Каковы плотности (массы 1 л) следующих газов (н. у.): а) диоксида углерода CO2; б) диоксида серы SO2; в) аммиака

Тема вопроса: Плотность газов.

Объяснение: Плотность газа определяется как масса газа, занимающего единицу объема. В данной задаче нам необходимо вычислить плотность для каждого из газов: диоксид углерода (CO2), диоксид серы (SO2), аммиак (NH3) и метан (CH4) при нормальных условиях (н. у.).

Для расчета плотности газа используется формула: плотность = масса / объем. Он нам дан в условии задачи - 1 литр (1 л).

Для каждого газа нам необходимо найти его массу. Для этого мы можем использовать таблицы молярных масс элементов и рассчитать мольную массу каждого газа. Затем, используя мольную массу, мы можем вычислить массу одной молекулы газа и умножить ее на число молекул в одном литре газа, чтобы найти массу газа в 1 литре.

а) Для диоксида углерода (CO2): Мольная масса CO2 = 12.01 г/моль (C) + (16.00 г/моль (O) * 2) = 12.01 г/моль + 32.00 г/моль = 44.01 г/моль. Масса одной молекулы CO2 = 44.01 г/моль / Авогадро число ≈ 2.65 * 10^(-23) г. Количество молекул в 1 л = НА / 22.4 = 2.65 * 10^(-23) г * (6.02 * 10^(23) молекул/г) ≈ 0.15 молекул. Плотность CO2 = 0.15 молекул * 2.65 * 10^(-23) г/молекул / 1 л ≈ 0.04 г/л.

б) Для диоксида серы (SO2): Мольная масса SO2 = 32.07 г/моль (S) + 16.00 г/моль (O) * 2 = 32.07 г/моль + 32.00 г/моль = 64.07 г/моль. Масса одной молекулы SO2 = 64.07 г/моль / Авогадро число ≈ 3.82 * 10^(-23) г. Количество молекул в 1 л = НА / 22.4 = 3.82 * 10^(-23) г * (6.02 * 10^(23) молекул/г) ≈ 0.22 молекул. Плотность SO2 = 0.22 молекул * 3.82 * 10^(-23) г/молекул / 1 л ≈ 0.08 г/л.

в) Для аммиака (NH3): Мольная масса NH3 = 14.01 г/моль (N) + 1.01 г/моль (H) * 3 = 14.01 г/моль + 3.03 г/моль = 17.04 г/моль. Масса одной молекулы NH3 = 17.04 г/моль / Авогадро число ≈ 1.01 * 10^(-23) г. Количество молекул в 1 л = НА / 22.4 = 1.01 * 10^(-23) г * (6.02 * 10^(23) молекул/г) ≈ 0.05 молекул. Плотность NH3 = 0.05 молекул * 1.01 * 10^(-23) г/молекул / 1 л ≈ 0.02 г/л.

г) Для метана (CH4): Мольная масса CH4 = 12.01 г/моль (C) + 1.01 г/моль (H) * 4 = 12.01 г/моль + 4.04 г/моль = 16.05 г/моль. Масса одной молекулы CH4 = 16.05 г/моль / Авогадро число ≈ 9.61 * 10^(-24) г. Количество молекул в 1 л = НА / 22.4 = 9.61 * 10^(-24) г * (6.02 * 10^(23) молекул/г) ≈ 0.53 молекул. Плотность CH4 = 0.53 молекул * 9.61 * 10^(-24) г/молекул / 1 л ≈ 0.03 г/л.

Совет: Для более глубокого понимания плотности газов, рекомендуется изучить теорию кинетической теории газов и способы рассчитать молекулярную массу и количество молекул вещества посредством числа Авогадро.

Упражнение: Рассчитайте плотность газа, если его масса составляет 2 г, а объем 500 мл.