3.2. Какой из приведённых в таблице газов следует смешать с водородом H₂, чтобы образовалась газовая смесь с такой же плотностью, что и воздух? (Средняя молярная масса воздуха равна 29 г/моль.) Укажите номер вещества.

Чтобы решить эту задачу, нам нужно понять, какой газ при смешивании с водородом H₂ даст среднюю молярную массу, равную молярной массе воздуха (29 г/моль). Молярная масса водорода (H₂) примерно равна 2 г/моль. Рассмотрим каждый газ из таблицы: 1. **Гелий (He):** Молярная масса 4 г/моль. Чтобы получить смесь с молярной массой 29 г/моль, нужно взять гелий с молярной массой меньше 29 и смешать с водородом, молярная масса которого 2 г/моль. Смешивая водород с гелием, можно достичь молярной массы воздуха. 2. **Метан (CH₄):** Молярная масса 16 г/моль. Смешивая метан с водородом, можно получить смесь с молярной массой ближе к 29 г/моль. 3. **Сероводород (H₂S):** Молярная масса 34 г/моль. При смешивании сероводорода с водородом, молярная масса смеси будет где-то между 2 и 34 г/моль. Можно попробовать смешать, но молярная масса сероводорода больше, чем у воздуха, и водород лишь снизит общую молярную массу смеси. Теперь нужно определить, какой из газов даст нужную смесь с водородом. Так как водород сильно легче воздуха, то для получения смеси с молярной массой 29 г/моль нужно взять газ тяжелее воздуха, но не сильно. Попробуем гелий. Пусть (x) – доля гелия в смеси, а ((1-x)) – доля водорода. Тогда: \[4x + 2(1-x) = 29\] \[4x + 2 - 2x = 29\] \[2x = 27\] \[x = 13.5\] Так как (x) не может быть больше 1, этот вариант не подходит. Попробуем метан. Пусть (x) – доля метана в смеси, а ((1-x)) – доля водорода. Тогда: \[16x + 2(1-x) = 29\] \[16x + 2 - 2x = 29\]\[14x = 27\] \[x = \frac{27}{14} \approx 1.93\] Так как (x) не может быть больше 1, этот вариант также не подходит. Попробуем сероводород. Пусть (x) – доля сероводорода в смеси, а ((1-x)) – доля водорода. Тогда: \[34x + 2(1-x) = 29\] \[34x + 2 - 2x = 29\] \[32x = 27\] \[x = \frac{27}{32} \approx 0.84\] Т.е. нужно взять примерно 84% сероводорода и 16% водорода. Это возможно. **Ответ:** 3 **Объяснение своего выбора:** Чтобы получить смесь с плотностью воздуха (29 г/моль), нужно смешать газ сероводород (34 г/моль) с водородом (2 г/моль) в определенной пропорции, при которой средняя молярная масса смеси будет равна 29 г/моль.