Решение задач с участием газов

На прошлом занятии мы разобрали понятие нормальных условий в химии, познакомились со следствиями из закона Авогадро. На этом уроке приступим к решению задач с участием газообразных веществ.

Задача 1

Условие задачи: какой объем при нормальных условиях занимают 2 моль любого газа?

Ход решения:

1. Запишем «дано». В нашем случае это количество вещества неизвестного газа: n(газа) = 2 моль. Найти – объем газа (V).
2. Для нахождения объема газа нам нужно воспользоваться формулой: V = Vм*n. Помним, что Vм – константа. Подставляем в формулу значения из условия и получаем: V = 22,4 литров/моль*2 моль = 44,8 литров.
3. Ответ – 44,8 литров.

Задача 2

Условие задачи: чему равна масса 1 литра водорода?

Ход решения:

1. Запишем «дано». В этот раз нам известен объем водорода: V(H2) = 1 литр. Найти нужно массу водорода, то есть m(H2).
2. Количество вещества (n) вычисляем по формуле: n = V/Vм. Vм – постоянная величина, V(H2) нам дан по условию задачи. Подставляем значения и получаем: n(H2) = 1 литр/22, 4 литра/моль = 0,045 моль.
3. Теперь мы можем воспользоваться формулой для нахождения массы вещества: m = n*M. Сначала придется посчитать M водорода: M(H2) = 1*2 = 2 г/моль. Здесь 1 – это атомная масса водорода (ее мы берем из таблицы Менделеева), а 2 – количество атомов водорода: у нас их два.
4. Последним действием находим искомое. m(H2) = 0,045*2 = 0,09 г
5. Ответ – 0,09 г.

Задача 3

Условие задачи: рассчитать относительные плотности по водороду и по воздуху для метана (CH4).

Ход решения:

1. Записываем, что нам дано. По условиям задачи у нас есть только формула метана – CH4. В «найти» записываем DH2(CH4) и D возд.(CH4).
2. Вспоминаем формулу расчета плотности и подставляем значения. DH2(CH2) = M(CH4) / M(H2).
3. По таблице Менделеева находим молярные массы М для углерода (C) и водорода (H) из состава формулы метана CH4. Учитывая число элементов (один углерод и четыре водорода) получаем: М(СН4) = 12+4=16 г/моль.
4. По таблице находим и M(H2), учитывая количество элементов водорода, получаем: 1*2 = 2 г/моль.
5. Подставляем полученные значения и находим плотность метана по водороду: DH2(CH4) = 16/2 = 8.
6. Плотность по воздуху находим по формуле Dвозд.(СН4) = М(СН4)/29 = 16/29 = 0,55.
7. Ответ — 8; 0,55.