В каком объеме воздуха содержится 10 моль кислорода

ГДЗ Химия 8 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2018, §11 МОЛЯРНЫЙ ОБЪЁМ ГАЗОВ

ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯУпражнение 1. Какие условия называются нормальными?
При температуре 0°С и давлении 760 мм рт.ст.

Упражнение 2. Сформулируйте закон Авогадро и следствия, вытекающие из этого закона.
Закон: «В равных объёмах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул».
Следствие 1: «Одинаковое число молекул разных газов при одинаковых условиях занимает одинаковый объём».
Следствие 2: «Отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их молярных масс».

Упражнение 3. Перечислите, какую информацию несёт формула газообразного вещества.
1) индивидуальное вещество;
2) тип вещества (простое или сложное);
3) одну молекулу вещества (для веществ, имеющих молекулярное строение), формульную единицу (для веществ, имеющих немолекулярное строение);
4) качественный состав вещества, т. е. какие химические элементы входят в его состав;
5) количественный состав вещества, т. е. число атомов каждого химического элемента в составе его одной формульной частицы.
6) формула показывает количество вещества, равное 1 моль.

ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ

Упражнение 1. Какое количество вещества при нормальных условиях составляют указанные объёмы различных газов:
а) 11,2 л кислорода;
Дано: V(O2)=11,2 л
Найти: ʋ(O2)-?
Решение:
1-способ
ʋ(O2)=V(O2)/VM=11,2 л : 22,4 л/моль=0,5 моль
2-й способ
Для нахождения количества вещества кислорода составляем пропорцию и решаем её:
объём 22,4 л занимает 1 моль кислорода,
объём 11,2 л ― х моль кислорода
22,4 л / 11,2 л = 1 моль / х моль, отсюда по свойству пропорции
х моль • 22,4 л = 11,2 л • 1 моль
х = 11,2 л • 1 моль : 22,4 л=0,5 моль
Ответ: 0,5 моль

б) 5,6 л метана;
Дано: V(CH4)=5,6 л
Найти: ʋ(CH4)-?
Решение:
1-й способ
ʋ(CH4)=V(CH4)/VM=5,6 л : 22,4 л/моль=0,25 моль
2-й способ
Для нахождения количества вещества метана составляем пропорцию и решаем её:
объём 22,4 л занимает 1 моль метана,
объём 5,6 л ― х моль метана
22,4 л / 5,6 л = 1 моль / х моль, отсюда по свойству пропорции
х моль • 22,4 л = 5,6 л • 1 моль
х = 5,6 л • 1 моль : 22,4 л=0,25 моль
Ответ: 0,25 моль

в) 896 мл сероводорода;
Дано: V(H2S)=896 мл
Найти: ʋ(H2S)-?
Решение:
1-й способ
ʋ(H2S)=V(H2S)/VM=896 мл : 22,4 мл/ммоль=40 ммоль
2-й способ
Для нахождения количества вещества сероводорода составляем пропорцию и решаем её:
объём 22,4 мл занимает 1 ммоль сероводорода,
объём 896 мл ― х ммоль сероводорода
22,4 мл / 896 мл = 1 ммоль / х ммоль, отсюда по свойству пропорции
х ммоль • 22,4 мл = 896 мл • 1 ммоль
х = 896 мл • 1 ммоль : 22,4 мл=40 ммоль
Ответ: 40 ммоль

г) 1 м3 углекислого газа?
Дано: V(CO2)= 1 м3
Найти: ʋ(СO2)-?
Решение:
1-й способ
ʋ(СO2)= V(СO2)/VM=1 м3 : 22,4 м3/кмоль=0,04464 кмоль=44,64 моль
2-й способ
Для нахождения количества вещества углекислого газа составляем пропорцию и решаем её:
объём 22,4 м3  занимает 1 кмоль углекислого газа,
объём 1 м3 ― х кмоль углекислого газа
22,4 м3 / 1 м3 = 1 кмоль / х кмоль, отсюда по свойству пропорции
х кмоль • 22,4 м3 = 1 м3 • 1 кмоль
х = 1 м3 • 1 кмоль : 22,4 м3=0,04464 кмоль=44,64 моль
Ответ: 44,64 моль
Изменятся ли ответы, если в условии задания не указывать названия газов? Нет, не изменятся.
Поясните ответ. Любой газ в количестве вещества 1 моль при условиях, которые называются нормальными (н. у.), будет занимать один и тот же объём, который называют молярным объёмом.

