3.1. Используя предложенные Вам справочные материалы, вычислите молярные массы веществ и заполните полученные данные в таблицу. 3.2. На часах уравновешены две закрытые пробками колбы объемом 1 л и 1,5 л. Первую колбу заполнили газом озоном О3 и герметично закупорили. Каким газом, согласно таблице, следует заполнить вторую колбу, чтобы вернуть весы в равновесие? Укажите номер вещества.

Решение:

Для решения задания 3.1 необходимо рассчитать молярные массы для каждого вещества, используя атомные массы элементов из периодической таблицы.

Расчет молярных масс:

• Водород (H₂): Молярная масса = 2 × (атомная масса водорода) = 2 × 1.008 г/моль ≈ 2.02 г/моль
• Углекислый газ (CO₂): Молярная масса = (атомная масса углерода) + 2 × (атомная масса кислорода) = 12.01 г/моль + 2 × 16.00 г/моль = 12.01 + 32.00 = 44.01 г/моль
• Силициум (SiH₄): Молярная масса = (атомная масса кремния) + 4 × (атомная масса водорода) = 28.09 г/моль + 4 × 1.008 г/моль = 28.09 + 4.032 = 32.122 г/моль

Заполненная таблица (3.1):

Ответ на 3.2:

Для того чтобы весы вернулись в равновесие, масса газа во второй колбе должна быть равна массе газа в первой колбе. В первой колбе находится озон (O₃), его молярная масса составляет 48 г/моль (3 × 16.00 г/моль). Нам нужно найти газ из таблицы с молярной массой, близкой к 48 г/моль, но при этом учитывая, что вторая колба объемом 1.5 л, а первая 1 л. Масса газа равна объему, умноженному на плотность (которая пропорциональна молярной массе при одинаковых условиях). Если бы объемы были равны, нам бы понадобился газ с молярной массой 48 г/моль. Однако, так как объем второй колбы больше, нам нужен газ с меньшей молярной массой, чтобы при большем объеме масса была той же. По условию задачи, колбы должны быть уравновешены, что подразумевает одинаковую массу газа в них. Следовательно, нам нужно найти вещество с молярной массой, которое при объеме 1.5 л даст такую же массу, как O₃ в объеме 1 л. Если предположить, что мы ищем газ из списка, и не учитывать разницу в объеме для поиска, то можно искать ближайшую молярную массу. Однако, если задача подразумевает, что мы должны заполнить вторую колбу газом так, чтобы массы были равны, то это возможно, если масса газа в колбе 2 равна массе газа в колбе 1. Из предложенных вариантов, ни один газ не имеет молярной массы, равной 48 г/моль. Предположим, что вопрос подразумевает, что вторую колбу нужно заполнить таким газом, чтобы компенсировать вес озона, если бы колбы были одинакового объема. В таком случае, мы бы искали газ с молярной массой 48 г/моль. Однако, в таблице нет такого газа. Если предположить, что вопрос ставит задачу подобрать газ из таблицы, который при заданном объеме 1.5л будет иметь ту же массу, что и O3 в 1л, то нам нужен газ с молярной массой, которая при умножении на 1.5 даст тот же результат, что и 48 при умножении на 1. Это означает, что молярная масса газа должна быть 48 * (1/1.5) = 32 г/моль. В таблице есть газ с молярной массой близкой к 32 г/моль - это SiH4 (32.12 г/моль). Номер вещества: 3