Какой объём при нормальных условиях будут иметь газы — 5 моль кислорода и 10 моль аммиака.

ГДЗ Химия 8 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А. 2022 §19 МОЛЯРНЫЙ ОБЪЁМ ГАЗОВ

Задание 1

Какие условия называются нормальными? 

При температуре 0°С и давлении 760 мм рт.ст.

Задание 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».
Молярный объём при н.у. равен V_m=22,4 л/моль. 

Следствие 2:

«Отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их молярных масс».
D_газ1(газ₂)=M(газ₂)/M(газ₁), где M(газ₁) ― молярная масса первого газа, M(газ₂) ― молярная масса второго газа, а D_газ1(газ₂) ― относительная плотность второго газа по первому.

Задание 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.

Задание 4
Какое количество вещества при нормальных условиях составляют указанные объёмы различных газов:
а) 11,2 л кислорода;
Дано: V(O₂)=11,2 л
Найти: n(O₂)-?
Решение
1 способ
n(O₂)=V(O₂)/V_M=11,2 л : 22,4 л/моль=0,5 моль
2 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
х=n(O₂)=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: n(CH₄)-?
Решение
1 способ
n(CH₄)=V(CH₄)/V_M=5,6 л : 22,4 л/моль=0,25 моль
2 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
х=n(CH₄)=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: n(H₂S)-?
Решение
1 способ
n(H₂S)=V(H₂S)/V_M=896 мл : 22,4 мл/ммоль=40 ммоль
2 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
х=n(H₂S)=896 мл • 1 ммоль : 22,4 мл=40 ммоль
Ответ: 40 ммоль

г) 1 кубический метр (м³) углекислого газа?
Дано: V(CO₂)= 1 м³
Найти: n(СO₂)-?
Решение:
1 способ
n(СO₂)=V(СO₂)/V_M=1 м³ : 22,4 м³/кмоль=0,04464 кмоль=44,64 моль
2 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
х=n(СO₂)=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.

Задание 5
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=n•M и V=n•V_M, получим формулу вычисления плотности газов при н.у.: 
ρ=m/V=(n•M)/(n•V_M)=M/V_M, следовательно ρ=M/V_M.
а) углекислого газа СО₂;
Дано: CO₂
Найти: ρ(СO₂)-?
Решение:
M_r(CO₂)=A_r(C) 2•A_r(O)=12 2•16=44, M(CO₂)=44 г/моль
ρ(СO₂)=M(CO₂):V_M=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:
M_r(SO₂)=A_r(S) 2•A_r(O)=32 2•16=64, M(SO₂)=64 г/моль
ρ(SO₂)=M(SO₂):V_M=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:
M_r(NН₃)=A_r(N) 3•A_r(H)=14 3•1=17, M(NН₃)=17 г/моль
ρ(NН₃)=M(NН₃):V_M=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:
M_r(СН₄)=A_r(C) 4•A_r(H)=12 4•1=16, M(СН₄)=16 г/моль
ρ(СН₄)=M(СН₄):V_M=16 г/моль : 22,4 моль/л=0,71 г/л
Ответ: 0,71 г/л

Задание 6
Найдите относительную плотность кислорода:
а) по водороду;
Дано: O₂
Найти: D_H2(O₂)-?
Решение:
M(O₂)=M_r(O₂)=2•A_r(O)=2•16=32 г/моль
M(H₂)=M_r(H₂)=2•A_r(H)=2•1=2 г/моль
D_H2(O₂)=М(O₂)/М(H₂)=32 г/моль : 2 г/моль=16
Ответ: D_H2(O₂)=16

б) по воздуху.
Дано: O₂
Найти: D_{воздуха}(O₂)-?
Решение:
M(O₂)=M_r(O₂)=2•A_r(O)=2•16=32 г/моль, M(воздуха)=29 г/моль
D_{воздуха}(O₂)=М(O₂)/М(воздуха)=32 г/моль : 29 г/моль=1,103
Ответ: D_{воздуха}(O₂)=1,103

Задание 7
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:
1 способ
n(соединения)=V(соединения)/V_M=5 л : 22,4 л/моль=0,223 моль
M(соединения)=m(соединения)/n(соединения)=6,25 г : 0,223 моль = 28 г/моль
2 способ
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/V_M выразим молярную массу M=ρ•V_M  и подставим значения.
M(соединения)=ρ(соединения)•V_М=1,25 г/л•22,4 л/моль=28 г/моль
Ответ: M(соединения)=28 г/моль

Задание 8
a) Рассчитайте количество вещества, массу и объём (н.у.) порции азота N₂, содержащей 9,03•10 в 23 степени атомов азота.
Дано: N(N)=9,03•10²³
Найти: n(N₂)-?, m(N₂)-?, V(N₂)-?
Решение
1 способ
1. Количество вещества атомов азота N рассчитываем по формуле: n=N/N_А, где N_А=6,02•10²³моль^-1― число Авогадро.
n(N)=N(N)/N_А=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:
n(N₂)=1/2 • n(N)=1/2 • 1,5 моль=0,75 моль
2. Массу азота количеством вещества 0,75 моль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(N₂)=M_r(N₂)=2•A_r(N)=2•14=28 г/моль
m(N₂)=n(N₂)•M(N₂)=0,75 моль • 28 г/моль=21 г
3. Объём азота количеством вещества 0,75 моль рассчитываем по формуле: V=n•V_M, где V_M – молярный объём.
V(N₂)=n(N₂)•V_M=0,75 моль • 22,4 л/моль=16,8 л
2 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
х=n(N₂)=9,03•10²³ • 1 : 12,04•10²³=0,75 моль
2. Поскольку M(N₂)=M_r(N₂)=2•A_r(N)=2•14=28 г/моль, следовательно, 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
х=m(N₂)=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
х=V(N₂)=9,03•10²³ • 22,4 л : 12,04•10²³=16,8 л
Ответ: n(N₂)=0,75 моль, m(N₂)=21 г, V(N₂)=16,8 л

