Question

Рассчитайте какой объем (н.у) займут: а) 0.6 моль азота б) 10 гр водорода в) 4.5 моль кислорода

Answer 1

1 моль газа при н.у. занимает объем 22,4 л.

Поэтому 0,6 моль азота занимает объем 22,4*0,6=13,44 л;

4,5 моль кислорода 22,4*4,5=100,8 л;

10 г водорода с молекулярной массой 2 г/моль составляет количество вещества 10/2=5 моль и занимает объем 22,4*5=112 л 

Answer 2

Для решения задачи, связанной с расчетом объема газов, можно использовать уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT,\]

где: - \(P\) - давление газа, - \(V\) - объем газа, - \(n\) - количество молей газа, - \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(R \approx 0.0821 \, \text{л} \cdot \text{атм} / \text{моль} \cdot \text{K}\)), - \(T\) - температура газа в кельвинах.

Предположим, что все газы находятся при одинаковых условиях температуры и давления. Тогда можно сравнивать их объемы пропорционально количеству молей.

а) 0.6 моль азота: \[V_{\text{азота}} = \frac{n_{\text{азота}} \cdot RT}{P}.\]

б) 10 г водорода: \[n_{\text{водорода}} = \frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}},\] где \(m_{\text{водорода}}\) - масса водорода, \(M_{\text{водорода}}\) - молярная масса водорода. Затем можем использовать уравнение состояния для водорода:

\[V_{\text{водорода}} = \frac{n_{\text{водорода}} \cdot RT}{P}.\]

в) 4.5 моль кислорода: \[V_{\text{кислорода}} = \frac{n_{\text{кислорода}} \cdot RT}{P}.\]

Здесь \(n_{\text{кислорода}}\) - количество молей кислорода.

Теперь мы можем выразить объем каждого газа в терминах их количества молей:

\[V_{\text{азота}} : V_{\text{водорода}} : V_{\text{кислорода}} = n_{\text{азота}} : n_{\text{водорода}} : n_{\text{кислорода}}.\]

Поскольку газы находятся в одинаковых условиях, то температура и давление будут одинаковыми для всех трех случаев, и их можно сократить при расчетах. Таким образом, отношение объемов будет равно отношению количеств молей:

\[V_{\text{азота}} : V_{\text{водорода}} : V_{\text{кислорода}} = n_{\text{азота}} : n_{\text{водорода}} : n_{\text{кислорода}}.\]

Теперь мы можем выразить объем каждого газа в терминах их количества молей и универсальной газовой постоянной:

\[V_{\text{азота}} = \frac{n_{\text{азота}} \cdot R \cdot T}{P},\] \[V_{\text{водорода}} = \frac{n_{\text{водорода}} \cdot R \cdot T}{P},\] \[V_{\text{кислорода}} = \frac{n_{\text{кислорода}} \cdot R \cdot T}{P}.\]

Теперь мы можем выразить отношение объемов в терминах количеств молекул:

\[\frac{V_{\text{азота}}}{V_{\text{водорода}}/} = \frac{n_{\text{азота}}}{n_{\text{водорода}}}.\]

Мы знаем, что \(n_{\text{водорода}} = \frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}\), и мы можем подставить это в уравнение:

\[\frac{V_{\text{азота}}}{V_{\text{водорода}}} = \frac{n_{\text{азота}}}{\frac{m_{\text{водорода}}}{M_{\text{водорода}}}}.\]

Теперь мы можем решить это уравнение относительно \(V_{\text{азота}}\) и \(V_{\text{водорода}}\).

\[V_{\text{азота}} = V_{\text{водорода}} \cdot \frac{n_{\text{азота}} \cdot M_{\text{водорода}}}{m_{\text{водорода}}}.\]

Теперь мы можем использовать это отношение, чтобы найти объем кислорода:

\[V_{\text{кислорода}} = V_{\text{водорода}} \cdot \frac{n_{\text{кислорода}} \cdot M_{\text{водорода}}}{m_{\text{водорода}}}.\]

Таким образом, мы можем рассчитать объем каждого газа в нормальных условиях. Важно помнить, что это упрощенный расчет, и в реальных условиях необходимо учесть различия в температуре и давлении.