Інші завдання дивись тут...

Відносна густина газів D обчислюється за формулами: 

D=ρ1/ρ2; D=M1/M2; D=Mr1/Mr2, де

ρ1ρ2 - 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

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.

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

DН2(газу)=М(газу)/М(Н2) або DH2(газу)=Мr(газу)/Мr(Н2) ;

DНе(газу)=М(газу)/М(Не) або DHe(газу)=Мr(газу)/Мr(Не);

DСО2(газу)=М(газу)/М(СО2) або DCO2(газу)=Мr(газу)/Мr(СО2) .

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

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.

DН22)=М(О2)/М(Н2)=32 г/моль : 2 г/моль=16.

б) азот? У 1,1 рази. 

DN2(O2)=М(О2)/М(N2)=32 г/моль : 28 г/моль = 1,1

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

Мr(О2)=2•Ar(О)=2•16=32, тому М(О2)=32 г/моль

Мr(Н2)=2•Ar(Н)=21=2, тому М(Н2)=2 г/моль.

Мr(N2)=2•Ar(N)=214=28, тому M(N2)=28 г/моль. 

 

Вправа 3. У якого з газів найменша відносна густина за воднем: азот; кисень; гелій?

DН2(N2)=М(N2)/М(Н2)=28 г/моль: 2 г/моль = 14

DН22)=М(О2)/М(Н2)= 32 г/моль : 2 г/моль = 16

DН2(He)=М(He)/М(Н2)= 4 г/моль : 2 г/моль = 2

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

Mr(Н2)=2•Ar(Н)=2•1=2, тому M(Н2)=2 г/моль.

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

Mr(O2)=2•Ar(О)=2•16=32, тому M(O2)=32 г/моль.

Мr(Не)=Ar(He)=4, тому M(He)=4 г/моль.

 

Вправа 4. Знайдіть відносну густину гелію й неону:

а) за воднем;

DН2(He)=М(He)/М(Н2)=4 г/моль : 2 г/моль = 2

DН2(Ne)=М(Ne)/М(Н2)= 20 г/моль : 2 г/моль = 10

б) за повітрям.

Dповітря(He)=М(He)/М(повітря)=4 г/моль : 29 г/моль=0,14.

Dповітря(Ne)=М(Ne)/М(повітря)=20 г/моль : 29 г/моль =0,7.

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

Mr(He)=Ar(He)=4, тому М(Не)=4 г/моль.

Mr(Ne)=Ar(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.

DНе2)=М(H2)/М(Нe)=2 г/моль : 4 г/моль = 0,5

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

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

DНе2)=М(O2)/М(Нe)=32 г/моль : 4 г/моль = 8

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

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

Mr(He)=Ar(He)=4, тому М(Не)=4 г/моль.

Mr(Н2)=2•Ar(Н)=2•1=2, тому M(Н2)=2 г/моль.

Мr(CH4)=Ar(C)+4•Ar(H)=12+4•1=16, тому M(CH4)=16 г/моль.

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

Mr(O2)=2•Ar(О)=2•16=32, тому M(O2)=32 г/моль.

Мr(SO2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64, тому M(SO2)=64 г/моль.

 

Вправа 6. Oбчисліть відносну густину:

а) хлору Cl за повітрям;

Dповітря(Cl2)=М(Cl2)/М(повітря)=71 г/моль : 29 г/моль=2,4

б) амоніаку NH3 за киснем;

DO2(NН3)=М(NH3)/М(O2)=17 г/моль : 32 г/моль=0,5

в) пропану C3Н8 за хлором;

DCl2(C3Н8)=М(C3H8)/М(Cl2)=44 г/моль : 71 г/моль=0,6

г) вуглекислого газу CO2 за повітрям;

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

д) амоніаку NH3 за воднем;

DH2(NH3)=М(NH3)/М(H2)=17 г/моль : 2 г/моль =8,5

е) сірчистого газу SO2 за озоном;

DO3(SO2)=М(SO2)/М(O3)=64 г/моль : 48 г/моль=1,3 

є) кисню за азотом N2;

DN2(O2)=М(O2)/М(N2)=32 г/моль : 28 г/моль=1,1

ж) метану СН4 за хлором Cl2.

DCl2(CН4)=М(CH4)/М(Cl2)=16 г/моль : 71 г/моль =0,2

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

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

Mr(NH3)=(Ar(N)+3•Ar(H))=14+3•1=17, тому M(NH3)=17 г/моль. 

Mr(O2)=2•Ar(О)=2•16=32, тому M(O2)=32 г/моль.

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

Мr(СO2)=Ar(С)+2•Ar(O)=12+2•16=44, тому M(СO2)=44 г/моль.

Mr(Н2)=2•Ar(Н)=2•1=2, тому M(Н2)=2 г/моль.

Мr(SO2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64, тому M(SO2)=64 г/моль.

