Сравнение числа молекул в разных порциях веществ
В каких порциях веществ содержится больше молекул (объемы газов даются при нормальных условиях): а) в 32 г кислорода или в 22,4 л азота; б) в 11,2 л метана CH4, или в 11,2 л силана SiH4; в) в 34 г аммиака NH3, или в 34 г фосфина PH3; г) в 2,5 моль углекислого газа CO2, или в 56 л сернистого газа SO2; д) в 4 кг водорода или в 4 м3 водорода; е) в a л неона He или в a л аргона Ar?
Дано
а)
`m(O_2) = 32 text{ г}`
`V(N_2) = 22.4 text{ л}`
б)
`V(CH_4) = 11.2 text{ л}`
`V(SiH_4) = 11.2 text{ л}`
в)
`m(NH_3) = 34 text{ г}`
`m(PH_3) = 34 text{ г}`
г)
`n(CO_2) = 2.5 text{ моль}`
`V(SO_2) = 56 text{ л}`
д)
`m(H_2) = 4 text{ кг}`
`V(H_2) = 4 text{ м}^3`
е)
`V(He) = a text{ л}`
`V(Ar) = a text{ л}`
Найти
а)
`N(O_2) text{ ? } N(N_2)`
б)
`N(CH_4) text{ ? } N(SiH_4)`
в)
`N(NH_3) text{ ? } N(PH_3)`
г)
`N(CO_2) text{ ? } N(SO_2)`
д)
`N(H_2) text{ ? } N(H_2)`
е)
`N(He) text{ ? } N(Ar)`
Решение
а)
Найдём количество вещества кислорода:
`n(O_2) = (m(O_2))/(M(O_2)) = 32/32 = 1 text{ моль}`
Найдём количество вещества азота:
`n(N_2) = (V(N_2))/(V_m) = 22.4/22.4 = 1 text{ моль}`
Число молекул пропорционально количеству вещества:
`N(O_2) = n(O_2)*N_A = 1*N_A`
`N(N_2) = n(N_2)*N_A = 1*N_A`
Сравним:
`N(O_2) = N(N_2)`
б)
Найдём количество вещества метана:
`n(CH_4) = (V(CH_4))/(V_m) = 11.2/22.4 = 0.5 text{ моль}`
Найдём количество вещества силана:
`n(SiH_4) = (V(SiH_4))/(V_m) = 11.2/22.4 = 0.5 text{ моль}`
Число молекул пропорционально количеству вещества:
`N(CH_4) = n(CH_4)*N_A = 0.5*N_A`
`N(SiH_4) = n(SiH_4)*N_A = 0.5*N_A`
Сравним:
`N(CH_4) = N(SiH_4)`
в)
Найдём количество вещества аммиака:
`n(NH_3) = (m(NH_3))/(M(NH_3)) = 34/17 = 2 text{ моль}`
Найдём количество вещества фосфина:
`n(PH_3) = (m(PH_3))/(M(PH_3)) = 34/34 = 1 text{ моль}`
Число молекул пропорционально количеству вещества:
`N(NH_3) = n(NH_3)*N_A = 2*N_A`
`N(PH_3) = n(PH_3)*N_A = 1*N_A`
Сравним:
`N(NH_3) > N(PH_3)`
г)
Найдём количество вещества сернистого газа:
`n(SO_2) = (V(SO_2))/(V_m) = 56/22.4 = 2.5 text{ моль}`
Число молекул пропорционально количеству вещества:
`N(CO_2) = n(CO_2)*N_A = 2.5*N_A`
`N(SO_2) = n(SO_2)*N_A = 2.5*N_A`
Сравним:
`N(CO_2) = N(SO_2)`
д)
Найдём количество вещества водорода по массе:
`n_1(H_2) = (m(H_2))/(M(H_2)) = 4/2 = 2 text{ кмоль}`
Найдём количество вещества водорода по объёму:
`n_2(H_2) = (V(H_2))/(V_m) = 4/22.4 = 0.1786 text{ кмоль}`
Число молекул пропорционально количеству вещества:
`N_1(H_2) = n_1(H_2)*N_A = 2*N_A`
`N_2(H_2) = n_2(H_2)*N_A = 0.1786*N_A`
Сравним:
`N_1(H_2) > N_2(H_2)`
е)
Найдём количество вещества неона:
`n(He) = (V(He))/(V_m) = a/22.4 text{ моль}`
Найдём количество вещества аргона:
`n(Ar) = (V(Ar))/(V_m) = a/22.4 text{ моль}`
Число молекул пропорционально количеству вещества:
`N(He) = n(He)*N_A = a/22.4*N_A`
`N(Ar) = n(Ar)*N_A = a/22.4*N_A`
Сравним:
`N(He) = N(Ar)`
Ответ
а)
`N(O_2) = N(N_2)`
б)
`N(CH_4) = N(SiH_4)`
в)
`N(NH_3) > N(PH_3)`
г)
`N(CO_2) = N(SO_2)`
д)
`N_1(H_2) > N_2(H_2)`
е)
`N(He) = N(Ar)`