Номер 3, страница 35 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

3. Определите относительную плотность газов:

а) метана по водороду

б) пропана по гелию

в) хлора по воздуху

г) аммиака по водороду

Дано:

а) Газы: метан ($CH_4$) и водород ($H_2$)

б) Газы: пропан ($C_3H_8$) и гелий ($He$)

в) Газы: хлор ($Cl_2$) и воздух

г) Газы: аммиак ($NH_3$) и водород ($H_2$)

Найти:

а) $D_{H_2}(CH_4)$ - ?

б) $D_{He}(C_3H_8)$ - ?

в) $D_{возд.}(Cl_2)$ - ?

г) $D_{H_2}(NH_3)$ - ?

Решение:

Относительная плотность одного газа по другому ($D$) — это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз молярная масса первого газа больше молярной массы второго газа. Она рассчитывается по формуле:

$D_{газ2}(газ1) = \frac{M(газ1)}{M(газ2)}$

где $M$ — молярная масса. Для расчетов будем использовать молярные массы, вычисленные на основе округленных относительных атомных масс элементов: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(N)=14$, $Ar(He)=4$, $Ar(Cl)=35.5$. Средняя молярная масса воздуха принимается равной $29 \text{ г/моль}$.

а) метана по водороду

Молярная масса метана: $M(CH_4) = 1 \cdot 12 + 4 \cdot 1 = 16 \text{ г/моль}$.

Молярная масса водорода: $M(H_2) = 2 \cdot 1 = 2 \text{ г/моль}$.

Относительная плотность метана по водороду:

$D_{H_2}(CH_4) = \frac{M(CH_4)}{M(H_2)} = \frac{16 \text{ г/моль}}{2 \text{ г/моль}} = 8$.

Ответ: 8.

б) пропана по гелию

Молярная масса пропана: $M(C_3H_8) = 3 \cdot 12 + 8 \cdot 1 = 44 \text{ г/моль}$.

Молярная масса гелия: $M(He) = 4 \text{ г/моль}$.

Относительная плотность пропана по гелию:

$D_{He}(C_3H_8) = \frac{M(C_3H_8)}{M(He)} = \frac{44 \text{ г/моль}}{4 \text{ г/моль}} = 11$.

Ответ: 11.

в) хлора по воздуху

Молярная масса хлора: $M(Cl_2) = 2 \cdot 35.5 = 71 \text{ г/моль}$.

Средняя молярная масса воздуха: $M(возд.) \approx 29 \text{ г/моль}$.

Относительная плотность хлора по воздуху:

$D_{возд.}(Cl_2) = \frac{M(Cl_2)}{M(возд.)} = \frac{71 \text{ г/моль}}{29 \text{ г/моль}} \approx 2.45$.

Ответ: $\approx 2.45$.

г) аммиака по водороду

Молярная масса аммиака: $M(NH_3) = 1 \cdot 14 + 3 \cdot 1 = 17 \text{ г/моль}$.

Молярная масса водорода: $M(H_2) = 2 \cdot 1 = 2 \text{ г/моль}$.

Относительная плотность аммиака по водороду:

$D_{H_2}(NH_3) = \frac{M(NH_3)}{M(H_2)} = \frac{17 \text{ г/моль}}{2 \text{ г/моль}} = 8.5$.

Ответ: 8.5.