Question

Какой объем(н.у.) будут занимать: а) 64 г кислорода; б) 42 г азота; в) 78 г метана CH4?

Answer 1

1.найти молярную массу
2.разделить массу из условия на молярную
3.умножить на 22.4
например А)
М (О2)=32 г\моль
64\32=2 моль
2 х 22.4=44.8 л

Answer 2

Объем, занимаемый газом, зависит от нескольких факторов, таких как его молярная масса и условия температуры и давления. Для решения этой задачи нам потребуется использовать уравнение состояния идеального газа — уравнение Клапейрона-Менделеева:

\[PV = nRT\]

где:

\(P\) - давление газа, \(V\) - его объем, \(n\) - количество вещества в молях, \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(8.314\) Дж/(моль·K)), \(T\) - абсолютная температура.

Молярная масса \(M\) кислорода \(O_2\) - \(32\) г/моль, азота \(N_2\) - \(28\) г/моль, метана \(CH_4\) - \(16\) г/моль.

Давайте найдем количество вещества (\(n\)) для каждого из газов:

а) \(64\) г кислорода \(O_2\): \[n = \frac{m}{M}\] \[n = \frac{64 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моль}\]

б) \(42\) г азота \(N_2\): \[n = \frac{m}{M}\] \[n = \frac{42 \, \text{г}}{28 \, \text{г/моль}} = 1.5 \, \text{моль}\]

в) \(78\) г метана \(CH_4\): \[n = \frac{m}{M}\] \[n = \frac{78 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 4.875 \, \text{моль}\]

Теперь, для вычисления объема, занимаемого каждым газом при стандартных условиях (нормальных условиях: температура \(0^\circ C\) и давление \(1\) атмосфера), мы можем использовать уравнение состояния идеального газа в стандартных условиях, где температура \(T\) равна \(273.15\) К:

\[PV = nRT\]

Для нахождения объема \((V)\) можно переформулировать уравнение:

\[V = \frac{nRT}{P}\]

При стандартных условиях \(P = 1\) атмосфера.

Для каждого газа:

а) Кислород \(O_2\) (\(n = 2 \, \text{моль}\)): \[V = \frac{2 \, \text{моль} \times 8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} \times 273.15 \, \text{K}}{1 \, \text{атм}}\] \[V = 4536.39 \, \text{мл} = 4.54 \, \text{л}\]

б) Азот \(N_2\) (\(n = 1.5 \, \text{моль}\)): \[V = \frac{1.5 \, \text{моль} \times 8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} \times 273.15 \, \text{K}}{1 \, \text{атм}}\] \[V = 3402.29 \, \text{мл} = 3.40 \, \text{л}\]

в) Метан \(CH_4\) (\(n = 4.875 \, \text{моль}\)): \[V = \frac{4.875 \, \text{моль} \times 8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} \times 273.15 \, \text{K}}{1 \, \text{атм}}\] \[V = 10653.32 \, \text{мл} = 10.65 \, \text{л}\]

Итак, при стандартных условиях (нормальных условиях), газы занимают следующие объемы:

а) \(64\) г кислорода \(O_2\) - \(4.54\) л б) \(42\) г азота \(N_2\) - \(3.40\) л в) \(78\) г метана \(CH_4\) - \(10.65\) л