a) Рассчитайте количество вещества, массу и объём (н.у.) порции азота N₂, содержащей 9,03•10 в 23 степени молекул азота.
Дано: N(N₂)=9,03•10²³
Найти: n(N₂)-?, m(N₂)-?, V(N₂)-?
Решение:
1 способ
1. Количество вещества азота рассчитываем по формуле: n=N/N_А, где N_А=6,02•10²³моль^-1― число Авогадро.
n(N₂)=N(N₂)/N_А=9,03•10²³: 6,02•10²³ моль^-1= 1,5 моль
2. Массу азота количеством вещества 1,5 моль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(N₂)=M_r(N₂)=2•A_r(N)=2•14=28 г/моль
m(N₂)=n(N₂)•M(N₂)=1,5 моль • 28 г/моль=42 г
3. Объём азота количеством вещества 1,5 моль рассчитываем по формуле: V=n•V_M, где V_M – молярный объём.
V(N₂)=n(N₂)•V_M=1,5 моль • 22,4 л/моль=33,6 л
2 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
х=n(N₂)=9,03•10²³ • 1 : 6,02•10²³=1,5 моль
2. поскольку M(N₂)=M_r(N₂)=2•A_r(N)=2•14=28 г/моль, поэтому 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
х=m(N₂)=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
х=V(N₂)=9,03•10²³ • 22,4 л : 6,02•10²³=33,6 л
Ответ: n(N₂)=1,5 моль, m(N₂)=42 г, V(N₂)=33,6

Задание 9
Какая масса углерода содержится:
а) в 2 моль углекислого газа;
Дано: n(CO₂)=2 моль
Найти: m(С)-?
Решение
1 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:
n(С)=n(СO₂)=2 моль
2. Массу углерода количеством вещества 2 моль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(С)=A_r(С) г/моль=12 г/моль
m(С)=nС)•M(С)=2 моль •12 г/моль=24 г
2 способ
M(С)=M_r(C)=A_r(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
х=m(С)=12 г • 2 моль : 1 моль=24 г
Ответ: m(С)=24 г

б) в 67,2 л угарного газа СО (н.у.);
Дано: V(CO)=67,2 л
Найти: m(С)-?
Решение
1 способ
1. Количество вещества угарного газа объёмом 67,2 л рассчитываем по формуле: n=V/V_M, где V_M― молярный объём.
n(СO)=V(СO)/V_M=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:
n(С)=n(СO)=3 моль
2.Массу углерода количеством вещества 3 моль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(С)=A_r(С) г/моль=12 г/моль
m(С)=n(С)•M(С)=3 моль •12 г/моль=36 г
2 способ
M(С)=M_r(C)=A_r(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
х=m(С)=67,2 л  • 12 г : 22,4 л=36 г
Ответ: m(С)=36 г

в) в 13 мг ацетилена С₂Н₂?
Дано: m(C₂Н₂)=13 мг
Найти: m(С)-?
Решение
1 способ
1. Количество вещества ацетилена массой 13 мг рассчитываем по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
M_r(C₂Н₂)=2•A_r(С) 2•A_r(Н)=2•12 2•1=26, поэтому M(С₂Н₂)= 26 мг/ммоль
n(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:
n(С)=2•n(С₂Н₂)=2•0,5 ммоль=1 ммоль
2. Массу вещества углерода количеством вещества 1 ммоль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(С)=A_r(С) г/моль=12 мг/ммоль
m(С)=n(С)•M(С)=1 ммоль •12 мг/ммоль=12 мг
2 способ
M(С₂Н₂)=26 мг/ммоль, масса 1 ммоль=26 мг; M_r(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
х=m(С)=13 мг • 24 мг : 26 мг=12 мг
Ответ: m(С)=12 мг

Задание 10
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
ρ=m/V=(n•M)/V=n•(M/V)=(V/V_m)•(M/V)=(V/V_m)•(M/V)=M/V_m (г/л)
Рассчитываем плотность неона Ne.
M(Ne)=A_r(Ne)=20 г/моль
ρ(Ne)=M(Ne):V_M=20 г/моль : 22,4 л/моль=0,893 г/л
Рассчитываем плотность сернистого газа SO_2.
M_r(SO₂)=A_r(S) 2•A_r(O)=32 2•16=64, M(SO₂)=64 г/моль
ρ(SO₂)= M(SO₂):V_M=64 г/моль : 22,4 л/моль=2,86 г/л
Рассчитываем плотность метана СН_4.
M_r(СН₄)=A_r(C) 4•A_r(H)=12 4•1=16, M(СН₄)=16 г/моль
ρ(СН₄)= M(СН₄):V_M=16 г/моль : 22,4 л/моль=0,71 г/л
Рассчитываем плотность фтора F₂.
M(F₂)=M_r(F₂)=2•A_r(F)=2•19=38 г/моль
ρ(F₂)= M(F₂):V_M=38 г/моль : 22,4 л/моль=1,69 г/л
Рассчитываем плотность аммиака NН_3.
M_r(NН₃)=A_r(N) 3•A_r(H)=14 3•1=17, M(NН₃)=17 г/моль
ρ(NН₃)= M(NН₃):V_M=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.

Задание 11
Подготовьте сообщение о жизни и деятельности А. Авогадро. Самостоятельно.