Номер 72, страница 21 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

72. Рассчитайте массу порции, содержащей:

а) аммиак объёмом (н. у.) $13,5 \text{ дм}^3$;

б) водород объёмом (н. у.) $20,5 \text{ м}^3$;

в) гелий объёмом (н. у.) $34,6 \text{ см}^3$;

г) азот объёмом (н. у.) $240 \text{ см}^3$ и кислород химическим количеством $500 \text{ ммоль}$.

а) аммиак объёмом (н. у.) 13,5 дм³;

Дано:

Вещество: аммиак ($NH_3$)
Объём $V(NH_3) = 13,5$ дм³
Условия: нормальные (н. у.), молярный объём газа $V_m = 22,4$ дм³/моль

$V(NH_3) = 13,5 \text{ дм³} = 0,0135 \text{ м³}$

Найти:

Массу аммиака $m(NH_3)$.

Решение:

Масса вещества ($m$) связана с его химическим количеством ($n$) и молярной массой ($M$) соотношением $m = n \cdot M$.
Химическое количество газа можно найти по его объёму ($V$) при нормальных условиях: $n = \frac{V}{V_m}$.
Объединив формулы, получаем: $m = \frac{V}{V_m} \cdot M$.

1. Найдём молярную массу аммиака ($NH_3$), используя целочисленные атомные массы: $A_r(N)=14$, $A_r(H)=1$.
$M(NH_3) = 14 + 3 \cdot 1 = 17$ г/моль.

2. Рассчитаем химическое количество аммиака:
$n(NH_3) = \frac{13,5 \text{ дм³}}{22,4 \text{ дм³/моль}} \approx 0,603$ моль.

3. Рассчитаем массу аммиака:
$m(NH_3) = 0,603 \text{ моль} \cdot 17 \text{ г/моль} \approx 10,25$ г.

Ответ: масса порции аммиака составляет примерно 10,3 г.

б) водород объёмом (н. у.) 20,5 м³;

Дано:

Вещество: водород ($H_2$)
Объём $V(H_2) = 20,5$ м³
Условия: нормальные (н. у.), молярный объём газа $V_m = 0,0224$ м³/моль

$V(H_2) = 20,5 \text{ м³}$ (значение уже в СИ)

Найти:

Массу водорода $m(H_2)$.

Решение:

1. Найдём молярную массу водорода ($H_2$): $A_r(H)=1$.
$M(H_2) = 2 \cdot 1 = 2$ г/моль.

2. Рассчитаем химическое количество водорода, используя данные в СИ:
$n(H_2) = \frac{V(H_2)}{V_m} = \frac{20,5 \text{ м³}}{0,0224 \text{ м³/моль}} \approx 915,2$ моль.

3. Рассчитаем массу водорода:
$m(H_2) = 915,2 \text{ моль} \cdot 2 \text{ г/моль} = 1830,4$ г.

Переведём массу в килограммы: $1830,4 \text{ г} = 1,8304$ кг. Округлим до трёх значащих цифр: 1,83 кг.

Ответ: масса порции водорода составляет примерно 1,83 кг.

в) гелий объёмом (н. у.) 34,6 см³;

Дано:

Вещество: гелий ($He$)
Объём $V(He) = 34,6$ см³
Условия: нормальные (н. у.), $V_m = 22,4$ дм³/моль

$V(He) = 34,6 \text{ см³} = 3,46 \cdot 10^{-5} \text{ м³}$

Найти:

Массу гелия $m(He)$.

Решение:

1. Найдём молярную массу гелия ($He$): $A_r(He)=4$.
$M(He) = 4$ г/моль.

2. Для удобства расчётов переведём объём гелия в дм³:
$V(He) = 34,6 \text{ см³} = 0,0346$ дм³.

3. Рассчитаем химическое количество гелия:
$n(He) = \frac{V(He)}{V_m} = \frac{0,0346 \text{ дм³}}{22,4 \text{ дм³/моль}} \approx 0,00154$ моль.

4. Рассчитаем массу гелия:
$m(He) = 0,00154 \text{ моль} \cdot 4 \text{ г/моль} = 0,00616$ г.

Ответ: масса порции гелия составляет примерно 0,00616 г.

г) азот объёмом (н. у.) 240 см³ и кислород химическим количеством 500 ммоль.

Дано:

Компонент 1: азот ($N_2$), $V(N_2) = 240$ см³ (при н. у.)
Компонент 2: кислород ($O_2$), $n(O_2) = 500$ ммоль

$V(N_2) = 240 \text{ см³} = 2,40 \cdot 10^{-4} \text{ м³}$
$n(O_2) = 500 \text{ ммоль} = 0,500$ моль

Найти:

Общую массу порции $m_{общ}$.

Решение:

Общая масса порции равна сумме масс её компонентов: $m_{общ} = m(N_2) + m(O_2)$.

1. Расчёт массы азота ($m(N_2)$):
а) Молярная масса азота $M(N_2) = 2 \cdot 14 = 28$ г/моль.
б) Переведём объём азота в дм³: $V(N_2) = 240 \text{ см³} = 0,240$ дм³.
в) Рассчитаем массу азота:
$m(N_2) = \frac{V(N_2)}{V_m} \cdot M(N_2) = \frac{0,240 \text{ дм³}}{22,4 \text{ дм³/моль}} \cdot 28 \text{ г/моль} \approx 0,300$ г.

2. Расчёт массы кислорода ($m(O_2)$):
а) Молярная масса кислорода $M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль.
б) Масса кислорода находится по формуле $m = n \cdot M$:
$m(O_2) = 0,500 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 16,0$ г.

3. Расчёт общей массы порции:
$m_{общ} = m(N_2) + m(O_2) = 0,300 \text{ г} + 16,0 \text{ г} = 16,3$ г.

Ответ: масса порции составляет 16,3 г.