Question

Найдите массу и число молекул при н.у. для:
а) кислорода объёмом 11,2 л;
б) азота объёмом 5,6 м3;
в) хлора объёмом 22,4 мл.

Answer 1

1-способ
1. Количество вещества кислорода объёмом 11,2 л рассчитываем по формуле: n=V/VM, где VM ― молярный объём.
n(O2)=V(O2)/VM=11,2 л : 22,4 л/моль=0,5 моль
2. Массу кислорода количеством вещества 0,5 моль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(O2)=Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32 г/моль
m(O2)=n(O2)•M(O2)=0,5 моль • 32 г/моль=16 г
3. Число молекул кислорода в количестве вещества 0,5 моль рассчитываем по формуле: N=n•NА, где NА― число Авогадро.
N(O2)=n(O2)•NА=0,5 моль • 6,02•10^23 моль-1=3,01•10^23 молекул

2-й способ
Сначала выведем формулы, которые мы будем использовать в этом упражнении.
Поставим в формулу m=n•M выражение вычисления количества вещества заданного объёма n=V/VM, получим формулу: m=V•M/VM.
Поставим в формулу N=n•NA выражение вычисления количества вещества заданного объёма n=V/VM, получим формулу: N=V•NА/VM.
1. Массу кислорода объёмом 11,2 л рассчитываем по формуле: m=V•M/VM, где VM ― молярный объём.
M(O2)=32 г/моль
m(O2)=V(O2)•M(O2):VM=11,2 л • 32 г/моль : 22,4 л/моль=16 г
2. Число молекул кислорода в объёме 11,2 л рассчитываем по формуле: N=V•NА/VM, где NА― число Авогадро.
N(O2)=V(O2)•NА:VM=11,2 л • 6,02•10^23 моль-1: 22,4 л=3,01•10^23 молекул

3-й способ
M(O2)=Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32 г/моль, масса 1 моль=32 г.
Для нахождения массы кислорода составляем пропорцию и решаем её:
объём 22,4 л кислорода имеет массу 32 г,
объём 11,2 л кислорода ― х г
х=m(O2)=11,2 л • 32 г : 22,4 л=16 г
При н.у. 1 моль любого вещества занимает объём 22,4 л.
Для нахождения числа молекул составляем пропорцию и решаем её:
в 22,4 л кислорода содержится 6,02•1023 молекул О2,
в 11,2 л кислорода ― х молекул О2
х=N(O2)=6,02•10^23 • 11,2 л : 22,4=3,01•10^23 молекул
Ответ: 16 г и 3,01•10^23 молекул кислорода.

Answer 2

б) 5,6 м3 азота;
Дано: V(N2)=5,6 м3
Найти: m(N2)-?, N(N2)-?
Решение:
1-способ
1. Количество вещества азота объёмом 5,6 м3 рассчитываем по формуле: n=V/VM, где VM ― молярный объём.
n(N2)=V(N2)/VM=5,6 м3 : 22,4 м3/кмоль=0,25 кмоль
2. Массу азота количеством вещества 0,25 кмоль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 кг/кмоль
m(N2)=n(N2)•M(N2)=0,25 кмоль • 28 кг/кмоль=7 кг
3. Число молекул азота в количестве вещества 0,25 кмоль рассчитываем по формуле: N=n•NА, где NА― число Авогадро.
N(N2)=n(N2)•NА=250 моль • 6,02•10^23 моль-1=1505•10^23 молекул=1,5•1026 молекул
2-й способ
M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 кг/кмоль, масса 1 кмоль=28 кг.
Для нахождения массы азота составляем пропорцию и решаем её:
объём 22,4 м3 азота имеет массу 28 кг,
объём 5,6 м3 азота ― х кг
х=m(N2)=5,6 м3 • 28 кг : 22,4 м3=7 кг
При н.у. 1 кмоль любого вещества занимает объём 22,4 м3 и содержит 6,02•10^26 молекул.
Для нахождения числа молекул составляем пропорцию и решаем её:
22,4 м3 азота содержат 6,02•10^26 молекул N2,
5,6 м3 азота ― х молекул N2
х=N(N2)=6,02•10^26 • 5,6 м3 : 22,4 м3=1,5•10^26 молекул
Ответ: 7 кг и 1,5•10^26 молекул азота.

в) 22,4 мл хлора.
Дано: V(Cl2)=22,4 мл
Найти: m(Cl2)-?, N(Cl2)-?
Решение:
1-способ
1. Количество вещества хлора объёмом 22,4 мл рассчитываем по формуле: n=V/VM, где VM ― молярный объём.
n(Cl2)=V(Cl2)/VM=22,4 мл : 22,4 мл/ммоль=1 ммоль
2. Массу хлора количеством вещества 1 ммоль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(Cl2)=Mr(Cl2)=2•Ar(Cl)=2•35,5=71 мг/ммоль
m(Cl2)=n(Cl2)•M(Cl2)=1 ммоль • 71 мг/ммоль=71 мг
3. Число молекул азота в количестве вещества 1 ммоль рассчитываем по формуле: N=n•NА, где NА― число Авогадро.
N(Cl2)=n(Cl2)•NА=10^-3 моль • 6,02•10^23 моль-1=6,02•10^20 молекул
2-й способ
M(Cl2)=Mr(Cl2)=2•Ar(Cl)=2•35,5=71 мг/ммоль, масса 1 ммоль=71 мг. При н.у. 1 ммоль любого газа занимает объём 22,4 мл, следовательно 22,4 мл хлора имеют массу 71 мг. 1 ммоль любого вещества содержит 6,02•10^20 молекул, следовательно 22,4 мл хлора содержат 6,02•10^20 молекул .
Ответ: 71 мг и 6,02•10^20 молекул хлора.