Question

Базуючись на запропонованих даних розрахувати: 1) молярний об’єм газу VM за умов, що вказані; 2) масу газу m; 3) кількість речовини ν; 4) абсолютну масу його молекули mмол (в грамах); 5) відносну густину газу за воднем dН2 і за повітрям dповітря; 6) число молекул газу Nмол; 7) густину газу за нормальних умов ρн.у. і за умов, що вказані ρ1. CO2 обьем 7,84 м3 тиск 1,5 атм темп. 97 С

Answer 1

Для вирішення цих завдань використаємо ідеальне газове рівняння:

PV = nRT

де P - тиск (у атмосферах), V - об'єм (у літрах), n - кількість речовини (у молях), R - газова константа (0.0821 л·атм/(моль·К)), T - температура (у Кельвінах).

Спочатку перетворимо температуру в Кельвіни: T(K) = 97°C + 273.15 = 370.15 K

1. Молярний об'єм газу VM: Ми маємо значення тиску, об'єму та температури, тому можемо використовувати рівняння ідеального газу, щоб знайти молярний об'єм газу.

PV = nRT

VM = (V * 1 атм) / (R * T) = (7.84 м³ * 1.5 атм) / (0.0821 л·атм/(моль·К) * 370.15 K) = 0.502 моль/л

2. Маса газу m: Маса газу може бути знайдена, використовуючи масульний закон:

m = n * M

де M - маса молекули газу. Для CO2, маса молекули дорівнює сумі мас атомів C і 2 атомів O:

M(CO2) = 12.01 g/mol + 2 * 16.00 g/mol = 44.01 g/mol

m = 0.502 моль * 44.01 g/mol = 22.12 г

3. Кількість речовини ν: ν = m / M = 22.12 г / 44.01 g/mol = 0.502 моль

4. Абсолютна маса молекули газу mмол (в грамах): Ми вже обчислили масу молекули CO2, яка дорівнює 44.01 г/моль.

5. Відносна густина газу за воднем dН2 і за повітрям dповітря: Для цього відносна густина рахується відношенням густини газу до густини водню (dH2):

dH2 = (m / V) / (2.016 г/л)

dповітря = (m / V) / (1.225 г/л) # Густина повітря при нормальних умовах

dH2 = (22.12 г / 7.84 м³) / (2.016 г/л) ≈ 2.77 dповітря = (22.12 г / 7.84 м³) / (1.225 г/л) ≈ 2.87

6. Число молекул газу Nмол: Використовуючи число Авогадро, ми можемо знайти кількість молекул:

Nмол = ν * NA

де NA - число Авогадро (6.02214076 x 10^23 молекул/моль).

Nмол = 0.502 моль * 6.02214076 x 10^23 молекул/моль ≈ 3.02 x 10^23 молекул

7. Густина газу за нормальних умов (ρн.у.) і за умов, що вказані (ρ1): Густина газу обчислюється як відношення маси до об'єму:

ρн.у. = (m / V) / (1.225 г/л) # Густина повітря при нормальних умовах

ρ1 = (m / V)

ρн.у. = (22.12 г / 7.84 м³) / (1.225 г/л) ≈ 2.87 г/л ρ1 = 22.12 г / 7.84 м³ ≈ 2.82 г/л

Отже, результати розрахунків для CO2 за заданими умовами такі:

1. Молярний об'єм газу VM ≈ 0.502 моль/л
2. Маса газу m ≈ 22.12 г
3. Кількість речовини ν ≈ 0.502 моль
4. Абсолютна маса молекули газу mмол ≈ 44.01 г/моль
5. Відносна густина газу за воднем dН2 ≈ 2.77 і за повітрям dповітря ≈ 2.87
6. Число молекул газу Nмол ≈ 3.02 x 10^23 молекул
7. Густина газу за нормальних умов ρн.у. ≈ 2.87 г/л і за умов, що вказані ρ1 ≈ 2.82 г/л.