Номер 2, страница 121 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

2. Зная объёмный состав воздуха, найдите количество вещества каждого газа: азота и кислорода в 100 л воздуха при н. у.

Дано:

$V(\text{воздуха}) = 100$ л

Условия: н. у. (нормальные условия)

Объёмный состав воздуха (упрощенный):

$\phi(N_2) = 78\% = 0.78$

$\phi(O_2) = 21\% = 0.21$

Молярный объём газа при н. у.: $V_m = 22.4$ л/моль

Найти:

$n(N_2) - ?$

$n(O_2) - ?$

Решение:

1. Согласно закону Авогадро, для газов объемная доля компонента в смеси равна его мольной доле. Поэтому мы можем сначала найти объемы каждого газа, а затем рассчитать их количество вещества.

2. Найдем объем азота ($N_2$) в 100 л воздуха. Для этого умножим общий объем воздуха на объемную долю азота:

$V(N_2) = V(\text{воздуха}) \times \phi(N_2)$

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

3. Зная объем азота, найдем его количество вещества ($n$), используя молярный объем газа при нормальных условиях ($V_m$):

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

$n(N_2) = \frac{78 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 3.48 \text{ моль}$

4. Аналогично найдем объем кислорода ($O_2$) в 100 л воздуха:

$V(O_2) = V(\text{воздуха}) \times \phi(O_2)$

$V(O_2) = 100 \text{ л} \times 0.21 = 21 \text{ л}$

5. Теперь найдем количество вещества кислорода:

$n(O_2) = \frac{V(O_2)}{V_m}$

$n(O_2) = \frac{21 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 0.94 \text{ моль}$

Ответ: количество вещества азота в 100 л воздуха при н. у. составляет приблизительно $3.48$ моль, а количество вещества кислорода - приблизительно $0.94$ моль.