Mr(O3)=3•Ar(О)=3•16=48, тому M(O3)=48 г/моль.

Мr(CH4)=Ar(C)+4•Ar(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: DH2(газу)=17

Знайти: М(газу)-? Формулу газу-?

Розв'язання:

DH2(газу)=М(газу)/М(Н2), звідси М(газу)=DН2(газу)М(Н2)=DН2(газу)Мr(Н2) г/моль=17•2•Ar(Н) г/моль= 17•2•1 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 DH2(газу)-?

Розв'язання:

І спосіб

Молярну масу легко обчислити, знаючи масу 1 літра (бо це густина ρ=m/V=1,215 г/1 л=1,215 г/л).

М=VMρ, де VM - постійна величина і дорівнює за н.у. 22,4 л/моль та ρ=m/V. 

М(газу)=22,4 л/моль1,215 г/л=28 г/моль. 

DH2(газу)=M(газу)/M(H2)=28 г/моль : 2 г/моль=14,

де M(H2)=Mr(H2) г/моль=2Ar(Н) г/моль=21 г/моль=2 г/моль

Відповідь: DH2(газу)=14

ІІ спосіб

1. Обчислюємо кільксть речовини газу об'ємом 1 л за формулою n=V/VМ, де VМ – постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль,

n=1 л : 22,4 л/моль=0,045 моль.

2. Обчислюємо молярну масу газу.

З формули n=m/M знаходимо молярну масу М=m/n.

М(газу)=1,251 г / 0,045 моль=28 г/моль. 

3. Обчислюємо відносну густину.

DH2(газу)=M(газу)/M(H2)= 28 г/моль : 2 г/моль=14,
де 
M(H2)=Mr(H2) г/моль=2Ar(Н) г/моль=21 г/моль=2 г/моль

Відповідь: DH2(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: Dповітря(газу)=1,656

Знайти: ρ(газу)-? Формулу газу-?

Розв'язання:

І спосіб

1. Знайдемо молярну масу.

Dповітря(газу)=М(газу)/М(повітря), звідси молярна маса М(газу)=Dповітря(газу)М(повітря)=1,656•29 г/моль=48 г/моль. 

2. Знайдемо густину - це маса 1 л газу - за формулою ρ=М/VМ, де VM - постійна величина і дорівнює 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. Знайдемо молярну масу.

Dповітря(газу)=М(газу)/М(повітря), звідси молярна маса М(газу)=Dповітря(газу)М(повітря)=1,656•29 г/моль=48 г/моль. Оскільки M г/моль=Mr, тому Mr(газу)=48. Цим газом може бути озон О3.

2. Обчислюємо кільксть речовини газу об'ємом 1 л за формулою n=V/VМ, де VМ – постійна величина і за н.у. дорівнює 22,4 л/моль,

n=1 л : 22,4 л/моль=0,045 моль.

3. Обчислюємо масу газу.

З формули n=m/M знаходимо масу m=M•n.

m(газу)=48 г/моль0,045 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: DО2(газу)=2

Знайти DH2(газу)-?

Розв'язання:

DО2(газу)=M(газу)/M(О2), тому M(газу)/M(О2)=2, звідси

M(газу)=2M(О2)=2•32 г/моль=64 г/моль

DH2(газу)=M(газу)/M(H2)=64 г/моль : 2 г/моль=32

Відповідь: DH2(газу)=32 

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

Mr(O2)=2•Ar(О)=2•16=32, тому M(O2)=32 г/моль.

Mr(Н2)=2•Ar(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: DО2(Ox)=1,5

Знайти формулу Ox-?

Розв'язання:

DО2(Ox)=Mr(Ox)/Mr(О2), тому Mr(Ox)/Mr(О2)=1,5, звідси

Mr(Ox)=1,5•Mr(О2)=1,5•2•Аr(О)=1,5•2•16=48  i Mr(Ox)=xAr(O), тому xAr(O)=48,

звідси x=48:Ar(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: DО2(газу)=2

Знайти: формулу газу -?

Розв'язання:

DО2(газу)=Mr(газу)/Mr(О2), тому Mr(газу)/Mr(О2)=2, звідси

Mr(газу)=2•Mr(О2)=2•2•Аr(О)=2•2•16=64.

Знайдемо формулу газу.

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

Mr(E)+Mr(O)=64, звідси Mr(E)=64-Mr(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 матимуть вигляд Е2О або ЕО2.

У першому випадку одержимо: 2Mr(E)+Mr(O)=64, звідси Mr(E)=(64-Mr(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: Mr(E)+2Mr(O)=64, звідси Mr(E)=64-2Mr(O)=64-216=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 Mr(CO2)=12+216=44 і сполука Нітрогену з Оксигеном складу N2O Mr(N2O)=214+16=44

Відповідь: СО2 і N2O.

Інші завдання дивись тут...