Інші завдання дивись тут...

Відносна густина газів D обчислюється за формулами:  D=ρ1/ρ2; D=M1/M2; D=Mr1/Mr2, де ρ1, ρ2 - густини газів, що взяті для порівняння; M1, M2 - молярні маси газів, що взяті для порівняння;  Mr1, Mr2 - відносні молекулярні маси газів, що взяті для порівняння.

Контрольні запитання

Запитання 1

Який фізичний зміст має значення відносної густини газу? Відносна густина газу - фізична величина, що показує, у скільки разів один газ важчий або легший від другого газу, взятого для порівняння.

 

Запитання 2

Запишіть формулу для обчислення відносної густини невідомого газу за воднем, гелієм та вуглекислим газом.

D_Н2(газу)=М(газу)/М(Н₂) або D_H2(газу)=Мr(газу)/Мr(Н₂) ;

D_Не(газу)=М(газу)/М(Не) або D_He(газу)=Мr(газу)/Мr(Не);

D_СО2(газу)=М(газу)/М(СО₂) або D_CO2(газу)=Мr(газу)/Мr(СО₂) .

 

Запитання 3

Чому дорівнює середня молярна маса повітря? M(повітря)=29 г/моль

 

Запитання 4

Для визначення відносної густини будь­-якого газу за воднем необхідно молярну масу цього газу:

а) помножити на молярну масу водню;

б) розділити на молярну масу водню;

в) скласти з молярною масою водню. 

 

Завдання для засвоєння матеріалу

Вправа 1

Чому для повітря не можна використовувати поняття «молярна маса», а користуються тільки середньою молярною масою? Бо повітря - це суміш газів.

 

Вправа 2

У скільки разів кисень важчий за:

а) водень; У 16 разів.

D_Н2(О₂)=М(О₂)/М(Н₂)=32 г/моль : 2 г/моль=16

б) азот? У 1,1 рази. 

D_N2(O₂)=М(О₂)/М(N₂)=32 г/моль : 28 г/моль=1,1

Молярну масу обчислювали за формулою: М=M_r г/моль.

М_r(О₂)=2•A_r(О)=2•16=32, тому М(О₂)=32 г/моль

М_r(Н₂)=2•A_r(Н)=2•1=2, тому М(Н₂)=2 г/моль.

М_r(N₂)=2•A_r(N)=2•14=28, тому M(N₂)=28 г/моль. 

 

Вправа 3

У якого з газів найменша відносна густина за воднем: азот; кисень; гелій?

D_Н2(N₂)=М(N₂)/М(Н₂)=28 г/моль: 2 г/моль=14

D_Н2(О₂)=М(О₂)/М(Н₂)= 32 г/моль : 2 г/моль=16

D_Н2(He)=М(He)/М(Н₂)= 4 г/моль : 2 г/моль=2

Молярну масу обчислювали за формулою: М=M_r г/моль.

M_r(Н₂)=2•A_r(Н)=2•1=2, тому M(Н₂)=2 г/моль

M_r(N₂)=2•A_r(N)=2•14=28, тому M(N₂)=28 г/моль

M_r(O₂)=2•A_r(О)=2•16=32, тому M(O₂)=32 г/моль

М_r(Не)=A_r(He)=4, тому M(He)=4 г/моль

 

Вправа 4

Знайдіть відносну густину гелію й неону:

а) за воднем;

D_Н2(He)=М(He)/М(Н₂)=4 г/моль : 2 г/моль=2

D_Н2(Ne)=М(Ne)/М(Н₂)= 20 г/моль : 2 г/моль=10

б) за повітрям.

D_{повітря}(He)=М(He)/М(повітря)=4 г/моль : 29 г/моль=0,14

D_{повітря}(Ne)=М(Ne)/М(повітря)=20 г/моль : 29 г/моль=0,7

Молярну масу обчислювали за формулою: М=M_r г/моль.