Упражнение 2. Найдите плотности следующих газов (н.у.):
Сначала выведем формулу, которую мы будем использовать в этом упражнении.
Поставим в формулу ρ=m/V выражения из формул вычисления массы и объёма определенного количества вещества:
m=ʋ•M и V=ʋ•VM, получим формулу вычисления плотности газов при н.у.: 
ρ=m/V=(ʋ•M)/(ʋ•VM)=M/VM, следовательно ρ=M/VM.
а) углекислого газа СО2;
Дано: CO2
Найти: ρ(СO2)-?
Решение:
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(CO2)=44 г/моль
ρ(СO2)=M(CO2):VM=44 г/моль : 22,4 моль/л=1,96 г/л
Ответ: 1,96 г/л

б) сернистого газа SO2;
Дано: SO2
Найти: ρ(SO2)-?
Решение:
Mr(SO2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64, M(SO2)=64 г/моль
ρ(SO2)=M(SO2):VM=64 г/моль : 22,4 моль/л=2,86 г/л
Ответ: 2,86 г/л

в ) аммиака NН3;
Дано: NН3
Найти: ρ(NН3)-?
Решение:
Mr(NН3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17, M(NН3)=17 г/моль
ρ(NН3)=M(NН3):VM=17 г/моль : 22,4 моль/л=0,76 г/л
Ответ: 0,76 г/л

г) метана СН4.
Дано: СН4
Найти: ρ(СН4)-?
Решение:
Mr(СН4)=Ar(C)+4•Ar(H)=12+4•1=16, M(СН4)=16 г/моль
ρ(СН4)=M(СН4):VM=16 г/моль : 22,4 моль/л=0,71 г/л
Ответ: 0,71 г/л

Упражнение 3. Найдите относительную плотность кислорода:
а) по водороду;
Дано: O2
Найти: DH2(O2)-?
Решение:
M(O2)=Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32 г/моль
M(H2)=Mr(H2)=2•Ar(H)=2•1=2 г/моль
DH2(O2)=М(O2)/М(H2)= 32 г/моль : 2 г/моль=16
Ответ: DH2(O2)=16

б) по воздуху.
Дано: O2
Найти: Dвоздуха(O2)-?
Решение:
M(O2)=Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32 г/моль
Dвоздуха(O2)=М(O2)/М(воздуха)=32 г/моль : 29 г/моль=1,103
Ответ: Dвоздуха(O2)=1,103

Упражнение 4. Одно из газообразных соединений углерода с кислородом массой 6,25 г занимает (н.у.) объём, равный 5 л. Определите молярную массу соединения.
Дано: m(соединения)=6,25 г, V(соединения)=5 л
Найти: М(соединения)-?
Решение:
Молярную массу газа легко рассчитать, имея массу 1 литра, т.е. плотность ρ=m/V.
ρ(соединения)=m(соединения)/V(соединения)=6,25  г : 5 л=1,25 г/л
З формулы ρ=M/VM выразим молярную массу M=ρ•VM  и подставим значения.
M(соединения)=ρ(соединения)•VМ=1,25 г/л•22,4 л/моль=28 г/моль
Соединение СО: 12 + 16=28
Ответ: M(СО)=28 г/моль

