Номер 4, страница 38 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

4. Газовая смесь состоит из азота массой 120 г и кислорода массой 140 г. Рассчитайте объем этой газовой смеси при н. у.

Дано:

Масса азота: $m(N_2) = 120$ г
Масса кислорода: $m(O_2) = 140$ г
Условия: н. у. (нормальные условия)

Найти:

Объем газовой смеси: $V_{смеси} - ?$

Решение:

Согласно закону Авогадро, объем газовой смеси при нормальных условиях (н. у.) можно рассчитать, зная общее количество вещества (число молей) всех газов в смеси. Молярный объем любого идеального газа при н. у. ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

Общий объем смеси ($V_{смеси}$) вычисляется по формуле:

$V_{смеси} = n_{общ} \cdot V_m$

где $n_{общ}$ — общее количество вещества газов в смеси.

Общее количество вещества равно сумме количеств вещества азота и кислорода:

$n_{общ} = n(N_2) + n(O_2)$

1. Рассчитаем количество вещества для каждого газа, используя формулу $n = \frac{m}{M}$, где $m$ — масса, а $M$ — молярная масса.

Молярная масса азота ($N_2$): $M(N_2) = 2 \cdot 14 = 28$ г/моль.

Молярная масса кислорода ($O_2$): $M(O_2) = 2 \cdot 16 = 32$ г/моль.

Теперь найдем количество вещества для каждого компонента смеси:

$n(N_2) = \frac{m(N_2)}{M(N_2)} = \frac{120 \text{ г}}{28 \text{ г/моль}} = \frac{30}{7}$ моль.

$n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{140 \text{ г}}{32 \text{ г/моль}} = \frac{35}{8}$ моль.

2. Найдем общее количество вещества в газовой смеси:

$n_{общ} = n(N_2) + n(O_2) = \frac{30}{7} + \frac{35}{8} = \frac{30 \cdot 8}{56} + \frac{35 \cdot 7}{56} = \frac{240 + 245}{56} = \frac{485}{56}$ моль.

3. Рассчитаем общий объем газовой смеси при нормальных условиях:

$V_{смеси} = n_{общ} \cdot V_m = \frac{485}{56} \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль}$

$V_{смеси} = \frac{485 \cdot 22,4}{56} = \frac{485 \cdot 4}{10} = \frac{1940}{10} = 194$ л.

Ответ: объем газовой смеси при н. у. составляет 194 л.