Номер 145, страница 30 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

145. При взаимодействии углерода массой 1,20 г с серой массой 6,40 г образовалось новое вещество. Чему равна плотность паров этого вещества при н. у.?

Дано:

Масса углерода, $m(C) = 1,20 \text{ г}$

Масса серы, $m(S) = 6,40 \text{ г}$

$m(C) = 1,20 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

$m(S) = 6,40 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

Найти:

Плотность паров вещества при н. у. - $\rho(\text{вещества})$

Решение:

1. Для определения формулы образовавшегося вещества найдем количество вещества (моль) для каждого реагента. Для расчетов будем использовать массы в граммах и молярные массы из Периодической таблицы Д. И. Менделеева, округленные до целых чисел:

$M(C) = 12 \text{ г/моль}$

$M(S) = 32 \text{ г/моль}$

Рассчитаем количество вещества для углерода и серы:

$\nu(C) = \frac{m(C)}{M(C)} = \frac{1,20 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} = 0,10 \text{ моль}$

$\nu(S) = \frac{m(S)}{M(S)} = \frac{6,40 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = 0,20 \text{ моль}$

2. Найдем мольное соотношение атомов углерода и серы в продукте реакции:

$\nu(C) : \nu(S) = 0,10 : 0,20$

Чтобы найти простейшее целочисленное соотношение, разделим оба значения на наименьшее из них (0,10):

$C : S = \frac{0,10}{0,10} : \frac{0,20}{0,10} = 1 : 2$

Таким образом, простейшая формула полученного вещества — $CS_2$ (сероуглерод). Запишем уравнение реакции, чтобы убедиться, что реагенты находятся в стехиометрическом соотношении:

$C + 2S \rightarrow CS_2$

Согласно уравнению, 1 моль углерода реагирует с 2 молями серы. Так как у нас в наличии 0,10 моль углерода и 0,20 моль серы, реагенты вступают в реакцию полностью, без остатка.

3. Рассчитаем молярную массу сероуглерода ($CS_2$):

$M(CS_2) = M(C) + 2 \cdot M(S) = 12 \text{ г/моль} + 2 \cdot 32 \text{ г/моль} = 76 \text{ г/моль}$

4. Плотность ($\rho$) паров вещества при нормальных условиях (н. у.) вычисляется как отношение молярной массы ($M$) к молярному объему газов ($V_m$), который при н. у. составляет $22,4 \text{ л/моль}$.

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

Подставив значения для паров сероуглерода, получим:

$\rho(CS_2) = \frac{76 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 3,3928 \text{ г/л}$

Учитывая, что массы исходных веществ даны с тремя значащими цифрами, округлим результат до трех значащих цифр:

$\rho(CS_2) \approx 3,39 \text{ г/л}$

Ответ: плотность паров этого вещества при н. у. равна $3,39 \text{ г/л}$.