ГДЗ Попель Хімія 8 клас §18 ВІДНОСНА ГУСТИНА ГАЗУ Відповіді до підручника

© 8next.com (відповіді, перероблене і доповнене)

У цих завданнях ГДЗ з хімії

синім кольором і сірим кольором дається відповідь, а зеленим — пояснення.

Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте

• Яка відмінність між густиною та відносною густиною газу?

Густина (ρ) — це фізична величина, що дорівнює відношенню маси речовини до її об’єму. Одиниця вимірювання густини — кг/м³ (або г/л, г/мл).

Відносна густина газу (D) — це відношення маси певного об'єму газу до маси такого самого об'єму іншого газу (за однакових температури і тиску). Є безрозмірною величиною, бо є відношенням двох величин однакової розмірності.

• Як установити, легший чи важчий газ за повітря?

Треба порівняти молярну масу газу (М) із середньою молярною масою повітря (29 г/моль). Газ, молярна маса якого більша, є важчий за повітря, а молярна маса якого менша — легший за повітря.

Як використовують відносну густину газу в розв’язуванні задач?

Якщо відома відносна густина деякого газу за іншим газом, то можна обчислити відносну молекулярну і молярну маси кожного із цих газів.

Думаймо

Чи можна за допомогою аналогічних обчислень з’ясувати, у скільки разів алюміній легший за свинець, а гліцерин важчий за етиловий спирт? Відповідь аргументуйте.

Можна. Маса твердої речовини або рідини об'ємом 1 см³ чисельно дорівнює її густині (або її ще називають дійсна густина), тому можна аналогічно речовини порівняти за густиною.

ρ(Al)=2,7 г/см³, ρ(Pb)=11,3 г/см³, ρ(Pb):ρ(Al)=11,3 г/см³ : 2,7 г/см³ = 4,2

ρ(гліцерин)=1,26 г/см³, ρ(етиловий спирт)=0,8 г/см³,

ρ(гліцерин):ρ(етиловий спирт)=1,26 г/см³ : 0,8 г/см³ = 1,6

Відповідь: алюміній у 4,2 рази легший за свинець, гліцерин у 1,6 разів важчий за етиловий спирт.

Розв'язуймо задачу

Обчисліть відносну густину вуглекислого газу за гелієм.

M(CO₂)=44 г/моль, M(He)=4 г/моль.

D_He(CO₂)=M(CO₂):M(He)=44 г/моль : 4 г/моль = 11

Думаймо

Доведіть, що водень і метан легші від повітря.

М(H₂)= 2 г/моль, M(CH₄)= 16 г/моль, молярна маса повітря дорівнює 29 г/моль.

Оскільки 2 <29 і 16 <29, обидва гази легші за повітря.

Виконаймо вправу

На малюнку — п’ять кульок з газами (He, HCl, Ar, NH₃, SO₂). Якщо газ легший за повітря, зобразіть у зошиті кульку з газом, яка рухається вгору, а якщо газ важчий за повітря, зобразіть кульку, що рухається вниз.

Вгору (↑) будуть рухаються кульки з газами, що легші за повітря: гелій (M(He)= 4 г/моль) та амоніак (M(NH₃)= 17 г/моль).

Вниз (↓) будуть рухатися кульки з газами, що важчі за повітря: хлороводень (M(HCl)= 36,5 г/моль), аргон (M(Ar)= 40 г/моль) і сірчистий газ (M(SO₂)= 64 г/моль).

Обговорюймо

Чому кисень, який важчий від повітря, не накопичується біля земної поверхні, а легший від повітря азот не піднімається вгору?

Гази не утворюють шарів завдяки дифузії та постійному перемішуванню повітря вітрами й конвекцією, що робить склад нижніх шарів атмосфери однорідним.

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про відносну густину газу, її обчислення та використання.

Відносна густина показує у скільки разів один газ важчий за інший за однакових умов і є безрозмірною величиною. Відносна густина газів дорівнює як відношенню густин газуватих речовин, так і відношенню їхніх молярних мас:

D_A(B)=ρ(В)/ρ(А)=M(B)/M(A).

