КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ОТНОШЕНИЯ В ХИМИИ часть 4

Тренировочные упражнения для обучающихся по теме: «Количественные отношения в химии» часть 4

Относительная плотность газов

Это величина, показывающая во сколько раз один газ плотнее (тяжелее) или легче другого, т е «по» как подсказка по какому газу, и это значение всегда в знаменателе формулы.

Находится по формуле D=M₁/ M₂ (по). Величина относительной плотности выходит безразмерная, так как значения молярных масс в г/моль сокращаются.

По относительной плотности газов можно найти молярную массу газа. M₁=D· M₂ (по)

Примеры решения задач

1. Рассчитайте относительную плотность углекислого газа по кислороду.

Зная молярные массы углекислого газа и кислорода, численно равные молекулярным, производим деление чисел по формуле D(СО₂)=M₁/ M₂ (по)

44г/моль: 32 г/моль = 1,375. Здесь мы понимаем, что углекислый газ тяжелее кислорода.

1. Рассчитайте относительную плотность водорода по кислороду. Производя простые расчеты, получаем 0,0625. Здесь мы понимаем, что водород легче кислорода.

В задачах часто применяют выражение по воздуху. Молярная масса воздуха принята 29г/моль

1. Вычислите молярную массу газа, если относительная плотность его по воздуху равна 2. Из формулы D=M₁/ M₂ (по), находим выражение М₁.

В выражение М₁= D·M₂ (по) подставляем 29г/моль ·2=58 г/моль. М₁=58г/моль.

1. Вычислите относительную плотность кислорода по азоту, углекислого газа по воздуху, пропана (С₃Н₈) по воздуху

2. Плотность газа по азоту составляет 1,57. Вычислите его молярную массу. Подставив значения в формулу М₁= D·M₂, получаем 44 г/моль

3. Какие из приведенных газов можно использовать для наполнения аэростатов и воздушных шаров : кислород, гелий, водород, хлор, углекислый газ. Дайте пояснения. Для ответа ученики сравнивают молярную массу каждого газа с массой воздуха и становится понятно, почему шарики наполненные воздухом «падают на землю»

Известно, что молярная масса газа равна произведению молярного объема на плотность: M = V_m · ρ

Формулу для газов M = V_m · ρ, можно применять в решении задач:

1. Рассчитайте плотность (н.у) оксида углерода- IV в г/л

ρ(CO₂) = 44 г/моль :22,4 моль/л = 1,96 г/л

1. Рассчитайте плотность сероводорода в г/л ρ(Н₂S)= 1,51 г/л

оксида азота - IV в г/л ρ(NO₂) = 2,05 г/л

В решении задач иногда приходится комбинировать две формулы: M = V_m · ρ

и D=M₁/ M₂

1. Например, такая задача:

Рассчитайте относительную плотность газа по водороду, если его плотность равна 1,339 г/л.

Для начала необходимо их формулы M = V_m · ρ, определить массу газа, подставив значения: 22,4 л/моль·1,339 г/л, сокращаем значение л и получаем 30 г/моль. Затем в формулу относительной плотности газов D=M₁/ M₂, подставляем 30г/моль/2 г/моль = 15

1. Рассчитайте относительную плотность газа по воздуху, если его плотность равна 1,968 г/л D=1,52

2. Рассчитать плотность некоторого газа, если относительная плотность его по азоту равна 2,07. Комбинируем формулы и получаем М₁=58г/моль. Находим плотность газа, разделив 58г/моль: 22,4 л/моль =2,58 г/л

В решении задач на плотность, иногда указывают смесь газов

1. Рассчитайте плотность смеси газов по воздуху, состоящей из 28 л кислорода и 10 л водорода

Сначала находим моль каждого газа по формуле ν = V / Vm и получаем

ν(О₂)=1,25 моль и ν(Н₂)=0,44 моль, общее число моль =1,69 моль

Теперь находим массу газов по формуле m= М·ν и получаем m(О₂)=1,25·32=40г

m(Н₂)=0,44·2=0,88г.

По формуле М= m /ν, определяем молярную массу смеси и получаем

40г + 0,88г :1,69моль =24 г/моль.

По формуле относительной плотности газов D=M₁/ M₂,

получаем 24г/моль: 29г/моль =0,83

1. Вычислите относительную плотность газовой смеси, состоящей из 7 г водорода и 2,2 г углекислого газа по водороду

Общее число моль обоих газов =0,3

Масса смеси =2,9 г

Молярная масса смеси равна 2,9г /0,3моль = 9,67 г/моль

Dсмеси =9,67 г/моль /2г/моль(Н₂) = 4,8