M_r(He)=A_r(He)=4, тому М(Не)=4 г/моль

M_r(Ne)=A_r(Ne)=20, тому М(Nе)=20 г/моль

M(повітря)=29 г/моль.

 

Вправа 5

Знайдіть відносну густину за гелієм таких газів: H₂, CH₄, N₂, O₂, SO₂.

D_Не(Н₂)=М(H₂)/М(Нe)=2 г/моль : 4 г/моль=0,5

D_Не(СН₄)=М(CH₄)/М(Нe)=16 г/моль : 4 г/моль=4

D_Не(N₂)=М(N₂)/М(Нe)=28 г/моль : 4 г/моль=7

D_Не(О₂)=М(O₂)/М(Нe)=32 г/моль : 4 г/моль=8

D_Не(SO₂)=М(SO₂)/М(Нe)=64 г/моль : 4 г/моль=16

Молярну масу обчислювали за формулою: М=M_r г/моль.

M_r(He)=A_r(He)=4, тому М(Не)=4 г/моль

M_r(Н₂)=2•A_r(Н)=2•1=2, тому M(Н₂)=2 г/моль

М_r(CH₄)=A_r(C)+4•A_r(H)=12+4•1=16, тому M(CH₄)=16 г/моль

M_r(N₂)=2•A_r(N)=2•14=28, тому M(N₂)=28 г/моль

M_r(O₂)=2•A_r(О)=2•16=32, тому M(O₂)=32 г/моль

М_r(SO₂)=A_r(S)+2•A_r(O)=32+2•16=64, тому M(SO₂)=64 г/моль

 

Вправа 6

Oбчисліть відносну густину:

а) хлору Cl за повітрям;

D_{повітря}(Cl₂)=М(Cl₂)/М(повітря)=71 г/моль : 29 г/моль=2,4

б) амоніаку NH₃ за киснем;

D_O2(NН₃)=М(NH₃)/М(O₂)=17 г/моль : 32 г/моль=0,5

в) пропану C₃Н₈ за хлором;

D_Cl2(C₃Н₈)=М(C₃H₈)/М(Cl₂)=44 г/моль : 71 г/моль=0,6

г) вуглекислого газу CO₂ за повітрям;

D_{повітря}(CO₂)=М(CO₂)/М(повітря)=44 г/моль : 29 г/моль=1,5. 

д) амоніаку NH₃ за воднем;

D_H2(NH₃)=М(NH₃)/М(H₂)=17 г/моль : 2 г/моль =8,5

е) сірчистого газу SO₂ за озоном;

D_O3(SO₂)=М(SO₂)/М(O₃)=64 г/моль : 48 г/моль=1,3 

є) кисню за азотом N₂;

D_N2(O₂)=М(O₂)/М(N₂)=32 г/моль : 28 г/моль=1,1

ж) метану СН₄ за хлором Cl₂.

D_Cl2(CН₄)=М(CH₄)/М(Cl₂)=16 г/моль : 71 г/моль=0,2

Молярну масу обчислювали за формулою: М=M_r г/моль.

M_r(Cl₂)=2•A_r(Cl)=2•35,5=71, тому Mr(Cl₂)=71 г/моль

M_r(NH₃)=(A_r(N)+3•A_r(H))=14+3•1=17, тому M(NH₃)=17 г/моль

M_r(O₂)=2•A_r(О)=2•16=32, тому M(O₂)=32 г/моль

М_r(C₃H₈)=3•A_r(C)+8•A_r(H)=3•12+8•1=44, тому Мr(C₃H₈)=44

М_r(СO₂)=A_r(С)+2•A_r(O)=12+2•16=44, тому M(СO₂)=44 г/моль

M_r(Н₂)=2•A_r(Н)=2•1=2, тому M(Н₂)=2 г/моль

М_r(SO₂)=A_r(S)+2•A_r(O)=32+2•16=64, тому M(SO₂)=64 г/моль

M_r(O₃)=3•A_r(О)=3•16=48, тому M(O₃)=48 г/моль

М_r(CH₄)=A_r(C)+4•A_r(H)=12+4•1=16, M(CH₄)=16 г/моль

 

Вправа 7

Відносна густина невідомого газу за воднем дорівнює 17. Визначте молярну масу цього газу. Запишіть його хімічну формулу. 

