Question

Для газообразного O2 найдите: 1) объем (л) 3,2 г газа при н.у.;

2) объем (л) 3,2 г газа при 17ºС и давлении 720 мм.рт.ст.;

3) относительную плотность газа по азоту;

4) количество молекул кислорода в 3,2 г газа;

Answer 1

1) Для решения этой задачи мы будем использовать уравнение идеального газа, которое выглядит следующим образом:

PV = nRT

Где P - давление газа, V - объем газа, n - количество молекул газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.

Для газообразного кислорода (O2) находим значения:

Температура нормальных условий (н.у.) = 0 °C = 273 К
Давление нормальных условий (н.у.) = 1 атм = 760 мм.рт.ст.

Подставляем известные значения в уравнение:

(760 мм.рт.ст.) * V = n * (0,0821 л*атм/моль*К) * 273 К

Для определения объема газа при н.у. необходимо найти количество молекул газа, которое получается из массы газа (3,2 г) и его молярной массы (32 г/моль):

n = масса газа / молярная масса = 3,2 г / 32 г/моль = 0,1 моль

Теперь мы можем решить уравнение:

(760 мм.рт.ст.) * V = 0,1 моль * (0,0821 л*атм/моль*К) * 273 К

V = (0,1 моль * 0,0821 л*атм/моль*К * 273 К) / 760 мм.рт.ст.

V ≈ 2,51 л

Таким образом, объем газа при нормальных условиях равен примерно 2,51 л.

2) Для решения этой задачи мы будем использовать закон Гей-Люссака-Омера, который утверждает, что при постоянном объеме и количестве вещества (n), давление газа прямо пропорционально температуре:

P1/T1 = P2/T2

Для определения объема газа при заданных условиях (17°C и 720 мм.рт.ст.), мы должны привести температуру к Кельвинам (T = 17+273 = 290 К).

P1/T1 = P2/T2
760 мм.рт.ст. / 273 К = 720 мм.рт.ст. / T2

T2 = (720 мм.рт.ст. * 273 К) / 760 мм.рт.ст.

T2 ≈ 260,65 К

Теперь мы можем решить уравнение:

P1/T1 = P2/T2
760 мм.рт.ст. / 273 К = P2 / 260,65 К

P2 = (760 мм.рт.ст. * 260,65 К) / 273 К

P2 ≈ 725,33 мм.рт.ст.

Таким образом, давление газа при 17°C и 720 мм.рт.ст. составляет примерно 725,33 мм.рт.ст.

3) Чтобы найти относительную плотность газа по азоту, мы можем использовать следующее соотношение:

Относительная плотность = (плотность газа) / (плотность азота)

Плотность газа определяется как масса газа (3,2 г) разделенная на его объем (рассчитанный в предыдущих пунктах).

Плотность азота известна и составляет 1,25 г/л.

Относительная плотность = (3,2 г / 2,51 л) / 1,25 г/л

Относительная плотность ≈ 1,28

Таким образом, относительная плотность газа кислорода по азоту составляет примерно 1,28.

4) Для решения этой задачи мы будем использовать концепцию молярной массы и числа Авогадро.

Молярная масса кислорода (O2) составляет 32 г/моль.

Количество молекул газа (n) можно рассчитать, используя формулу:

n = масса газа / молярная масса = 3,2 г / 32 г/моль = 0,1 моль

Число молекул в одной моли вещества (число Авогадро) составляет 6,022 * 10^23.

Теперь мы можем решить уравнение:

Количество молекул = количество молекул в одной моли * количество моли газа

Количество молекул = (6,022 * 10^23) * 0,1 моль

Количество молекул ≈ 6,022 * 10^22

Таким образом, количество молекул кислорода в 3,2 г газа составляет примерно 6,022 * 10^22.