Чему равна масса 1 литра водорода , 1 литра кислорода , 1 литра угликислого газа и сколько молекул в...

Для определения массы и количества молекул в 1 литре водорода $H₂$, кислорода $O₂$ и углекислого газа $CO₂$ при нормальных условиях $нормальныеусловияподразумеваюттемпературу0°C=273.15Кидавление1атмосфера=101.325кПа$, можно использовать закон Авогадро и уравнение состояния идеального газа.

Закон Авогадро и молярный объем газа

Закон Авогадро утверждает, что один моль любого идеального газа при нормальных условиях занимает объем 22.414 литра. Это важно для расчета массы и количества молекул в заданном объеме газа.

Масса и количество молекул водорода $H₂$

1. Молярная масса водорода $H₂$: 2 г/моль $таккакатомнаямассаводорода\approx 1г/моль,имолекулаH₂состоитиздвухатомов$.
2. Масса 1 литра водорода: $\text{Масса}=\frac{\text{Молярная масса}}{\text{Молярный объем}}\times \text{Объем}=\frac{2\text{г/моль}}{22.414\text{л/моль}}\times 1\text{л}=0.0896\text{г}$
3. Количество молекул в 1 литре водорода: $\text{Количество молекул}=\text{Количество молей}\times \text{Число Авогадро}=\frac{1\text{л}}{22.414\text{л/моль}}\times 6.022\times {10}^{23}\text{молекул/моль}=2.686\times {10}^{22}\text{молекул}$

Масса и количество молекул кислорода $O₂$

1. Молярная масса кислорода $O₂$: 32 г/моль $таккакатомнаямассакислорода\approx 16г/моль,имолекулаO₂состоитиздвухатомов$.
2. Масса 1 литра кислорода: $\text{Масса}=\frac{\text{Молярная масса}}{\text{Молярный объем}}\times \text{Объем}=\frac{32\text{г/моль}}{22.414\text{л/моль}}\times 1\text{л}=1.429\text{г}$
3. Количество молекул в 1 литре кислорода: $\text{Количество молекул}=\frac{1\text{л}}{22.414\text{л/моль}}\times 6.022\times {10}^{23}\text{молекул/моль}=2.686\times {10}^{22}\text{молекул}$

Масса и количество молекул углекислого газа $CO₂$

1. Молярная масса углекислого газа $CO₂$: 44 г/моль $атомнаямассауглерода\approx 12г/мольиатомнаямассакислорода\approx 16г/моль,CO₂состоитизодногоатомауглеродаидвухатомовкислорода$.
2. Масса 1 литра углекислого газа: $\text{Масса}=\frac{\text{Молярная масса}}{\text{Молярный объем}}\times \text{Объем}=\frac{44\text{г/моль}}{22.414\text{л/моль}}\times 1\text{л}=1.964\text{г}$
3. Количество молекул в 1 литре углекислого газа: $\text{Количество молекул}=\frac{1\text{л}}{22.414\text{л/моль}}\times 6.022\times {10}^{23}\text{молекул/моль}=2.686\times {10}^{22}\text{молекул}$

Итоговые значения

• Масса водорода $H₂$: 0.0896 г, Количество молекул: 2.686 × 10²²
• Масса кислорода $O₂$: 1.429 г, Количество молекул: 2.686 × 10²²
• Масса углекислого газа $CO₂$: 1.964 г, Количество молекул: 2.686 × 10²²

Эти расчеты предполагают, что газы ведут себя как идеальные газы при нормальных условиях.

Масса 1 литра водорода равна 0,09088 г, масса 1 литра кислорода равна 1,429 г, масса 1 литра углекислого газа равна 1,977 г.

Для расчета количества молекул в объемах этих газов, необходимо воспользоваться формулой Нернста. Для этого вычислим количество молей каждого газа, зная их молярную массу:

• Водород $H2$: молярная масса = 2 г/моль, масса 1 литра = 0,09088 г, количество молей = масса / молярная масса = 0,09088 / 2 = 0,04544 моль
• Кислород $O2$: молярная масса = 32 г/моль, масса 1 литра = 1,429 г, количество молей = масса / молярная масса = 1,429 / 32 = 0,0447 моль
• Углекислый газ $CO2$: молярная масса = 44 г/моль, масса 1 литра = 1,977 г, количество молей = масса / молярная масса = 1,977 / 44 = 0,045 моль

Далее, используя число Авогадро $6,022x{10}^{2}3молекулв1моль$, можно вычислить количество молекул в каждом газе:

• Водород: количество молекул = количество молей число Авогадро = 0,04544 6,022 x 10^23 ≈ 2,73 x 10^22 молекул
• Кислород: количество молекул = количество молей число Авогадро = 0,0447 6,022 x 10^23 ≈ 2,69 x 10^22 молекул
• Углекислый газ: количество молекул = количество молей число Авогадро = 0,045 6,022 x 10^23 ≈ 2,71 x 10^22 молекул

Итак, в 1 литре каждого газа содержится примерно 2,7 x 10^22 молекул.