Відомо: D_H2(газу)=17

Знайти: М(газу)-? Формулу газу-?

Розв'язання

D_H2(газу)=М(газу)/М(Н₂)

М(Н₂)=М_r(Н₂) г/моль=2•A_r(Н) г/моль=2•1 г/моль=2 г/моль.

М(газу)=D_Н2(газу)•М(Н₂)=17•2 г/моль=34 г/моль. Формула газу H₂S. 

 

Вправа 8

Маса 1 л газу за нормальних умов дорівнює 1,251 г. Обчисліть густину цього газу за воднем.

Відомо: m(газу)=1,251 г, V(газу)=1 л

Знайти D_H2(газу)-?

Розв'язання

І спосіб

Молярну масу обчислюють, знаючи масу 1 літра - це густина ρ=m/V=1,215 г/1 л=1,215 г/л.

М=V_M•ρ, де V_M = 22,4 л/моль та ρ=m/V

М(газу)=22,4 л/моль•1,215 г/л=28 г/моль

D_H2(газу)=M(газу)/M(H₂)=28 г/моль : 2 г/моль=14,

де M(H₂)=Mr(H₂) г/моль=2•Ar(Н) г/моль=2•1 г/моль=2 г/моль

ІІ спосіб

1. Обчислюємо кільксть речовини газу об'ємом 1 л за формулою: n=V/V_М, де V_М=22,4 л/моль.

n(газу)=V(газу):V_M=1 л : 22,4 л/моль=0,045 моль

2. Обчислюємо молярну масу газу за формулою: М=m/n.

М(газу)=m(газу):M(газу)=1,251 г : 0,045 моль=28 г/моль

3. Обчислюємо відносну густину.

D_H2(газу)=M(газу)/M(H₂)= 28 г/моль : 2 г/моль=14,
де M(H₂)=M_r(H₂) г/моль=2•A_r(Н) г/моль=2•1 г/моль=2 г/моль

Відповідь: D_H2(газу)=14

 

Вправа 9

Густина невідомого газу за повітрям 1,656. Обчисліть масу 1 л цього газу за нормальних умов. Який газ це міг би бути?

Відомо: D_{повітря}(газу)=1,656

Знайти: ρ(газу)-? Формулу газу-?

Розв'язання

І спосіб

1. Обчислюємо молярну масу.

D_{повітря}(газу)=М(газу)/М(повітря), звідси

М(газу)=D_{повітря}(газу)•М(повітря)=1,656•29 г/моль=48 г/моль

2. Обчислюємо густину (маса 1 л газу) за формулою: ρ=М/V_М, де V_M = 22,4 л/моль за н.у.

ρ(газу)=48 г/моль:22,4 л/моль=2,1428 г/л. Таку густину за н.у. має озон О₃.

ІІ спосіб

1. Обчислюємо молярну масу.

D_{повітря}(газу)=М(газу)/М(повітря), звідси

М(газу)=D_{повітря}(газу)•М(повітря)=1,656•29 г/моль=48 г/моль. Оскільки

M г/моль=M_r, тому M_r(газу)=48. Цим газом може бути озон О₃.

2. Обчислюємо кільксть речовини газу за формулою: n=V/V_М, де V_М = 22,4 л/моль.

n(газу)=V(газу)/V_M=1 л : 22,4 л/моль=0,045 моль

3. Обчислюємо масу газу за формулою: m=n•M.

m(газу)=n(газу)•M(газу)=48 г/моль•0,045 моль=2,14 г

Відповідь: ρ(газу)=2,14 г/л або m(газу)=2,14 г, озон О₃.

