Считаем, что условия нормальные: \(V_m=22{,}4\) л/моль. Тогда 1 моль любого газа занимает \(22{,}4\) л. Количество вещества \(n\) — «мостик» между массой и объёмом.
Дано: \[ V_m=22{,}4\ \text{л/моль} \] \[ m(\mathrm{NH_3})=80\ \text{г},\quad m(\mathrm{NO_2})=60\ \text{г},\quad m(\mathrm{CO})=22\ \text{г},\quad m(\mathrm{SO_2})=120\ \text{г} \] \[ V(\mathrm{SO_3})=4\ \text{л},\quad V(\mathrm{NO})=10\ \text{л},\quad n(\mathrm{NO})=0{,}01\ \text{моль},\quad n(\mathrm{CH_4})=0{,}05\ \text{моль} \]
Найти: объёмы в первой части, массы — во второй.
1. Вычислить объём
Формулы: \[ n=\frac{m}{M},\qquad V=n\cdot V_m \]
| Газ | \(M\), г/моль | \(n=m/M\), моль | \(V=nV_m\), л |
|---|---|---|---|
| \(\mathrm{NH_3}\) | 17 | \(80/17=4{,}706\) | \(4{,}706\cdot22{,}4=105{,}4\) |
| \(\mathrm{NO_2}\) | 46 | \(60/46=1{,}304\) | \(1{,}304\cdot22{,}4=29{,}2\) |
| \(\mathrm{CO}\) | 28 | \(22/28=0{,}786\) | \(0{,}786\cdot22{,}4=17{,}6\) |
| \(\mathrm{SO_2}\) | 64 | \(120/64=1{,}875\) | \(1{,}875\cdot22{,}4=42{,}0\) |
Ответ 1:
а) \(105{,}4\) л; б) \(29{,}2\) л; в) \(17{,}6\) л; г) \(42{,}0\) л.
2. Вычислить массу
Формулы: \[ n=\frac{V}{V_m},\qquad m=n\cdot M \]
| Вещество | \(M\), г/моль | \(n\), моль | \(m\), г |
|---|---|---|---|
| \(\mathrm{SO_3}\) | 80 | \(4/22{,}4=0{,}179\) | \(0{,}179\cdot80=14{,}3\) |
| \(\mathrm{NO}\) | 30 | \(10/22{,}4=0{,}446\) | \(0{,}446\cdot30=13{,}4\) |
| \(\mathrm{NO}\) | 30 | \(0{,}01\) | \(0{,}01\cdot30=0{,}30\) |
| \(\mathrm{CH_4}\) | 16 | \(0{,}05\) | \(0{,}05\cdot16=0{,}80\) |
Ответ 2:
а) \(14{,}3\) г; б) \(13{,}4\) г; в) \(0{,}30\) г; г) \(0{,}80\) г.
Проверка: для CO обратный пересчёт даёт
\[
m=\frac{17{,}6}{22{,}4}\cdot28=22\ \text{г},
\]
то есть исходную массу — значит, ход решения верный.
Небольшое уточнение: в школьной задаче \(\mathrm{SO_3}\) считаем газом; иначе пересчёт через \(22{,}4\) л/моль для него не подходит.
