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

1. Какая масса азота содержится в 100 л воздуха?

Ответ: 97,5 г.

2. Сколько граммов азота содержится в 10 л воды, если в 1 л воды растворяется $6,8 \cdot 10^{-1}$ моль азота.

Ответ: 0,19 г.

1. Какая масса азота содержится в 100 л воздуха?

Дано:

$V_{воздуха} = 100 \text{ л}$

Перевод в СИ:

$V_{воздуха} = 100 \text{ л} = 100 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.1 \text{ м}^3$

Найти:

$m(N_2)$ — ?

Решение:

Воздух представляет собой смесь газов, в которой объемная доля азота ($N_2$) составляет примерно 78%. Примем это значение для расчетов: $\phi(N_2) = 0.78$.

1. Найдем объем, который занимает азот в 100 л воздуха:

$V(N_2) = V_{воздуха} \cdot \phi(N_2)$

$V(N_2) = 100 \text{ л} \cdot 0.78 = 78 \text{ л}$

2. Зная объем азота, найдем его количество вещества (число моль). Для этого используем молярный объем газа при нормальных условиях ($V_m = 22.4 \text{ л/моль}$):

$n(N_2) = \frac{V(N_2)}{V_m}$

$n(N_2) = \frac{78 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 3.482 \text{ моль}$

3. Теперь рассчитаем массу азота, зная его количество вещества и молярную массу. Молярная масса азота $N_2$ равна $M(N_2) = 2 \cdot 14 \text{ г/моль} = 28 \text{ г/моль}$.

$m(N_2) = n(N_2) \cdot M(N_2)$

$m(N_2) = 3.482 \text{ моль} \cdot 28 \text{ г/моль} \approx 97.496 \text{ г}$

Округлив, получаем 97,5 г.

Ответ: 97,5 г.

2. Сколько граммов азота содержится в 10 л воды, если в 1 л воды растворяется 6,8 · 10⁻⁴ моль азота.

Дано:

$V_{воды} = 10 \text{ л}$

Растворимость $N_2$ в 1 л воды: $n_1(N_2) = 6.8 \cdot 10^{-4} \text{ моль}$

Перевод в СИ:

$V_{воды} = 10 \text{ л} = 10 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.01 \text{ м}^3$

Найти:

$m(N_2)$ — ?

Решение:

1. Сначала найдем общее количество вещества азота, которое может раствориться в 10 л воды. Так как в 1 л воды растворяется $6.8 \cdot 10^{-4} \text{ моль}$ азота, то в 10 л растворится в 10 раз больше:

$n_{общ}(N_2) = n_1(N_2) \cdot V_{воды}$

$n_{общ}(N_2) = (6.8 \cdot 10^{-4} \text{ моль/л}) \cdot 10 \text{ л} = 6.8 \cdot 10^{-3} \text{ моль}$

2. Теперь, зная количество вещества азота, можем найти его массу. Молярная масса азота $N_2$ составляет $M(N_2) = 2 \cdot 14 \text{ г/моль} = 28 \text{ г/моль}$.

$m(N_2) = n_{общ}(N_2) \cdot M(N_2)$

$m(N_2) = (6.8 \cdot 10^{-3} \text{ моль}) \cdot 28 \text{ г/моль} = 0.1904 \text{ г}$

Округлив до сотых, получаем 0,19 г.

Ответ: 0,19 г.