Думаймо

Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам / однокласницям.

Чому набагато зручніше порівнювати густини газів, тобто визначати відношення їхніх густин?

Бо вимірювати маси газуватих речовин дуже незручно.

ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ

Вправа 189

Порівняйте величини «відносна густина» і «густина».

Відносна густина ― це відношення густини даної речовини до густини іншої речовини і є безрозмірною величиною. Густина — це фізична величина, що дорівнює відношенню маси речовини до її об’єму і має одиниці вимірювання (кг/м³, г/л, г/мл).

Вправа 190

Обчисліть відносну густину за воднем газів із такими формулами: Не, Ne, СН₄, NH₃, N₂, CO, SiH₄, SО₂. (Усно.)

Для Не:

М(Не)=4 г/моль, тому D_H2(Нe)=M(Нe)/M(H₂)=4 г/моль : 2 г/моль=2

Для Ne:

М(Не)=20 г/моль, D_H2(Ne)=M(Ne)/M(H₂)=20 г/моль : 2 г/моль=10

Для СН₄:

М(CН₄)=16 г/моль, D_H2(CH₄)=M(CH₄)/M(H₂)=16 г/моль : 2 г/моль=8

Для NH₃:

М(NН₃)=17 г/моль, D_H2(NH₃)=M(NH₃)/M(H₂)=17 г/моль : 2 г/моль=8,5

Для N₂:

М(N₂)=28 г/моль, D_H2(N₂)=M(N₂)/M(H₂)=28 г/моль : 2 г/моль=14

Для CO:

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

Для SiH₄:

М(SiН₄)=32 г/моль, D_H2(SiH₄)=M(SiH₄)/M(H₂)=32 г/моль : 2 г/моль=16

Для SО₂:

М(SO₂)=64 г/моль, D_H2(SO₂)=M(SO₂)/M(H₂)=64 г/моль : 2 г/моль=32

Вправа 191

Чому відносну густину газу наводять, не вказуючи умови — тиск і температуру?

Гази для порівняння беруться за однакових температури і тиску. Іншими словами, зміна тиску чи температури однаково впливає на густину й молярний об’єм обох газів, тому їхнє відношення завжди залишається сталим.

Вправа 192

Відносна густина за воднем газоподібної простої речовини становить 24. Яка хімічна формула цієї речовини?

Відомо: D_Н2(газу)=24

Знайти: формулу газу?

Розв'язання

D_Н2(газу)=М(газу)/М(Н₂), звідси

М(газу)=D_H2(газу)•М(Н₂)=24•2 г/моль=48 г/моль

Число 48 кратне 16 (A_r(O)=16), тому 48:16=3. Формула сполуки О₃ — озон.

Відповідь: О₃.

Вправа 193

Укажіть напрямок переміщення в повітрі:

а) газу хлору Cl₂, який використовували в хімічних атаках у Першій світовій війні;

Вниз (↓), бо хлор (M(Cl₂)=71 г/моль) важчий за повітря (29 г/моль).

б) газу амоніаку NH₃ в разі аварії на хімічному заводі.

Вверх (↑), бо амоніак (M(NH₃)=17 г/моль) легший за повітря (29 г/моль).

Вправа 194

Один зі способів збирання газу в хімічному досліді — витиснення ним повітря з посудини. Оберіть варіант розміщення пробірки (мал. 49), у яку збиратимете:

а) вуглекислий газ;

Вуглекислий газ (M(CO₂)=44 г/моль) важчий за повітря, тому його збирають, тримаючи пробірку дном донизу (перша пробірка)

б) водень;

Водень (M(H₂)=2 г/моль) легший за повітря, тому його збирають, тримаючи пробірку дном доверху (друга пробірка);

в) метан СН4.

Метан (M(CH₄)=16 г/моль) легший за повітря, тому його збирають, тримаючи пробірку дном доверху (друга пробірка).

Вправа 195

Чому відносна густина суміші газу етилену C₂H₄ з чадним газом CO не залежить від її кількісного складу?

