Для определения веществ с плотностью, превышающей плотность углекислого газа (CO₂), начнем с вычисления плотности CO₂, а затем сравним её с плотностями остальных веществ из списка.
1. Определение плотности углекислого газа (CO₂):
Плотность газа можно вычислить по формуле: \[ \rho = \frac{M}{V} \] где \( \rho \) — плотность, \( M \) — молярная масса, \( V \) — молярный объём.
При нормальных условиях (0°C, 1 атм) молярный объём газа составляет приблизительно 22,4 л/моль.
Молярная масса углекислого газа (CO₂):
- Углерод (C): 12 г/моль
- Кислород (O): 16 г/моль
Следовательно, молярная масса CO₂: \[ M_{CO_2} = 12 + 2 \times 16 = 44 \text{ г/моль} \]
Теперь можем рассчитать плотность CO₂: \[ \rho_{CO_2} = \frac{M_{CO_2}}{V} = \frac{44 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 1,96 \text{ г/л} \]
2. Определение плотностей остальных веществ:
Теперь давайте рассчитаем молярные массы и плотности остальных газов из списка.
NO₂ (диоксид азота):
- M = 14 (N) + 2 × 16 (O) = 14 + 32 = 46 г/моль
- \(\rho_{NO_2} = \frac{46}{22,4} \approx 2,05\) г/л
C₄H₈ (бутен):
- M = 4 × 12 (C) + 8 × 1 (H) = 48 + 8 = 56 г/моль
- \(\rho_{C4H8} = \frac{56}{22,4} \approx 2,50\) г/л
SO₂ (сернистый газ):
- M = 32 (S) + 2 × 16 (O) = 32 + 32 = 64 г/моль
- \(\rho_{SO2} = \frac{64}{22,4} \approx 2,86\) г/л
NH₃ (аммиак):
- M = 14 (N) + 3 × 1 (H) = 14 + 3 = 17 г/моль
- \(\rho_{NH3} = \frac{17}{22,4} \approx 0,76\) г/л
C₂H₆ (этан):
- M = 2 × 12 (C) + 6 × 1 (H) = 24 + 6 = 30 г/моль
- \(\rho_{C2H6} = \frac{30}{22,4} \approx 1,34\) г/л
N₂ (азот):
- M = 2 × 14 (N) = 28 г/моль
- \(\rho_{N2} = \frac{28}{22,4} \approx 1,25\) г/л
3. Сравнение плотностей:
Теперь сравним плотности всех веществ с плотностью CO₂ (1,96 г/л):
- NO₂: 2,05 г/л (больше, чем 1,96)
- C₄H₈: 2,50 г/л (больше, чем 1,96)
- SO₂: 2,86 г/л (больше, чем 1,96)
- NH₃: 0,76 г/л (меньше, чем 1,96)
- C₂H₆: 1,34 г/л (меньше, чем 1,96)
- N₂: 1,25 г/л (меньше, чем 1,96)
4. Вывод: Газообразные вещества, плотность которых больше плотности углекислого газа (1,96 г/л):
- NO₂
- C₄H₈
- SO₂
Таким образом, из предложенного перечня это три вещества: NO₂, C₄H₈ и SO₂.