Вопросы и задания 1. Баллон вмещает 30 моль сжатого кислорода. Какой объём займёт этот газ при н. у.? 2. Какой объём займет при н. у. водород количеством вещества: a) 3 моль; б)…

Конечно, давайте разберем каждый из вопросов по очереди.

1. Баллон вмещает 30 моль сжатого кислорода. Какой объем займёт этот газ при н.у.?

При нормальных условиях (н. у. — 0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает примерно 22,4 литра. Поэтому объём 30 моль кислорода можно рассчитать по формуле: \[ V = n \times V_m \] где \( V_m = 22,4 \, \text{л/моль} \), а \( n = 30 \, \text{моль} \).

\[ V = 30 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 672 \, \text{л} \]

Таким образом, газ займёт 672 литра.

2. Какой объем займет при н. у. водород количеством вещества: a) 3 моль: \[ V = 3 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 67,2 \, \text{л} \]

   б) 0,4 моль: \[ V = 0,4 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 8,96 \, \text{л} \]

   в) 2 моль: \[ V = 2 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 44,8 \, \text{л} \]

   г) 400 моль: \[ V = 400 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 8960 \, \text{л} \]

3. Колба объёмом 500 мл заполнена хлором при н. у. Определить количество вещества и число молекул.

Объём в литрах: \( 500 \, \text{мл} = 0,5 \, \text{л} \). Количество вещества можно найти следующим образом: \[ n = \frac{V}{V_m} = \frac{0,5 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,0223 \, \text{моль} \]

Теперь найдем число молекул. В одной моль содержится \( 6,022 \times 10^{23} \) молекул: \[ N = n \times N_A = 0,0223 \, \text{моль} \times 6,022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} \approx 1,34 \times 10^{22} \, \text{молекул} \]

4. Какой объем кислорода (н. у.) потребуется для сгорания угля массой 24 г?

Углерод (С) сгорает по схеме: \[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \] Молярная масса углерода: \( 12 \, \text{г/моль} \).

Сначала найдем количество вещества углерода: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{24 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моль} \]

Для сгорания 1 моль углерода требуется 1 моль кислорода, следовательно, для 2 моль: Объем кислорода: \[ V = n \times V_m = 2 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 44,8 \, \text{л} \]

5. Каковы объем (н. у.) и масса водорода, выделившегося при взаимодействии 6,9 г металла натрия с водой?

Уравнение реакции: \[ 2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \] Молярная масса натрия (Na) составляет 23 г/моль.

Количество вещества натрия: \[ n = \frac{6,9 \, \text{г}}{23 \, \text{г/моль}} = 0,3 \, \text{моль} \]

По уравнению реакции видно, что 2 моль натрия дают 1 моль водорода, следовательно, 0,3 моль натрия даст: \[ n_H2 = \frac{0,3 \, \text{моль}}{2} = 0,15 \, \text{моль} \]

Объем водорода при н. у.: \[ V_{H2} = n_H2 \times V_m = 0,15 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 3,36 \, \text{л} \]

Масса водорода (молярная масса H2 примерно 2 г/моль): \[ m = n_H2 \times M = 0,15 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} = 0,3 \, \text{г} \]

6. Рассчитайте объём (н. у.) сернистого газа SO₂, образующегося: а) при сгорании 3,2 г серы: Сера сгорает по схеме: \[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \] Молярная масса серы (S) составляет 32 г/моль.

   Количество вещества серы: \[ n = \frac{3,2 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]

   Объём сернистого газа: Поскольку 1 моль серы дает 1 моль SO₂: \[ V = n \times V_m = 0,1 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 2,24 \, \text{л} \]

   б) при затрате на сгорание серы 44,8 л кислорода; 2,24 л кислорода; 11,2 л кислорода.

При реакции 1 моль серы требует 1 моль кислорода, и 1 моль газа занимает 22,4 л.

1. Для 44,8 л кислорода: \[ n_{O2} = \frac{44,8 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 2 \, \text{моль} \] Образуется 2 моль SO₂: \[ V_{SO2} = 2 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 44,8 \, \text{л} \]

2. Для 2,24 л кислорода: \[ n_{O2} = \frac{2,24 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \] Образуется 0,1 моль SO₂: \[ V_{SO2} = 0,1 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 2,24 \, \text{л} \]

3. Для 11,2 л кислорода: \[ n_{O2} = \frac{11,2 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,5 \, \text{моль} \] Образуется 0,5 моль SO₂: \[ V_{SO2} = 0,5 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 11,2 \, \text{л} \]

Надеюсь, ответы были полезными. Если есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь спрашивать!