Номер 6, страница 176 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

6. Рассчитайте массу воды, в которой число молекул такое же, как в порции углекислого газа объемом $16,8 \text{ дм}^3$ (н. у.).

Дано:

Объем углекислого газа $V(\text{CO}_2) = 16.8 \text{ дм}^3$

Условия: нормальные (н. у.)

Число молекул $N(\text{H}_2\text{O}) = N(\text{CO}_2)$

Перевод данных в систему СИ:

$V(\text{CO}_2) = 16.8 \text{ дм}^3 = 16.8 \times 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.0168 \text{ м}^3$.

Найти:

Массу воды $m(\text{H}_2\text{O})$

Решение:

1. Условие равенства числа молекул воды и углекислого газа $N(\text{H}_2\text{O}) = N(\text{CO}_2)$ означает, что их количества вещества (в молях) также равны. Это следует из определения количества вещества, где $n = N/N_A$, и $N_A$ — постоянная Авогадро.

$n(\text{H}_2\text{O}) = n(\text{CO}_2)$

2. Найдем количество вещества углекислого газа, объем которого задан при нормальных условиях (н. у.). При н. у. молярный объем любого газа $V_m$ равен 22,4 дм³/моль.

Рассчитаем количество вещества $n(\text{CO}_2)$ по формуле:

$n(\text{CO}_2) = \frac{V(\text{CO}_2)}{V_m} = \frac{16.8 \text{ дм}^3}{22.4 \text{ дм}^3/\text{моль}} = 0.75 \text{ моль}$

3. Следовательно, количество вещества воды также составляет 0,75 моль:

$n(\text{H}_2\text{O}) = 0.75 \text{ моль}$

4. Чтобы найти массу воды, используем формулу, связывающую массу $m$, количество вещества $n$ и молярную массу $M$:

$m = n \cdot M$

Предварительно рассчитаем молярную массу воды ($\text{H}_2\text{O}$). Относительные атомные массы: $A_r(\text{H}) \approx 1$, $A_r(\text{O}) \approx 16$.

$M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot A_r(\text{H}) + A_r(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \text{ г/моль}$

5. Вычислим массу воды:

$m(\text{H}_2\text{O}) = n(\text{H}_2\text{O}) \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = 0.75 \text{ моль} \cdot 18 \text{ г/моль} = 13,5 \text{ г}$

Ответ: 13,5 г.