Упражнение 5. Рассчитайте количество вещества, массу и объём (н.у.) порции азота N2 содержащей
а) 9,03•1023 атомов азота.
Дано: N(N)=9,03•1023 атомов
Найти: ʋ(N2)-?, m(N2)-?, V(N2)-?
Решение:
1-й способ
1. Количество вещества атомов азота N рассчитываем по формуле: ʋ=N/NА, где NА=6,02•1023моль-1 – число Авогадро.
ʋ(N)=N(N)/NА=9,03•1023 : 6,02•1023 моль-1=1,5 моль
В 1 моль вещества азота N2 содержится 2 моль атомов азота N, тогда 1 моль атомов азота будут содержаться в 1/2 моль вещества азота, а 1,5 моль атомов азота будут содержаться в таком количестве вещества азота:
ʋ(N2)=1/2 • ʋ(N)=1/2 • 1,5 моль=0,75 моль
2. Массу азота количеством вещества 0,75 моль рассчитываем по формуле: m=ʋ•M, где M=Mr г/моль.
M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 г/моль
m(N2)=ʋ(N2)•M(N2)=0,75 моль • 28 г/моль=21 г
3. Объём азота количеством вещества 0,75 моль рассчитываем по формуле: V=ʋ•VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём.
V(N2)=ʋ(N2)•VM=0,75 моль • 22,4 л/моль=16,8 л
2-й способ
1. В 1 моль азота N2 содержится 2 моль атомов азота N, то есть 12,04•1023 атомов N. 
Для нахождения количества вещества азота составляем пропорцию и решаем её:
12,04•1023 атомов N содержится в 1 моль N2,
9,03•1023 атомов N ― х моль N2
12,04•1023 / 9,03•1023 = 1 / х, отсюда по свойству пропорции
х • 12,04•1023 = 9,03•1023 • 1
х = 9,03•1023 • 1 : 12,04•1023=0,75 моль
2. M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 г/моль
Масса 1 моль азота N2 равна 28 г и содержит 2 моль атомов азота N, то есть 12,04•1023 атомов N.
Для нахождения массы азота составляем пропорцию и решаем её:
12,04•1023 атомов N содержится в 28 г N2,
9,03•1023 атомов N ― х г N2
12,04•1023 / 9,03•1023 = 28 г / х г, отсюда по свойству пропорции
х г • 12,04•1023 = 9,03•1023 • 28 г
х = 9,03•1023 • 28 г : 12,04•1023=21 г
3. При н.у. 1 моль азота N2 занимает объём 22,4 л и содержит 2 моль атомов азота N, то есть 12,04•1023 атомов N
Для нахождения объёма азота составляем пропорцию и решаем её:
12,04•1023 атомов N содержится в объёме 22,4 л N2,
9,03•1023 атомов N ― х л N2
12,04•1023 / 9,03•1023 = 22,4 л/ х л, отсюда по свойству пропорции
х л • 12,04•1023 = 9,03•1023 • 22,4 л
х = 9,03•1023 • 22,4 л : 12,04•1023=16,8 л
Ответ: ʋ(N2)=0,75 моль, m(N2)=21 г, V(N2)=16,8 л

