Номер 351, страница 85 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

351. В смеси ацетилена и углекислого газа на одну молекулу ацетилена приходится две молекулы углекислого газа. Определите относительную плотность по водороду этой смеси.

Дано:

Смесь газов: ацетилен ($C_2H_2$) и углекислый газ ($CO_2$).
Соотношение количеств веществ (и молекул): $v(C_2H_2) : v(CO_2) = 1 : 2$.

Найти:

Относительную плотность смеси по водороду - $D_{H_2}(смеси)$

Решение:

1. Определим молярные массы компонентов смеси и водорода. Для расчетов будем использовать относительные атомные массы, округленные до целых: $Ar(H) = 1$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$.

Молярная масса ацетилена ($C_2H_2$):
$M(C_2H_2) = 2 \times Ar(C) + 2 \times Ar(H) = 2 \times 12 + 2 \times 1 = 26 \frac{г}{моль}$

Молярная масса углекислого газа ($CO_2$):
$M(CO_2) = Ar(C) + 2 \times Ar(O) = 12 + 2 \times 16 = 44 \frac{г}{моль}$

Молярная масса водорода ($H_2$):
$M(H_2) = 2 \times Ar(H) = 2 \times 1 = 2 \frac{г}{моль}$

2. Рассчитаем среднюю молярную массу газовой смеси ($M_{смеси}$). Средняя молярная масса равна сумме произведений молярных масс компонентов на их мольные доли ($\phi$).

Согласно условию, на 1 моль ацетилена приходится 2 моль углекислого газа. Общее количество вещества в такой условной смеси составляет:
$v_{общ} = 1 \text{ моль} + 2 \text{ моль} = 3 \text{ моль}$

Найдем мольные доли каждого газа:
$\phi(C_2H_2) = \frac{v(C_2H_2)}{v_{общ}} = \frac{1}{3}$
$\phi(CO_2) = \frac{v(CO_2)}{v_{общ}} = \frac{2}{3}$

Теперь рассчитаем среднюю молярную массу смеси:
$M_{смеси} = \phi(C_2H_2) \times M(C_2H_2) + \phi(CO_2) \times M(CO_2)$
$M_{смеси} = \frac{1}{3} \times 26 \frac{г}{моль} + \frac{2}{3} \times 44 \frac{г}{моль} = \frac{26 + 88}{3} \frac{г}{моль} = \frac{114}{3} \frac{г}{моль} = 38 \frac{г}{моль}$

3. Определим относительную плотность смеси по водороду ($D_{H_2}$). Она равна отношению средней молярной массы смеси к молярной массе водорода.

$D_{H_2}(смеси) = \frac{M_{смеси}}{M(H_2)} = \frac{38 \frac{г}{моль}}{2 \frac{г}{моль}} = 19$

Ответ: относительная плотность газовой смеси по водороду равна 19.