Вопрос школьника
Масса порции серного газа SO3 равна 18. Вычислите: а) число молекул газа; б) количество вещества серного газа; в) относительную плотность серного газа по воздуху.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать формулы из химии.
а) Число молекул газа можно вычислить по формуле:
n = m/M,
где n — количество вещества, m — масса вещества, M — молярная масса вещества.
Mолярная масса SO3 равна 80 г/моль (32 г/моль за один атом серы и 16 г/моль за один атом кислорода). Подставляя значения в формулу, получаем:
n = 18 г / 80 г/моль = 0,225 моль.
Чтобы вычислить число молекул, необходимо умножить количество вещества на число Авогадро (6,02 × 10²³ молекул/моль):
N = n × NA,
где N — число молекул, NA — число Авогадро.
Подставляя значения, получаем:
N = 0,225 моль × 6,02 × 10²³ молекул/моль = 1,355 × 10²³ молекул.
Ответ: число молекул газа равно 1,355 × 10²³ молекул.
б) Количество вещества можно вычислить по формуле:
n = m/M,
где n — количество вещества, m — масса вещества, M — молярная масса вещества.
Молярная масса SO3 равна 80 г/моль. Подставляя значения, получаем:
n = 18 г / 80 г/моль = 0,225 моль.
Ответ: количество вещества серного газа равно 0,225 моль.
в) Относительная плотность серного газа по воздуху можно вычислить по формуле:
d = m/V,
где d — плотность, m — масса, V — объем.
Относительная плотность равна отношению плотности газа к плотности воздуха при одинаковых условиях температуры и давления.
Для вычисления плотности необходимо знать массу и объем газа. Объем можно вычислить по уравнению состояния идеального газа:
V = nRT/P,
где V — объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль·К), T — температура в Кельвинах, P — давление.
Для удобства расчетов можно принять, что температура и давление равны стандартным условиям (0 °C и 1 атм):
T = 273 К, P = 1 атм = 101,3 кПа.
Подставляя значения, получаем:
V = 0,225 моль × 8,31 Дж/моль·К × 273 К / 101,3 кПа = 4,84 л.
Массу можно вычислить по формуле:
m = dV,
где m — масса, d — плотность, V — объем.
Подставляя значения, получаем:
m = 18 г, d = m/V = 18 г / 4,84 л = 3,72 г/л.
Плотность воздуха при стандартных условиях равна 1,29 г/л. Относительная плотность равна:
d/dвоздуха = 3,72 г/л / 1,29 г/л = 2,88.
Ответ: относительная плотность серного газа по воздуху равна 2,88.
