Дано: V(CH4)=33,6 м3
Найти: m(CH4)-?, N(CH4)-?
Решение:
1-способ
1. Количество вещества метана объёмом 33,6 м3 рассчитываем по формуле: n=V/VM, где VM ― молярный объём.
n(CH4)=V(CH4)/VM=33,6 м3 : 22,4 м3/кмоль=1,5 кмоль
2. Массу метана количеством вещества 1,5 кмоль рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(CH4)=16 кг/кмоль
m(CH4)=n(CH4)•M(CH4)=1,5 кмоль • 16 кг/кмоль=24 кг
3. Число молекул метана в количестве вещества 1,5 кмоль рассчитываем по формуле: N=n•NА, где NА― число Авогадро.
N(CH4)=n(CH4)•NА=1,5 кмоль • 6•10^26 кмоль-1=9•10^26 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 метана объёмом 33,6 м3 вычисляем по формуле: m=V•M/VM, где VM ― молярный объём.
M(CH4)=16 кг/кмоль
m(CH4)=V(CH4)•M(CH4):VM=33,6 м3• 16 кг/кмоль : 22,4 м3/кмоль=24 кг
2. Число молекул метана в объёме 33,6 м3 рассчитываем по формуле: N=V•NА/VM, где NА ― число Авогадро.
N(CH4)=V(CH4)•NА:VM=33,6 м3 • 6•10^26 моль-1: 22,4 м3=9•10^26 молекул
3-й способ
M(CH4)=16 кг/кмоль
Для нахождения массы метана составляем пропорцию и решаем её:
объём 22,4 м3(1 кмоль) метана имеет массу 16 кг,
объём 33,6 м3 метана ― х кг
х=m(CH4)=33,6 м3 • 16 кг : 22,4 м3=24 кг
Для нахождения числа молекул составляем пропорцию и решаем её:
22,4 м3 (1 кмоль) метана содержат 6•10^26 молекул СН4,
33,6 м3 метана ― х молекул СН4
х=N(CH4)=6•10^26 • 33,6 м3 : 22,4 м3=9•10^26 молекул
Ответ: 33,6 м3 метана CH4 при н.у. имеет массу 24 кг и содержит 9•10^26 молекул.