Реши по химии
Краткий ответ (при нормальных условиях, \(V_m=22{,}4\) л/моль):
\(V(\mathrm{NH_3})\approx105{,}4\) л;
\(V(\mathrm{NO_2})\approx29{,}2\) л;
\(V(\mathrm{CO})=1{,}6\) л;
\(V(\mathrm{SO_2})=42{,}0\) л.\(m(\mathrm{SO_3})\approx14{,}3\) г;
\(m(\mathrm{NO})\approx13{,}4\) г для 10 л;
\(m(\mathrm{NO})=0{,}3\) г для 0,01 моль;
\(m(\mathrm{CH_4})=0{,}8\) г.
Принцип решения
Главная формула — количество вещества:
\[ n=\frac{m}{M}=\frac{V}{V_m}. \]
Отсюда:
\[ V=nV_m,\qquad m=nM. \]
То есть нельзя переводить граммы в литры напрямую. Сначала находим число молей \(n\), а потом через него — объём или массу.
1. Масса → объём
Пример для \(\mathrm{NH_3}\):
\[ M(\mathrm{NH_3})=14+3=17\ \text{г/моль} \]
\[ n=\frac{80}{17}\approx4{,}71\ \text{моль} \]
\[ V=4{,}71\cdot22{,}4\approx105{,}4\ \text{л} \]
Остальные:
| Вещество | \(M\), г/моль | \(n=m/M\), моль | \(V=n\cdot22{,}4\), л |
|---|---|---|---|
| \(\mathrm{NH_3}\) | 17 | \(80/17\approx4{,}71\) | 105,4 |
| \(\mathrm{NO_2}\) | 46 | \(60/46\approx1{,}30\) | 29,2 |
| \(\mathrm{CO}\) | 28 | \(2/28\approx0{,}0714\) | 1,6 |
| \(\mathrm{SO_2}\) | 64 | \(120/64=1{,}875\) | 42,0 |
2. Объём или моли → масса
Пример для \(\mathrm{SO_3}\):
\[ n=\frac{4}{22{,}4}\approx0{,}1786\ \text{моль} \]
\[ M(\mathrm{SO_3})=32+3\cdot16=80\ \text{г/моль} \]
\[ m=0{,}1786\cdot80\approx14{,}3\ \text{г} \]
Остальные:
| Заданное количество | \(M\), г/моль | \(n\), моль | \(m=nM\), г |
|---|---|---|---|
| 4 л \(\mathrm{SO_3}\) | 80 | \(4/22{,}4\approx0{,}1786\) | 14,3 |
| 10 л \(\mathrm{NO}\) | 30 | \(10/22{,}4\approx0{,}446\) | 13,4 |
| 0,01 моль \(\mathrm{NO}\) | 30 | 0,01 | 0,3 |
| 0,05 моль \(\mathrm{CH_4}\) | 16 | 0,05 | 0,8 |
Проверка
Обратный пересчёт даёт исходные данные:
\[ \frac{105{,}4}{22{,}4}\cdot17\approx80\ \text{г} \]
\[ \frac{14{,}3}{80}\cdot22{,}4\approx4{,}0\ \text{л} \]
Значит, расчёты и единицы измерения верны.
Важно: \(22{,}4\) л/моль применяется только для газов при нормальных условиях. Если даны другие температура и давление, нужна формула \(V=nRT/p\).
Обсуждение
3 сообщенияПиши дано решение
Задача 1. Найти объёмы газов при н. у.
Дано:
\[ m(\mathrm{NH_3})=80\ \text{г} \]
\[ m(\mathrm{NO_2})=60\ \text{г} \]
\[ m(\mathrm{CO})=2\ \text{г} \]
\[ m(\mathrm{SO_2})=120\ \text{г} \]
\[ V_m=22{,}4\ \text{л/моль} \]
Найти: \(V(\mathrm{NH_3})\), \(V(\mathrm{NO_2})\), \(V(\mathrm{CO})\), \(V(\mathrm{SO_2})\).