Етилен і чадний газ мають однакову молярну масу (28 г/моль), тому середня молярна маса їхньої суміші завжди дорівнює 28 г/моль.

Вправа 196

Обчисліть густину повітря за нормальних умов.

Відомо: М(повітря)=29 г/моль

Знайти: ρ(повітря)–?

Розв'язання

ρ(повітря)=М(повітря):V_M=29 г/моль : 22,4 л/моль=1,295 г/л

Відповідь: густина повітря за н.у. дорівнює 1,295 г/л.

Вправа 197

Відносна густина газу А за повітрям становить 1,59. Обчисліть відносну молекулярну масу цього газу.

Відомо: D_{повітря}(А)=1,59, М(повітря)=29 г/моль

Знайти: M_r(А)–?

Розв'язання

D_{повітря}(А)=М(A)/М(повітря), звідси

М(А)=D_{повітря}(А)•М(повітря)=1,59•29 г/моль=46,11 г/моль, а М_r(А)=46,11

Відповідь: М_r(А)=46,11.

Вправа 198

Є газ, який легший за повітря в 1,7 раза. Важчий чи легший він за метан CH₄ й у скільки разів?

Відомо: D_газ(повітря)=1,7, М(повітря)=29 г/моль

Знайти: у скільки разів цей газ важчий чи легший за метан?

Розв'язання

D_газ(повітря)=М(повітря)/М(газу), звідси

М(газу)=М(повітря):D_газ(повітря)=29 г/моль:1,7=17 г/моль

М(СН₄)=16 г/моль

D_CH4(газу)=М(газу)/М(СН₄)=17 г/моль : 16 г/моль=1,06

Відповідь: цей газ важчий за метан у 1,06 рази.

Вправа 199

Маса газу X об'ємом 2 л становить 3,75 г, а маса такого самого об'єму газу У — 2,32 г. Обчисліть густину газу X, а також його відносну густину за газом Y.

Відомо: m(Х)=3,75 г, m(Y)=2,32 г, V(X)=V(Y)=2 л

Знайти: ρ(X)–?, D_Y(X)–?

Розв'язання

Обчислюємо густину газу Х:

ρ(Х)=m(Х)/V(X)=3,75 г : 2 л = 1,875 г/л

Обчислюємо густину газу Y:

ρ(Y)=m(Y)/V(Y)=2,32 г : 2 л = 1,16 г/л

Обчислюємо густину газу X за газом Y:

D_Y(Х)=ρ(x)/ρ(Y)=1,875 г/л : 1,16 г/л =1,6

Відповідь: ρ(Х)=1,875 г/л, D_Y(Х)=1,6.

Вправа 200

Один літр деякого газу за нормальних умов має масу 1,96 г. Яка відносна густина цього газу за азотом?

Відомо: V(газу)=1 л і m(газу)=1,96 г

Знайти: D_N2(газу)–?

Розв'язання

Обчислюємо густину газу.

ρ(газу) = m(газу)/V(газу) = 1,96 г : 1 л = 1,96 г/л

Обчислюємо молярну масу газу.

М(газу)=ρ(газу)•V_M=1,96 г/л • 22,4 л/моль=43,904 г/моль

Обчислюємо відносну густину газу за азотом.

М(N₂)=28 г/моль

D_N2(газу)=М(газу)/М(N₂)=43,904 г/моль : 28 г/моль = 1,56

Відповідь: D_N2(газу)=1,56.

Вправа 201

Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.

Відносна густина газу — relative gas density, густина — density, середня молярна маса повітря — average molar mass of air.

Вправа 202

Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.

Навчальні досягнення (що я знаю та вмію)	Самооцінка
Знаю суть величини «відносна густина газу».	...
Знаю відмінність між густиною і відносною густиною газів.	...
Вмію визначити легший чи важчий газ за повітря.	...
Вмію використовувати відносну густину газу в розв'язуванні задач.	...

––––––– ПРОГРАМА 2021 року і 2016 року –––––––

§21 і §22 Відносна густина газу

Вправа 142 / 160

Зіставте фізичні величини «відносна густина» і «густина».