б) 9,03•1023 молекул азота.
Дано: N(N2)= 9,03•1023 молекул
Найти: ʋ(N2)-?, m(N2)-?, V(N2)-?
Решение:
1-й способ
1. Количество вещества азота рассчитываем по формуле: ʋ=N/NА, где NА=6,02•1023моль-1 – число Авогадро.
ʋ(N2)=N(N2)/NА=9,03•1023: 6,02•1023 моль-1= 1,5 моль
2. Массу азота количеством вещества 1,5 моль рассчитываем по формуле: m=ʋ•M, где M=Mr г/моль.
M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 г/моль
m(N2)=ʋ(N2)•M(N2)=1,5 моль • 28 г/моль=42 г
3. Объём азота количеством вещества 1,5 моль рассчитываем по формуле: V=ʋ•VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём.
V(N2)=ʋ(N2)•VM=1,5 моль • 22,4 л/моль=33,6 л
2-й способ
1. Для нахождения количества вещества азота составляем пропорцию и решаем её:
6,02•1023 молекул N2 содержится в 1 моль азота N2,
9,03•1023 молекул N2 ― х моль азота N2
6,02•1023 / 9,03•1023 = 1 / х, отсюда по свойству пропорции
х • 6,02•1023 = 9,03•1023 • 1
х = 9,03•1023 • 1 : 6,02•1023=1,5 моль
2. M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 г/моль
Масса 1 моль азота N2 равна 28 г и содержит 6,02•1023 молекул N2.
Для нахождения массы азота составляем пропорцию и решаем её:
6,02•1023 молекул N2 содержится в 28 г азота N2,
9,03•1023 молекул N2 ― х г азота N2
6,02•1023 / 9,03•1023 = 28 г / х г, отсюда по свойству пропорции
х г • 6,02•1023 = 9,03•1023 • 28 г
х = 9,03•1023 • 28 г : 6,02•1023=42 г
3. При н.у. 1 моль азота N2 занимает объём 22,4 л и содержит 1 моль молекул N2, то есть 6,02•1023 молекул N2
Для нахождения объёма азота составляем пропорцию и решаем её:
6,02•1023 молекул N2 содержатся в объёме 22,4 л азота N2,
9,03•1023 атомов N ― х л азота N2
6,02•1023 / 9,03•1023 = 22,4 л / х л, отсюда по свойству пропорции
х л • 6,02•1023 = 9,03•1023 • 22,4 л
х = 9,03•1023 • 22,4 л : 6,02•1023=33,6 л
Ответ: ʋ(N2)=1,5 моль, m(N2)=42 г, V(N2)=33,6

Упражнение 6. Какая масса углерода содержится:
а) в 2 моль углекислого газа;
Дано: ʋ(CO2)=2 моль
Найти: m(С)-?
Решение:
1-й способ
1. В 1 моль вещества CO2 содержится 1 моль атомов углерода С, тогда в 2 моль вещества СО2 будет содержаться количество вещества атомов углерода:
ʋ(С)=ʋ(СO2)=2 моль
2. Массу углерода количеством вещества 2 моль рассчитываем по формуле: m=ʋ•M, где M=Mr г/моль.
M(С)=Ar(С) г/моль=12 г/моль
m(С)=ʋ(С)•M(С)=2 моль •12 г/моль=24 г
2-й способ
M(С)=Mr(C)=Ar(C)=12 г/моль
1 моль углекислого газа СО2 содержит 1 моль углерода С, а масса 1 моль углерода С равна 12 г.
Для нахождения массы углерода составляем пропорцию и решаем её:
в 1 моль СО2 содержится 12 г С,
в 2 моль СО2 ― х г С
1 моль / 2 моль = 12 г / х г, отсюда по свойству пропорции
х г • 1 моль = 12 г • 2 моль
х = 12 г • 2 моль : 1 моль=24 г
Ответ: 24 г

б) в 67,2 л угарного газа СО (н.у.);
Дано: V(CO)=67,2 л
Найти: m(С)-?
Решение:
1-й способ
1. Количество вещества угарного газа объёмом 67,2 л рассчитываем по формуле: ʋ=V/VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём.
ʋ(СO)=V(СO)/VM=67,2 л : 22,4 л/моль=3 моль
В 1 моль вещества CO содержится 1 моль атомов углерода С, тогда в 3 моль вещества СО будет содержаться такое количество атомов углерода:
ʋ(С)=ʋ(СO)=3 моль
2. Массу углерода количеством вещества 3 моль рассчитываем по формуле: m=ʋ•M, где M=Mr г/моль.
M(С)=Ar(С) г/моль=12 г/моль
m(С)=ʋ(С)•M(С)=3 моль •12 г/моль=36 г
2-й способ
M(С)=Mr(C)=Ar(C)=12 г/моль
1 моль углекислого газа СО2 при н.у. занимает объём 22,4 л и содержит 1 моль углерода С, а масса 1 моль углерода С равна 12 г.
Для нахождения массы углерода составляем пропорцию и решаем её:
в объёме 22,4 л СО2 содержится 12 г С,
в объёме 67,2 л СО2  ― х г С
22,4 л / 67,2 л = 12 г / х г, отсюда по свойству пропорции
х г • 22,4 л = 67,2 л • 12 г
х = 67,2 л  • 12 г : 22,4 л=36 г
Ответ: 36 г

