Номер 74, страница 22 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

74. Газообразная смесь состоит из водорода $H_2$ массой 4,00 г и кислорода $O_2$ массой 8,00 г. Определите объём (н. у.) этой смеси.

Дано:

масса водорода $m(H_2) = 4,00 \text{ г}$

масса кислорода $m(O_2) = 8,00 \text{ г}$

Условия нормальные (н. у.)

$m(H_2) = 4,00 \text{ г} = 0,00400 \text{ кг}$

$m(O_2) = 8,00 \text{ г} = 0,00800 \text{ кг}$

Найти:

Объём смеси $V_{смеси} - ?$

Решение:

Для определения объёма газовой смеси при нормальных условиях (н. у.) необходимо сначала найти общее количество вещества (число молей) всех газов в смеси. Затем, используя молярный объём газов при н. у., рассчитать итоговый объём.

1. Рассчитаем количество вещества (в молях) для каждого газа по формуле $n = \frac{m}{M}$, где $m$ — масса вещества, а $M$ — его молярная масса.

Молярная масса водорода $H_2$ составляет $M(H_2) \approx 2,00 \text{ г/моль}$.

Молярная масса кислорода $O_2$ составляет $M(O_2) = 32,00 \text{ г/моль}$.

Количество вещества водорода:

$n(H_2) = \frac{m(H_2)}{M(H_2)} = \frac{4,00 \text{ г}}{2,00 \text{ г/моль}} = 2,00 \text{ моль}$

Количество вещества кислорода:

$n(O_2) = \frac{m(O_2)}{M(O_2)} = \frac{8,00 \text{ г}}{32,00 \text{ г/моль}} = 0,250 \text{ моль}$

2. Найдём общее количество вещества в смеси, сложив количества веществ каждого компонента:

$n_{смеси} = n(H_2) + n(O_2) = 2,00 \text{ моль} + 0,250 \text{ моль} = 2,25 \text{ моль}$

3. При нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм) молярный объём любого идеального газа $V_m$ по закону Авогадро составляет 22,4 л/моль.

Найдём объём смеси по формуле $V_{смеси} = n_{смеси} \cdot V_m$:

$V_{смеси} = 2,25 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 50,4 \text{ л}$

Ответ: объём газообразной смеси при нормальных условиях составляет 50,4 л.