дано:
- Количество молекул оксида азота (IV) (NO2) в смеси: 5,117 × 10^23 молекул.
- Объемная доля NO2 в смеси: 0,34.
- Давление и температура смеси стандартные: 1 атм и 273 К (если не указаны иные значения, принимаем стандартные условия).
найти:
- Плотность смеси по воздуху.
решение:
1. Найдем количество молекул в 1 моль газа. Это число Авогадро: 6,022 × 10^23 молекул/моль.
2. Найдем количество молей NO2 в смеси:
Количество молекул NO2 / Число Авогадро = 5,117 × 10^23 / 6,022 × 10^23 ≈ 0,849 моль.
3. Объемная доля NO2 в смеси равна 0,34. Следовательно, объем NO2 составляет 0,34 от общего объема смеси.
4. По объему смеси можно найти количество молекул CO2:
Если NO2 составляет 0,34 от смеси, то CO2 составляет 1 - 0,34 = 0,66 от смеси.
5. Используем уравнение состояния идеального газа для расчета объемов. При стандартных условиях объем 1 моль газа равен 22,4 л:
Объем NO2 = 0,849 моль × 22,4 л/моль ≈ 19,0 л.
6. Теперь находим объем смеси (V):
Объем смеси = Объем NO2 / Объемная доля NO2 = 19,0 л / 0,34 ≈ 55,9 л.
7. Найдем массу NO2:
Молекулярная масса NO2 = 14 (N) + 2 × 16 (O) = 46 г/моль.
Масса NO2 = 0,849 моль × 46 г/моль ≈ 39,0 г.
8. Рассчитаем массу CO2:
Объем CO2 = 0,66 × 55,9 л ≈ 36,9 л.
Молекулярная масса CO2 = 12 (C) + 2 × 16 (O) = 44 г/моль.
Масса CO2 = (36,9 л / 22,4 л/моль) × 44 г/моль ≈ 72,2 г.
9. Общая масса смеси:
Масса смеси = Масса NO2 + Масса CO2 = 39,0 г + 72,2 г = 111,2 г.
10. Плотность смеси:
Плотность = Масса смеси / Объем смеси = 111,2 г / 55,9 л ≈ 1,99 г/л.
ответ:
- Плотность смеси по воздуху примерно 1,99 г/л.