Номер 1, страница 152 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

1. Рассчитайте массу 1 л фтора и хлора при н. у. Найдите их плотность по водороду и воздуху.

Дано:

$V(F_2) = 1$ л

$V(Cl_2) = 1$ л

Условия: нормальные (н. у.)

$V_m = 22.4$ л/моль (молярный объем газа при н. у.)

$M_{воздуха} \approx 29$ г/моль (средняя молярная масса воздуха)

Найти:

$m(F_2)$ — ?

$m(Cl_2)$ — ?

$D_{H_2}(F_2)$ — ?

$D_{воздуха}(F_2)$ — ?

$D_{H_2}(Cl_2)$ — ?

$D_{воздуха}(Cl_2)$ — ?

Решение:

Рассчитайте массу 1 л фтора и хлора при н. у.

Массу газа можно найти через его количество вещества ($n$) и молярную массу ($M$) по формуле $m = n \cdot M$. Количество вещества газа при нормальных условиях, в свою очередь, можно рассчитать, зная его объем ($V$) и молярный объем ($V_m = 22.4$ л/моль): $n = V / V_m$. Объединив формулы, получаем: $m = (V / V_m) \cdot M$.

Сначала определим молярные массы фтора ($F_2$) и хлора ($Cl_2$), используя относительные атомные массы ($Ar$) из периодической таблицы:

$M(F_2) = 2 \cdot Ar(F) = 2 \cdot 19 = 38$ г/моль.

$M(Cl_2) = 2 \cdot Ar(Cl) = 2 \cdot 35.5 = 71$ г/моль.

Теперь рассчитаем массу 1 л каждого газа:

Для фтора:

$m(F_2) = (1 \text{ л} / 22.4 \text{ л/моль}) \cdot 38 \text{ г/моль} \approx 1.70$ г.

Для хлора:

$m(Cl_2) = (1 \text{ л} / 22.4 \text{ л/моль}) \cdot 71 \text{ г/моль} \approx 3.17$ г.

Ответ: масса 1 л фтора при н. у. составляет 1.70 г, масса 1 л хлора — 3.17 г.

Найдите их плотность по водороду и воздуху.

Относительная плотность одного газа по другому ($D$) — это безразмерная величина, равная отношению их молярных масс: $D_{газ2}(газ1) = M(газ1) / M(газ2)$. Нам понадобятся молярные массы водорода ($H_2$) и воздуха.

$M(H_2) = 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль.

Средняя молярная масса воздуха принимается равной $M_{воздуха} \approx 29$ г/моль.

Рассчитаем относительные плотности для фтора ($M(F_2) = 38$ г/моль):

Плотность по водороду: $D_{H_2}(F_2) = M(F_2) / M(H_2) = 38 / 2 = 19$.

Плотность по воздуху: $D_{воздуха}(F_2) = M(F_2) / M_{воздуха} = 38 / 29 \approx 1.31$.

Рассчитаем относительные плотности для хлора ($M(Cl_2) = 71$ г/моль):

Плотность по водороду: $D_{H_2}(Cl_2) = M(Cl_2) / M(H_2) = 71 / 2 = 35.5$.

Плотность по воздуху: $D_{воздуха}(Cl_2) = M(Cl_2) / M_{воздуха} = 71 / 29 \approx 2.45$.

Ответ: для фтора относительная плотность по водороду равна 19, по воздуху — 1.31; для хлора относительная плотность по водороду равна 35.5, по воздуху — 2.45.