Question

Вычислите объём газов массой 14,6 г (в н.у.), и расположите соединения в порядке увеличения их объёма: 1)N2; 2)CO2; 3)O2; 4)H2S; 5)HCL.

Answer 1

Сначала разберемся с формулами: 

1) V=Vм (объем молярный) * n (количество вещества)
2) n (количество) = m/M

N2:
n = m/M = 14,6/28=0, 52
V=Vм * n = 22,4 * 0, 52 = 11, 7 л

СО2: 
n = m/M = 14,6/44=0, 33
V=Vм * n = 22,4 * 0, 33 = 7,4 л

О2: 
n = m/M = 14,6/32=0, 456
V=Vм * n = 22,4 * 0,456 = 10,2 л

H2S: 
n = m/M = 14,6/34=0, 43
V=Vм * n = 22,4 * 0, 43 = 9,6 л

HCL:
n = m/M = 14,6/36,5 =0,4
V=Vм * n = 22,4 * 0,4 = 8,96 л

ИТОГ: 
СО2 (V=7,4 л), HCL (8, 96 л), H2S (9,6 л), О2 (10, 2 л), N2 (11,7 л)

Answer 2

Для вычисления объема газов по их массе можно использовать уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

где: - \(P\) - давление газа, - \(V\) - объем газа, - \(n\) - количество вещества газа (в молях), - \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(8.31 \ \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\)), - \(T\) - температура газа в кельвинах.

Масса газа (\(m\)) и количество вещества (\(n\)) связаны следующим образом:

\[n = \frac{m}{M}\]

где: - \(m\) - масса газа, - \(M\) - молярная масса газа.

Подставим это в уравнение состояния:

\[PV = \frac{m}{M}RT\]

Выразим объем:

\[V = \frac{mRT}{PM}\]

Теперь подставим значения для каждого газа и найдем их объемы.

1. \(N_2)\): - \(m = 14.6 \ \text{г}\), - \(M = 28.02 \ \text{г/моль}\) (молярная масса \(N_2\)), - \(R = 8.31 \ \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\), - \(P = 1 \ \text{атм} = 101.325 \ \text{кПа}\), - \(T\) возьмем, например, комнатную температуру \(298 \ \text{К}\).

\[V_{N_2} = \frac{(14.6 \times 8.31 \times 298)}{(101.325 \times 28.02)}\]

2. \(CO_2)\): - \(m = 14.6 \ \text{г}\), - \(M = 44.01 \ \text{г/моль}\) (молярная масса \(CO_2\)), - \(R = 8.31 \ \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\), - \(P = 1 \ \text{атм} = 101.325 \ \text{кПа}\), - \(T\) также \(298 \ \text{К}\).

\[V_{CO_2} = \frac{(14.6 \times 8.31 \times 298)}{(101.325 \times 44.01)}\]

3. \(O_2)\): - \(m = 14.6 \ \text{г}\), - \(M = 32.00 \ \text{г/моль}\) (молярная масса \(O_2\)), - \(R = 8.31 \ \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\), - \(P = 1 \ \text{атм} = 101.325 \ \text{кПа}\), - \(T\) \(298 \ \text{К}\).

\[V_{O_2} = \frac{(14.6 \times 8.31 \times 298)}{(101.325 \times 32.00)}\]

4. \(H_2S)\): - \(m = 14.6 \ \text{г}\), - \(M = 34.08 \ \text{г/моль}\) (молярная масса \(H_2S\)), - \(R = 8.31 \ \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\), - \(P = 1 \ \text{атм} = 101.325 \ \text{кПа}\), - \(T\) \(298 \ \text{К}\).

\[V_{H_2S} = \frac{(14.6 \times 8.31 \times 298)}{(101.325 \times 34.08)}\]

5. \(HCl)\): - \(m = 14.6 \ \text{г}\), - \(M = 36.46 \ \text{г/моль}\) (молярная масса \(HCl\)), - \(R = 8.31 \ \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)}\), - \(P = 1 \ \text{атм} = 101.325 \ \text{кПа}\), - \(T\) \(298 \ \text{К}\).

\[V_{HCl} = \frac{(14.6 \times 8.31 \times 298)}{(101.325 \times 36.46)}\]

Теперь остается вычислить значения \(V\) для каждого газа. После этого можно расположить их в порядке увеличения объема.