в) в 13 мг ацетилена С2Н2?
Дано: m(C2Н2)=13 мг
Найти: m(С)-?
Решение:
1-й способ
1. Количество вещества ацетилена массой 13 мг рассчитываем по формуле: ʋ=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(C2Н2)=2•Ar(С)+2•Ar(Н)=2•12+2•1=26, поэтому M(С2Н2)= 26 мг/ммоль
ʋ(С2Н2)=m(С2Н2)/M(С2Н2)=13 мг : 26 мг/ммоль=0,5 ммоль
В 1 ммоль вещества С2Н2 содержится 2 ммоль атомов углерода С, тогда в 0,5 ммоль вещества С2Н2 будет содержаться такое количество атомов углерода:
ʋ(С)=2•ʋ(С2Н2)= 2•0,5 ммоль=1 ммоль
2. Массу вещества углерода количеством вещества 1 ммоль рассчитываем по формуле: m=ʋ•M, где M=Mr г/моль.
M(С)=Ar(С) г/моль=12 мг/ммоль
m(С)=ʋ(С)•M(С)=1 ммоль •12 мг/ммоль=12 мг
2-й способ
M(С2Н2)=26 мг/ммоль, масса 1 ммоль=26 мг; Mr(C)=12 мг/ммоль, масса 1 ммоль=12 мг.
1 ммоль ацетилена C2H2 имеет массу 26 мг и содержит 2 ммоль углерода C, а масса 2 ммоль=24 мг.
Для нахождения массы углерода составляем пропорцию и решаем её:
26 мг C2H2 содержат 24 мг С,
13 мг C2H2  ― х мг С
26 мг / 13 мг = 24 мг / х мг, отсюда по свойству пропорции
х мг • 26 мг = 13 мг • 24 г
х = 13 мг • 24 мг : 26 мг=12 мг
Ответ: 12 мг

Упражнение 7. Расположите следующие газы в порядке возрастания их плотностей при н.у.: неон Ne, сернистый газ SO2, метан СН4, фтор F2, аммиак NН3.
Дано: Ne, SO2, СН4, F2, NН3
Найти: ρ(Ne)-?, ρ(SO2)-?, ρ(CH4)-?, ρ(F2)-?, ρ(NН3)-?.
Решение:
Рассчитываем плотность неона Ne.
M(Ne)=Ar(Ne)=20 г/моль
ρ(Ne)=M(Ne):VM=20 г/моль : 22,4 л/моль=0,893 г/л
Рассчитываем плотность сернистого газа SO2.
Mr(SO2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64, M(SO2)=64 г/моль
ρ(SO2)= M(SO2):VM=64 г/моль : 22,4 л/моль=2,86 г/л
Рассчитываем плотность метана СН4.
Mr(СН4)=Ar(C)+4•Ar(H)=12+4•1=16, M(СН4)=16 г/моль
ρ(СН4)= M(СН4):VM=16 г/моль : 22,4 л/моль=0,71 г/л
Рассчитываем плотность фтора F2.
M(F2)=Mr(F2)=2•Ar(F)= 28 г/моль
ρ(F2)= M(F2):VM=28 г/моль : 22,4 л/моль=1,25 г/л
Рассчитываем плотность аммиака NН3.
Mr(NН3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17, M(NН3)=17 г/моль
ρ(NН3)= M(NН3):VM=17 г/моль : 22,4 л/моль=0,76 г/л
ρ(СН4)<ρ(NН3)< ρ(Ne)<ρ(F2)<ρ(SO2)
Ответ: метан, аммиак, неон, фтор, сернистый газ.