Для газообразного H2 найдите: 1) массу (г) 5,6 л (н.у.) газа;
2) объем 5,6 л (н.у.) газа при 25ºС и давлении 710 мм.рт.ст.;
3) относительную плотность газа по кислороду;
4) количество молекул H2 в 5,6 л (н.у.) газа;
5) эквивалентный объем (л) газа при н.у.;
Для Н2SO4 (М = 98 г/моль) найдите:
6) количество эквивалентов SO42--ионов в 24,5 г Н2SO4;
7) молярную массу эквивалента Н2SO4, соответствующую схеме перехода:
Н2SO4 ® SO2;
8) массу HCl (г), эквивалентную 9,8 г Н2SO4.
Атмосферное давление (нормальные условия) составляет приблизительно 760 мм ртутного столба. Объем газа (V) составляет 5,6 литра, а температура (T) в данном случае не указана. Подставим полученные значения:
760 * V = n * R * T
760 * 5,6 = n * 0,0821 * T
4256 = n * T
Мы не знаем температуру, но можем подставить любое значение для демонстрации расчета. Предположим, что температура составляет 273 К (0ºC). Тогда:
4256 = n * 273
n = 4256 / 273
n ≈ 15,610 молей.
Теперь, чтобы рассчитать массу (M) газа, используем уравнение:
M = n * M(молярная масса)
Молярная масса молекулы водорода (H2) равна приблизительно 2 г/моль.
M(H2) = n * M(H2)
M(H2) = 15,610 * 2
M(H2) ≈ 31,22 г.
Ответ: масса 5,6 л (н.у.) газа H2 составляет около 31,22 г.
2) Для перевода объема (V) газа при условиях комнатной температуры и давлении (25ºС и 710 мм ртутного столба) на объем при нормальных условиях (н.у.), воспользуемся уравнением состояния идеального газа: P1V1/T1 = P2V2/T2, где P1 - давление при изначальных условиях, V1 - объем при изначальных условиях, T1 - температура при изначальных условиях, P2 - давление при нормальных условиях (760 мм ртутного столба), V2 - объем при нормальных условиях (н.у.), T2 - температура при нормальных условиях (273 К):
710 * V1 / (25 + 273) = 760 * 5,6 / 273
710 * V1 / 298 = 760 * 5,6 / 273
298 * 710 * V1 = 760 * 5,6 * 273
V1 ≈ (760 * 5,6 * 273) / (298 * 710)
V1 ≈ 7,74 л
Ответ: объем газа H2 при 25ºС и давлении 710 мм ртутного столба, переведенный на объем при нормальных условиях, составляет примерно 7,74 л.
3) Для расчета относительной плотности (d) газа по кислороду нужно использовать следующую формулу:
d = M(газа)/M(кислорода),
где M(газа) - молярная масса газа, M(кислорода) - молярная масса кислорода.
Молярная масса кислорода равна приблизительно 32 г/моль.
d = 2/32
d ≈ 0,0625.
Ответ: относительная плотность газа H2 по кислороду составляет около 0,0625.
4) Для расчета количества молекул H2 (N) в 5,6 л (н.у.) газа, нужно использовать формулу:
N = n * N(A),
где n - количество вещества (в молях), N(A) - постоянная Авогадро (6,02 * 10^23 молекул/моль).
n = V / 22,4,
где V - объем газа в литрах.
n = 5,6 / 22,4
n = 0,25 моль.
N = 0,25 * 6,02 * 10^23
N ≈ 1,505 * 10^23
Ответ: количество молекул H2 в 5,6 л (н.у.) газа примерно равно 1,505 * 10^23.
5) Для расчета эквивалентного объема (V(экв)) газа при нормальных условиях (н.у.), нужно воспользоваться соотношением:
V(экв) = V * α,
где V - объем газа в литрах, α - коэффициент эквивалентности.
В данном случае, газ H2 является одноатомным двухвалентным,
поэтому α = 2.
V(экв) = 5,6 * 2
V(экв) = 11,2 л.
Ответ: эквивалентный объем газа H2 при н.у. составляет 11,2 л.
6) Для расчета количества эквивалентов SO42-ионов (n) в 24,5 г Н2SO4, нужно использовать формулу:
n = масса(Н2SO4) / эквивалентная масса(Н2SO4).
Эквивалентная масса (M(экв)) задается по формуле:
M(экв) = M(вещества) / зарядность(иона).
Зарядность ионов SO42- равна 2-.
Эквивалентная масса Н2SO4 = 98 г/моль / 2
Эквивалентная масса Н2SO4 = 49 г/экв.
n = 24,5 г / 49 г/экв
n ≈ 0,5 экв.
Ответ: количество эквивалентов SO42-ионов в 24,5 г Н2SO4 примерно равно 0,5 экв.
7) Для расчета молярной массы эквивалента Н2SO4 (M(H2SO4)), соответствующую схеме перехода Н2SO4 ® SO2, нужно знать массу эквивалента и мольные массы веществ.
Используем формулу:
M(H2SO4) = масса(экв) / число(экв),
где масса(экв) - масса эквивалента Н2SO4, число(экв) - количество эквивалентов в схеме перехода (здесь равно 1).
Масса(экв) Н2SO4 найдена ранее и равна 49 г/экв.
M(H2SO4) = 49 г/экв / 1
M(H2SO4) = 49 г/моль.
Ответ: молярная масса эквивалента Н2SO4, соответствующая схеме перехода Н2SO4 ® SO2, составляет 49 г/моль.
8) Для расчета массы HCl (M(HCl)), эквивалентной 9,8 г Н2SO4, нужно использовать формулу:
M(HCl) = масса(Н2SO4) * (коэффициент(Н2SO4)/коэффициент(HCl)) * M(HCl),
где коэффициент(Н2SO4) и коэффициент(HCl) - коэффициенты при соответствующих веществах в химическом уравнении, M(HCl) - молярная масса HCl.
В схеме перехода:
Н2SO4 ® SO2,
коэффициент(Н2SO4) = 1, а коэффициент(HCl) = 0 (так как HCl не участвует в реакции).
M(HCl) = 9,8 г * (1/0) * M(HCl)
Ответ нельзя найти, так как масса HCl эквивалентной 9,8 г Н2SO4 неопределена. Это может быть связано с некорректностью условия или опечаткой в вопросе.