Номер 329, страница 82 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

329. В каких агрегатных состояниях при температуре 25 °С находятся ацетилен, пропин, бутин-1 и пентин-1? Рассчитайте плотность ацетилена и пропина при н. у. Можно ли аналогичным образом рассчитать плотность пентина-1 при н. у.?

В каких агрегатных состояниях при температуре 25 °C находятся ацетилен, пропин, бутин-1 и пентин-1?

Для определения агрегатного состояния вещества необходимо сравнить заданную температуру (25 °C) с его температурой кипения ($t_{кип}$) и температурой плавления ($t_{пл}$).

Ацетилен (этин, $C_2H_2$): температура кипения (сублимации) составляет -84 °C. Так как $25 \text{ °C} > -84 \text{ °C}$, ацетилен при данной температуре является газом.

Пропин ($C_3H_4$): температура кипения составляет -23,2 °C. Так как $25 \text{ °C} > -23,2 \text{ °C}$, пропин является газом.

Бутин-1 ($C_4H_6$): температура кипения составляет 8,1 °C. Так как $25 \text{ °C} > 8,1 \text{ °C}$, бутин-1 является газом.

Пентин-1 ($C_5H_8$): температура плавления $t_{пл} = -106$ °C, а температура кипения $t_{кип} \approx 40$ °C. Так как $-106 \text{ °C} < 25 \text{ °C} < 40 \text{ °C}$, пентин-1 является жидкостью.

Ответ: При температуре 25 °C ацетилен, пропин и бутин-1 находятся в газообразном состоянии, а пентин-1 — в жидком.

Рассчитайте плотность ацетилена и пропина при н. у.

Плотность газа при нормальных условиях (н. у.) можно рассчитать, зная его молярную массу и молярный объем газов при н. у.

Дано:
Вещества: ацетилен ($C_2H_2$), пропин ($C_3H_4$)
Условия: нормальные (н. у.), т.е. $t = 0$ °C, $P = 1$ атм
Молярный объем газа при н. у.: $V_m = 22,4$ л/моль

Температура в СИ: $T = 0 + 273,15 = 273,15$ К
Давление в СИ: $P = 1 \text{ атм} \approx 101325$ Па
Молярный объем в СИ: $V_m = 22,4 \text{ л/моль} = 0,0224 \text{ м}^3\text{/моль}$

Найти:
$\rho(C_2H_2)$
$\rho(C_3H_4)$

Решение:

Плотность газа ($\rho$) вычисляется по формуле:

$\rho = \frac{M}{V_m}$

где $M$ — молярная масса газа, а $V_m$ — молярный объем.

1. Расчет для ацетилена ($C_2H_2$):

Находим молярную массу ацетилена, используя относительные атомные массы Ar(C) ≈ 12, Ar(H) ≈ 1:

$M(C_2H_2) = 2 \cdot Ar(C) + 2 \cdot Ar(H) = 2 \cdot 12 + 2 \cdot 1 = 26$ г/моль.

Рассчитываем плотность:

$\rho(C_2H_2) = \frac{26 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 1,16$ г/л.

2. Расчет для пропина ($C_3H_4$):

Находим молярную массу пропина:

$M(C_3H_4) = 3 \cdot Ar(C) + 4 \cdot Ar(H) = 3 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 40$ г/моль.

Рассчитываем плотность:

$\rho(C_3H_4) = \frac{40 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 1,79$ г/л.

Ответ: Плотность ацетилена при н. у. составляет примерно 1,16 г/л, плотность пропина — 1,79 г/л.

Можно ли аналогичным образом рассчитать плотность пентина-1 при н. у.?

Расчет плотности вещества через молярный объем газов ($V_m = 22,4$ л/моль) применим только в том случае, если вещество при нормальных условиях (0 °C и 1 атм) является газом. Ацетилен и пропин при н. у. — газы, так как их температуры кипения ($t_{кип}(C_2H_2) = -84$ °C, $t_{кип}(C_3H_4) = -23,2$ °C) ниже 0 °C.

Для пентина-1 ($C_5H_8$) температура кипения составляет около 40 °C. Так как $0 \text{ °C} < 40 \text{ °C}$, при нормальных условиях пентин-1 находится в жидком агрегатном состоянии.

Поскольку пентин-1 при н. у. является жидкостью, его молярный объем значительно меньше 22,4 л/моль, и применять для него формулу расчета плотности газов нельзя.

Ответ: Нет, рассчитать плотность пентина-1 при н. у. аналогичным образом нельзя, так как при этих условиях он является жидкостью, а не газом.