Какое количество вещества содержится в 3 м³ аммиака и 10 м³ водорода? Изменятся ли результаты, если поменять объёмы газов местами? Вычислите плотности (массу одного литра) этих газов. Рассчитайте относительную плотность аммиака по отношению к водороду с данными и решением.

Химия Колледж Газовые законы и молекулярная масса газов количество вещества аммиак количество вещества водород плотность аммиака плотность водорода относительная плотность аммиака газовые объемы расчёт плотности газов химия 12 класс задачи по химии молярные объемы газов Новый

Для того чтобы решить задачу, нам нужно использовать закон Авогадро, который утверждает, что равные объемы газов при одинаковых условиях температуры и давления содержат одинаковое количество молекул. Это означает, что мы можем вычислить количество вещества (в моль) для каждого газа, зная их объемы.

Шаг 1: Определение количества вещества

• Для аммиака (NH3):
• Объем аммиака = 3 м³ = 3000 л.
• При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает примерно 22,4 л.
• Количество вещества (n) аммиака = Объем / Объем 1 моля = 3000 л / 22,4 л/моль ≈ 133,93 моль.
• Для водорода (H2):
• Объем водорода = 10 м³ = 10000 л.
• Количество вещества (n) водорода = 10000 л / 22,4 л/моль ≈ 446,43 моль.

Шаг 2: Изменение объемов газов

Если поменять объемы газов местами, то:

• Аммиак будет занимать 10 м³, а водород - 3 м³.
• Количество вещества аммиака = 10000 л / 22,4 л/моль ≈ 446,43 моль.
• Количество вещества водорода = 3000 л / 22,4 л/моль ≈ 133,93 моль.

Таким образом, количество вещества изменится местами, но общее количество вещества останется тем же, просто для каждого газа оно будет разным.

Шаг 3: Вычисление плотности газов

• Плотность (ρ) газа определяется как масса (m) на объем (V): ρ = m / V.
• Для аммиака:
• Молярная масса NH3 = 14 (N) + 3*1 (H) = 17 г/моль.
• Масса 133,93 моль NH3 = 133,93 моль * 17 г/моль ≈ 2276,81 г = 2,27681 кг.
• Плотность аммиака = 2,27681 кг / 3000 л ≈ 0,000759 кг/л.
• Для водорода:
• Молярная масса H2 = 2*1 (H) = 2 г/моль.
• Масса 446,43 моль H2 = 446,43 моль * 2 г/моль ≈ 892,86 г = 0,89286 кг.
• Плотность водорода = 0,89286 кг / 10000 л ≈ 0,0000893 кг/л.

Шаг 4: Рассчет относительной плотности аммиака по отношению к водороду

• Относительная плотность (D) газов определяется как отношение плотности одного газа к плотности другого:
• D(NH3/H2) = Плотность NH3 / Плотность H2 = 0,000759 кг/л / 0,0000893 кг/л ≈ 8,49.

Итог:

• Количество вещества аммиака = 133,93 моль, водорода = 446,43 моль (при первоначальных объемах).
• При обмене объемами количество вещества изменится местами.
• Плотность аммиака ≈ 0,000759 кг/л, плотность водорода ≈ 0,0000893 кг/л.
• Относительная плотность аммиака по отношению к водороду ≈ 8,49.