Густина ― це характеристика речовини, що показує, яку масу має 1 м³ цієї речовини. Вимірюється в кг/м³ (г/см³).

Відносна густина ― це відношення густини даної речовини до густини іншої речовини. Величина безрозмірна, бо отримується діленням величин однакової розмірності.

Вправа 143 / 161

Для відносної густини газу не вказують умови — тиск і температуру, бо гази для порівняння беруться за одних і тих самих умов.

Вправа 144 / 162

Визначте густину повітря за нормальних умов.

Відомо: М(повітря)=29 г/моль

Знайти: ρ(повітря)–?

Розв'язання

Густину повітря знаходимо за формулою: ρ=М/V_M, де V_M=22,4 л/моль за н.у.

ρ(повітря)=М(повітря):V_M=29 г/моль : 22,4 л/моль=1,295 г/л

Відповідь: густина повітря за н.у. 1,295 г/л.

Вправа 145 / 163

Обчисліть відносну густину за воднем газів із такими формулами: Не, Ne, СН₄, NH₃, N₂, CO, SiH₄, SО₂. (Усно.)

Відносну густину обчислюємо за формулою D=M₁/M₂, де М₁, М₂ – молярні маси.

Для Не:

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

D_H2(Нe)=M(Нe)/M(H₂)=4 г/моль : 2 г/моль=2

Для Ne:

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

D_H2(Ne)=M(Ne)/M(H₂)=20 г/моль : 2 г/моль=10

Для СН₄:

M_r(CH₄)=A_r(C)+4•A_r(H)=12+4•1=16, тому М(CН₄)=16 г/моль

D_H2(CH₄)=M(CH₄)/M(H₂)=16 г/моль : 2 г/моль=8

Для NH₃:

M_r(NH₃)=A_r(N)+3•A_r(H)=14+3•1=17, тому М(NН₃)=17 г/моль

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

Для N₂:

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

D_H2(N₂)=M(N₂)/M(H₂)=28 г/моль : 2 г/моль=14

Для CO:

M_r(CO)=A_r(C)+A_r(O)=12+16=28, тому М(CO)=28 г/моль

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

Для SiH₄:

M_r(SiH₄)=A_r(Si)+4•A_r(H)=28+4•1=32, тому М(SiН₄)=32 г/моль

D_H2(SiH₄)=M(SiH₄)/M(H₂)=32 г/моль : 2 г/моль=16

Для SО₂:

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

D_H2(SO₂)=M(SO₂)/M(H₂)=64 г/моль : 2 г/моль=32

Вправа 146 / 164

Важчими за повітря будуть гази, молярна маса яких більша за молярну масу повітря (M(повітря)=29 г/моль), наприклад, кисень О₂, вуглекислий газ СО₂, сульфур (IV) оксид SO₂.

Доведемо це.

M(О₂)=M_r(O₂) г/моль=2•A_r(О) г/моль =2•16 г/моль=32 г/моль

D_{повітря}(О₂)=M(О₂)/M(повітря)=32 г/моль : 29 г/моль=1,1

Отже, кисень у 1,1 рази важчий від повітря;

M(СО₂)=M_r(СO₂) г/моль=(A_r(C)+2•A_r(О)) г/моль=(12+2•16) г/моль=44 г/моль

D_{повітря}(СО₂)=M(СО₂)/M(повітря)=44 г/моль : 29 г/моль=1,5

Отже, вуглекислий газ у 1,5 рази важчий від повітря;

M(SО₂)=M_r(SO₂) г/моль=(A_r(S)+2•Ar(О)) г/моль=(32+2•16) г/моль=64 г/моль

D_{повітря}(SO₂)=M(SO₂)/M(повітря)=64 г/моль : 29 г/моль=2,2

Отже, карбон (IV) оксид у 2,2 рази важчий від повітря.

Вправа 147 / 165

Газоподібна проста речовина має відносну густину за воднем 24. Знайдіть формулу речовини. (Усно.)