 

Вправа 10

Поясніть, чому відносні густини всіх газів за воднем більші за 1.

Бо водень - це газ, що має найменшу, у порівнянні з іншими газами, відносну молекулярну масу. Бо інакше всі гази мали б мати однакову чи меншу відносну молекулярну масу у порівнянні з воднем, що є неможливим, бо відносна атомна маса Гідрогену є найменшою.

 

Вправа 11

Густина деякого газу за киснем дорівнює 2. Чому дорівнює густина цього газу за воднем?

Відомо: D_О2(газу)=2

Знайти D_H2(газу)-?

Розв'язання

D_О2(газу)=M(газу)/M(О₂), тому M(газу)/M(О₂)=2, звідси

M(газу)=2•M(О₂)=2•32 г/моль=64 г/моль

D_H2(газу)=M(газу)/M(H₂)=64 г/моль : 2 г/моль=32

Відповідь: D_H2(газу)=32 

Молярну масу обчислювали за формулою: М=M_r г/моль. 

M_r(O₂)=2•A_r(О)=2•16=32, тому M(O₂)=32 г/моль

M_r(Н₂)=2•A_r(Н)=2•1=2, тому M(Н₂)=2 г/моль

 

Вправа 12

Який газ важчий за кисень у 1,5 разу й утворений однаковим елементом (мається на увазі Оксигеном)? 

Відомо: D_О2(O_x)=1,5

Знайти формулу O_x-?

Розв'язання

D_О2(O_x)=M_r(O_x)/M_r(О₂), тому M_r(O_x)/M_r(О₂)=1,5, звідси

M_r(O_x)=1,5•M_r(О₂)=1,5•2•А_r(О)=1,5•2•16=48  i M_r(Ox)=xA_r(O), тому 

xA_r(O)=48, звідси x=48:A_r(O)=48:16=3, отже, цим газом може бути озон О₃.

Відповідь: озон О₃

Важчий у 2 рази й утворений двома елементами (мається на увазі, що один з них є Оксигеном)?

Відомо: D_О2(газу)=2

Знайти: формулу газу -?

Розв'язання:

D_О2(газу)=M_r(газу)/M_r(О₂), тому M_r(газу)/M_r(О₂)=2, звідси

M_r(газу)=2•M_r(О₂)=2•2•А_r(О)=2•2•16=64.

Знайдемо формулу газу.

1. Припустимо, що молекула газу складається з двох атомів, тоді формула газу ЕО.

M_r(E)+M_r(O)=64, звідси M_r(E)=64-M_r(O)=64-16=48. Цим елементом є метал Титан Ті, але оксид ТіО не є газом, тому наше припущення не є вірним. 

2. Припустимо, що молекула газу складається з трьох атомів, тоді формули газу Е₂О або ЕО₂.

У першому випадку одержимо: 2•M_r(E)+M_r(O)=64, звідси 

M_r(E)=(64-M_r(O)):2=(64-16):2=24. Таку молярну масу має Магній, але загальна формула його оксиду інша, тому наше припущення не є вірним.

У другому випадку одержимо: M_r(E)+2•M_r(O)=64, звідси 

M_r(E)=64-2•Mr(O)=64-2•16=32. Таку молярну масу має Сульфур S, оксид якого SO₂ є газом.

Відповідь: сірчистий газ SO₂ 

 

Вправа 13

Сполуки Карбону й Нітрогену з Оксигеном за однакових умов мають однакову густину. Визначте формули цих сполук.

За умовою задачі сполуки Карбону й Нітрогену з Оксигеном за однакових умов мають однакову густину, тому їхні молярні маси рівні, а значить і відносні молекулярні маси є однакові. 

Однакові молекулярні маси мають сполука Оксигену з Карбоном складу СО₂ (M_r(CO₂)=12+2•16=44) і сполука Нітрогену з Оксигеном складу N₂O (M_r(N₂O)=2•14+16=44). 

Відповідь: СО₂ і N₂O.

Інші завдання дивись тут...