3,4

Question

3,4

Расшифровка фото нейросетью:
3. Найдите плотности (массу 1 л) аргона, хлора, кислорода и озона при н. у. Сколько молекул каждого вещества будет содержаться в 1 л при тех же условиях?

4. Рассчитайте массу 5 л (н. у.): а) кислорода; б) озона; в) углекислого газа $ \mathrm{CO_2} $.

Answer

Краткий ответ

При н. у. $V_m=22{,}4$ л/моль.

№ 3. Плотность — это масса 1 л газа. В 1 л любого газа при н. у. содержится $2{,}69\cdot10^{22}$ молекул (у аргона — атомов).

Газ |
$M$, г/моль |
$\rho$, г/л |
$N$ в 1 л |

Аргон, Ar |
40 |
1,79 |
$2{,}69\cdot10^{22}$ |

Хлор, $\mathrm{Cl_2}$ |
71 |
3,17 |
$2{,}69\cdot10^{22}$ |

Кислород, $\mathrm{O_2}$ |
32 |
1,43 |
$2{,}69\cdot10^{22}$ |

Озон, $\mathrm{O_3}$ |
48 |
2,14 |
$2{,}69\cdot10^{22}$ |

№ 4. Масса 5 л газа при н. у.:

Газ |
$M$, г/моль |
Масса 5 л, г |

$\mathrm{O_2}$ |
32 |
7,14 |

$\mathrm{O_3}$ |
48 |
10,71 |

$\mathrm{CO_2}$ |
44 |
9,82 |

Как понять

Количество вещества газа:
$$
n=\frac{V}{V_m}.
$$

Масса:
$$
m=nM=\frac{VM}{V_m}.
$$

Плотность:
$$
\rho=\frac{m}{V}=\frac{M}{V_m}.
$$

Число молекул:
$$
N=nN_A=\frac{V}{V_m}N_A.
$$

Например, для 1 л:
$$
N=\frac{1}{22{,}4}\cdot6{,}02\cdot10^{23}\approx2{,}69\cdot10^{22}.
$$
Поэтому число молекул в 1 л одинаково для всех газов при одних и тех же условиях — это следствие закона Авогадро.

Для № 4, например, кислород:
$$
m(\mathrm{O_2})=\frac{5}{22{,}4}\cdot32\approx7{,}14\ \text{г}.
$$

Проверка: $7{,}14$ г кислорода составляют $7{,}14/32\approx0{,}223$ моль, а $0{,}223\cdot22{,}4\approx5$ л.

Газ	\(M\), г/моль	\(\rho\), г/л	\(N\) в 1 л
Аргон, Ar	40	1,79	\(2{,}69\cdot10^{22}\)
Хлор, \(\mathrm{Cl_2}\)	71	3,17	\(2{,}69\cdot10^{22}\)
Кислород, \(\mathrm{O_2}\)	32	1,43	\(2{,}69\cdot10^{22}\)
Озон, \(\mathrm{O_3}\)	48	2,14	\(2{,}69\cdot10^{22}\)

Газ	\(M\), г/моль	Масса 5 л, г
\(\mathrm{O_2}\)	32	7,14
\(\mathrm{O_3}\)	48	10,71
\(\mathrm{CO_2}\)	44	9,82