Номер 497, страница 91 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

497. Газовая смесь объёмом (н. у.) $132 \text{ дм}^3$ состоит из летучего водородного соединения азота химическим количеством $3,00 \text{ моль}$ и оксида углерода(II). Определите массу этой смеси.

Дано:

$V_{смеси} = 132 \text{ дм}^3$
$n(\text{летучего водородного соединения азота}) = 3,00 \text{ моль}$
Условия: н. у. (нормальные условия)

$V_{смеси} = 132 \text{ дм}^3 = 0,132 \text{ м}^3$

Найти:

$m_{смеси}$

Решение:

1. Газовая смесь состоит из двух компонентов:

• Летучее водородное соединение азота — это аммиак, формула $NH_3$.
• Оксид углерода(II) — это угарный газ, формула $CO$.

2. Масса всей смеси является суммой масс ее компонентов: $m_{смеси} = m(NH_3) + m(CO)$

3. Найдем массу аммиака ($NH_3$), зная его химическое количество ($n = 3,00 \text{ моль}$). Сначала рассчитаем молярную массу аммиака, используя относительные атомные массы из периодической таблицы ($Ar(N) \approx 14$, $Ar(H) \approx 1$):
$M(NH_3) = Ar(N) + 3 \cdot Ar(H) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 \text{ г/моль}$
Теперь рассчитаем массу аммиака:
$m(NH_3) = n(NH_3) \cdot M(NH_3) = 3,00 \text{ моль} \cdot 17 \text{ г/моль} = 51 \text{ г}$

4. Чтобы найти массу оксида углерода(II) ($CO$), необходимо сначала определить его химическое количество. Для этого найдем общее химическое количество газов в смеси. При нормальных условиях (н. у.) молярный объём газов ($V_m$) равен $22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}$.
$n_{смеси} = \frac{V_{смеси}}{V_m} = \frac{132 \text{ дм}^3}{22,4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = \frac{165}{28} \text{ моль} \approx 5,89 \text{ моль}$

5. Общее химическое количество смеси равно сумме химических количеств ее компонентов:
$n_{смеси} = n(NH_3) + n(CO)$
Выразим и найдем химическое количество $CO$:
$n(CO) = n_{смеси} - n(NH_3) = \frac{165}{28} \text{ моль} - 3,00 \text{ моль} = \frac{165 - 3 \cdot 28}{28} \text{ моль} = \frac{165 - 84}{28} \text{ моль} = \frac{81}{28} \text{ моль}$

6. Теперь найдем массу оксида углерода(II) ($CO$). Рассчитаем его молярную массу ($Ar(C) \approx 12$, $Ar(O) \approx 16$):
$M(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28 \text{ г/моль}$
Рассчитаем массу $CO$:
$m(CO) = n(CO) \cdot M(CO) = \frac{81}{28} \text{ моль} \cdot 28 \text{ г/моль} = 81 \text{ г}$

7. Наконец, рассчитаем общую массу газовой смеси:
$m_{смеси} = m(NH_3) + m(CO) = 51 \text{ г} + 81 \text{ г} = 132 \text{ г}$

Ответ: масса этой смеси равна 132 г.