Решение
Используем формулы:
\[ n=\frac{m}{M}, \qquad V=nV_m \]
1) Аммиак \(\mathrm{NH_3}\)
\[ M(\mathrm{NH_3})=14+3\cdot1=17\ \text{г/моль} \]
\[ n(\mathrm{NH_3})=\frac{80}{17}=4{,}71\ \text{моль} \]
\[ V(\mathrm{NH_3})=4{,}71\cdot22{,}4=105{,}4\ \text{л} \]
2) Оксид азота(IV) \(\mathrm{NO_2}\)
\[ M(\mathrm{NO_2})=14+2\cdot16=46\ \text{г/моль} \]
\[ n(\mathrm{NO_2})=\frac{60}{46}=1{,}30\ \text{моль} \]
\[ V(\mathrm{NO_2})=1{,}30\cdot22{,}4=29{,}2\ \text{л} \]
3) Угарный газ \(\mathrm{CO}\)
\[ M(\mathrm{CO})=12+16=28\ \text{г/моль} \]
\[ n(\mathrm{CO})=\frac{2}{28}=0{,}0714\ \text{моль} \]
\[ V(\mathrm{CO})=0{,}0714\cdot22{,}4=1{,}6\ \text{л} \]
4) Сернистый газ \(\mathrm{SO_2}\)
\[ M(\mathrm{SO_2})=32+2\cdot16=64\ \text{г/моль} \]
\[ n(\mathrm{SO_2})=\frac{120}{64}=1{,}875\ \text{моль} \]
\[ V(\mathrm{SO_2})=1{,}875\cdot22{,}4=42{,}0\ \text{л} \]
Ответ:
\[ V(\mathrm{NH_3})=105{,}4\ \text{л} \]
\[ V(\mathrm{NO_2})=29{,}2\ \text{л} \]
\[ V(\mathrm{CO})=1{,}6\ \text{л} \]
\[ V(\mathrm{SO_2})=42{,}0\ \text{л} \]
Задача 2. Найти массы веществ
Дано:
\[ V(\mathrm{SO_3})=4\ \text{л} \]
\[ V(\mathrm{NO})=10\ \text{л} \]
\[ n(\mathrm{NO})=0{,}01\ \text{моль} \]
\[ n(\mathrm{CH_4})=0{,}05\ \text{моль} \]
\[ V_m=22{,}4\ \text{л/моль} \]
Найти: \(m(\mathrm{SO_3})\), \(m(\mathrm{NO})\), \(m(\mathrm{CH_4})\).
Решение
Используем формулы:
\[ n=\frac{V}{V_m}, \qquad m=nM \]
1) \(\mathrm{SO_3}\), если объём \(4\) л
\[ n(\mathrm{SO_3})=\frac{4}{22{,}4}=0{,}1786\ \text{моль} \]
\[ M(\mathrm{SO_3})=32+3\cdot16=80\ \text{г/моль} \]
\[ m(\mathrm{SO_3})=0{,}1786\cdot80=14{,}3\ \text{г} \]
2) \(\mathrm{NO}\), объём \(10\) л
\[ n(\mathrm{NO})=\frac{10}{22{,}4}=0{,}446\ \text{моль} \]
\[ M(\mathrm{NO})=14+16=30\ \text{г/моль} \]
\[ m(\mathrm{NO})=0{,}446\cdot30=13{,}4\ \text{г} \]
3) \(\mathrm{NO}\), количество \(0{,}01\) моль
\[ m(\mathrm{NO})=0{,}01\cdot30=0{,}3\ \text{г} \]
4) \(\mathrm{CH_4}\), количество \(0{,}05\) моль
\[ M(\mathrm{CH_4})=12+4\cdot1=16\ \text{г/моль} \]
\[ m(\mathrm{CH_4})=0{,}05\cdot16=0{,}8\ \text{г} \]
Ответ:
\[ m(\mathrm{SO_3})=14{,}3\ \text{г} \]
\[ m(\mathrm{NO})=13{,}4\ \text{г} \]
\[ m(\mathrm{NO})=0{,}3\ \text{г} \]
\[ m(\mathrm{CH_4})=0{,}8\ \text{г} \]
Примечание: для \(\mathrm{SO_3}\) расчёт по \(22{,}4\) л/моль выполнен в предположении, что в задаче его объём дан как для газа при н. у.
Реши это
