₂, NO₂, NH₃$.

Найти:

$ω(N)$ в $Ca(NO₃)₂$ — ?

$ω(N)$ в $NaNO₃$ — ?

$ω(N)$ в $KNO₂$ — ?

$ω(N)$ в $NO₂$ — ?

$ω(N)$ в $NH₃$ — ?

Решение:

Массовая доля элемента в соединении ($ω$) вычисляется по формуле:

$ω(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(соединения)} \cdot 100\%$

где $n$ — число атомов элемента в формульной единице, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, $Mr(соединения)$ — относительная молекулярная (формульная) масса соединения.

Используем относительные атомные массы: $Ar(Ca)=40$, $Ar(N)=14$, $Ar(O)=16$, $Ar(Na)=23$, $Ar(K)=39$, $Ar(H)=1$.

Расчет для $Ca(NO₃)₂$ (нитрат кальция)

1. Вычисляем относительную формульную массу:

$Mr(Ca(NO₃)₂) = Ar(Ca) + 2 \cdot (Ar(N) + 3 \cdot Ar(O)) = 40 + 2 \cdot (14 + 3 \cdot 16) = 40 + 2 \cdot (14 + 48) = 40 + 124 = 164$.

2. В одной формульной единице содержатся 2 атома азота. Вычисляем массовую долю азота:

$ω(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr(Ca(NO₃)₂)} = \frac{2 \cdot 14}{164} = \frac{28}{164} \approx 0.1707$ или $17.07\%$.

Расчет для $NaNO₃$ (нитрат натрия)

1. Вычисляем относительную формульную массу:

$Mr(NaNO₃) = Ar(Na) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 23 + 14 + 48 = 85$.

2. В одной формульной единице содержится 1 атом азота. Вычисляем массовую долю азота:

$ω(N) = \frac{1 \cdot Ar(N)}{Mr(NaNO₃)} = \frac{14}{85} \approx 0.1647$ или $16.47\%$.

Расчет для $KNO₂$ (нитрит калия)

1. Вычисляем относительную формульную массу:

$Mr(KNO₂) = Ar(K) + Ar(N) + 2 \cdot Ar(O) = 39 + 14 + 2 \cdot 16 = 39 + 14 + 32 = 85$.

2. В одной формульной единице содержится 1 атом азота. Вычисляем массовую долю азота:

$ω(N) = \frac{1 \cdot Ar(N)}{Mr(KNO₂)} = \frac{14}{85} \approx 0.1647$ или $16.47\%$.

Расчет для $NO₂$ (диоксид азота)

1. Вычисляем относительную молекулярную массу:

$Mr(NO₂) = Ar(N) + 2 \cdot Ar(O) = 14 + 2 \cdot 16 = 14 + 32 = 46$.

2. В одной молекуле содержится 1 атом азота. Вычисляем массовую долю азота:

$ω(N) = \frac{1 \cdot Ar(N)}{Mr(NO₂)} = \frac{14}{46} \approx 0.3043$ или $30.43\%$.

Расчет для $NH₃$ (аммиак)

1. Вычисляем относительную молекулярную массу:

$Mr(NH₃) = Ar(N) + 3 \cdot Ar(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 17$.

2. В одной молекуле содержится 1 атом азота. Вычисляем массовую долю азота:

$ω(N) = \frac{1 \cdot Ar(N)}{Mr(NH₃)} = \frac{14}{17} \approx 0.8235$ или $82.35\%$.

Ответ: массовая доля азота составляет: в $Ca(NO₃)₂$ – $17.07\%$; в $NaNO₃$ – $16.47\%$; в $KNO₂$ – $16.47\%$; в $NO₂$ – $30.43\%$; в $NH₃$ – $82.35\%$.