Номер 4, страница 35 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

4. Определите молярную массу газа, относительная плотность которого по гелию равна 7,5. Какие из газов удовлетворяют условию задачи: $N_2$, $NO$, $CO_2$, $C_2H_4$, $C_2H_6$, $CH_2O$?

Дано:

Относительная плотность газа по гелию $D_{He}(газ) = 7.5$

Найти:

Молярную массу газа $M(газ)$ - ?

Какие из газов $N_2, NO, CO_2, C_2H_4, C_2H_6, CH_2O$ удовлетворяют условию - ?

Решение:

1. Определим молярную массу искомого газа.

Относительная плотность одного газа по другому ($D$) - это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз молярная масса первого газа ($M_1$) больше молярной массы второго газа ($M_2$). Формула для расчета:

$D_2(1) = \frac{M_1}{M_2}$

В нашем случае, газ 1 - это искомый газ, а газ 2 - это гелий (He). Таким образом, молярная масса нашего газа ($M(газ)$) связана с молярной массой гелия ($M(He)$) следующим соотношением:

$M(газ) = D_{He}(газ) \times M(He)$

Молярная масса гелия $M(He)$ численно равна его относительной атомной массе. По периодической таблице Д.И. Менделеева, относительная атомная масса гелия $A_r(He) \approx 4$. Следовательно, молярная масса гелия $M(He) = 4$ г/моль.

Теперь можем рассчитать молярную массу искомого газа:

$M(газ) = 7.5 \times 4 \text{ г/моль} = 30 \text{ г/моль}$

2. Проверим, какие из предложенных газов имеют молярную массу, равную 30 г/моль.

Для этого рассчитаем молярные массы каждого из газов, используя относительные атомные массы элементов: $A_r(N) \approx 14$, $A_r(O) \approx 16$, $A_r(C) \approx 12$, $A_r(H) \approx 1$.

$M(N_2) = 2 \times A_r(N) = 2 \times 14 = 28$ г/моль

$M(NO) = A_r(N) + A_r(O) = 14 + 16 = 30$ г/моль

$M(CO_2) = A_r(C) + 2 \times A_r(O) = 12 + 2 \times 16 = 44$ г/моль

$M(C_2H_4) = 2 \times A_r(C) + 4 \times A_r(H) = 2 \times 12 + 4 \times 1 = 28$ г/моль

$M(C_2H_6) = 2 \times A_r(C) + 6 \times A_r(H) = 2 \times 12 + 6 \times 1 = 30$ г/моль

$M(CH_2O) = A_r(C) + 2 \times A_r(H) + A_r(O) = 12 + 2 \times 1 + 16 = 30$ г/моль

Сравнивая полученные значения с требуемой молярной массой (30 г/моль), мы видим, что условию задачи удовлетворяют три газа: оксид азота(II), этан и формальдегид.

Ответ: Молярная масса газа равна $30$ г/моль. Условию задачи удовлетворяют газы: $NO$, $C_2H_6$ и $CH_2O$.