Відомо: D_Н2(газу)=24

Знайти: формулу газу?

Розв'язання

D_Н2(газу)=М(газу)/М(Н₂), звідси

М(газу)=D_H2(газу)•М(Н₂)=24•2 г/моль=48 г/моль

Число 48 кратне 16 (A_r(O)=16), тому 48:16=3. Формула сполуки О₃ — озон.

Відповідь: О₃.

Вправа 148 / 166

Відносна густина газу А за повітрям становить 1,59. Визначте відносну молекулярну масу цього газу.

Відомо: D_{повітря}(А)=1,59, М(повітря)=29 г/моль

Знайти: M_r(А)–?

Розв'язання

D_{повітря}(А)=М(A)/М(повітря), звідси

М(А)=D_{повітря}(А)•М(повітря)=1,59•29 г/моль≈46 г/моль, а М_r(А)=46

Відповідь: М_r(А)=46

Вправа 149 / 167

Деякий газ легший за повітря в 1,7 раза. Важчий чи легший він за метан СН₄ й у скільки разів?

Відомо: D_газом(повітря)=1,7, М(повітря)=29 г/моль

Знайти: у скільки разів цей газ важчий чи легший за метан?

Розв'язання

D_газом(повітря)=М(повітря)/М(газу), звідси

М(газу)=М(повітря):D_газом(повітря)=29 г/моль:1,7=17 г/моль

М(СН₄)=M_r(CH₄) г/моль=(A_r(C)+4•A_r(H)) г/моль=(12+4•1) г/моль=16 г/моль

D_CH4(газу)=М(газу)/М(СН₄)=17 г/моль : 16 г/моль=1,06

Відповідь: цей газ важчий за метан у 1,06 рази.

Вправа 150 / 168

Маса 2 л газу X становить 3,75 г, а маса такого самого об\'єму газу У — 2,32 г. Визначте густину газу X, а також його відносну густину за газом Y.

Відомо: m(Х)=3,75 г, m(Y)=2,32 г, V(X)=V(Y)=2 л

Знайти: ρ(X)–?, D_Y(X)–?

Розв'язання

І спосіб

Обчислюємо густину газу Х:

ρ(Х)=m(Х)/V(X)=3,75 г : 2 л = 1,875 г/л

За умовою задачіV(Y)=V(X), тому відносну густину знаходимо за формулою:

D_Y(Х)=m(x)/m(Y)=3,75 г : 2,32 г=1,6

ІІ спосіб

Обчислюємо кількість речовини газу Х за формулою: n=V/V_M, де V_M=22,4 г/моль за н.у.

n(X)=V(X)/V_M=2 л : 22,4 л/моль=0,089 моль

Молярну масу знаходимо з формули M=m/n

M(Х)=m(Х):n(Х)=3,75 г : 0,089 моль=42 г/моль

Густину газу Х знаходимо за формулою ρ=М/V_M, де V_M=22,4 л/моль за н.у.

ρ(Х)=М(Х)/V_M=42 г/моль : 22,4 л/моль=1,875 г/л

За умовою задачі V(Y)=V(X), тому n(Y)=n(X).

Знаходимо молярну масу газу Y:

M(Y)=m(Y):n(Y)=2,32 г : 0,089 моль=26 г/моль

Обчислюємо відносну густину за газом Y:

D_Y(Х)=М(X)/М(Y)=42/26=1,6

Відповідь: ρ(Х)=1,875 г/л, D_Y(Х)=1,6

Вправа 151 / 169

Один літр деякого газу за нормальних умов має масу 1,96 г. Яка відносна густина цього газу за азотом?

Відомо: V(газу)=1 л і m(газу)=1,96 г, або ρ(газу)=1,96 г/л

Знайти: D_N2(газу)–?

Розв'язання

І спосіб

З формули ρ=М/V_M, де V_M=22,4 л/моль за н.у., знаходимо молярну масу М=ρ•V_M. Маса 1 літра газу за нормальних умов – це густина, тому в задачі ρ(газу)=1,96 г/л.