Каковы плотности (масса 1 л) следующих газов при нормальных условиях: а) углекислый газ СО2, б) сернистый газ SO2

Для решения этой задачи, нам сначала необходимо знать формулы расчета плотности газов. Плотность газа выражается как отношение его массы к его объему. Формула для расчета плотности газа выглядит следующим образом:

\[ \text{Плотность} = \frac{\text{Масса газа}}{\text{Объем газа}} \]

У нас дана масса газа в условиях задачи (1 л), и мы должны вычислить плотность для каждого газа. Давайте решим эту задачу пошагово для каждого газа.

а) Углекислый газ (СО2):
Молярная масса СО2 равна \( 12 \, \text{г/моль} + 2 \times 16 \, \text{г/моль} = 44 \, \text{г/моль} \) (Molar mass of CO2 = 12 g/mol + 2 × 16 g/mol = 44 g/mol)

У нас дан объем 1 л, поэтому сначала нам нужно вычислить количество вещества СО2 в молях, а затем использовать это значение для расчета массы газа. Для этого можем использовать уравнение состояния идеального газа:

\[ PV = nRT \]

Где:
P - давление газа (нормальное давление),
V - объем газа (1 л),
n - количество вещества (в молях),
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура газа (нормальная температура).

Условия нормального давления: P = 1 атм, T = 273 К.

Используя формулу, мы можем вычислить количество вещества:

\[ n = \frac{PV}{RT} = \frac{(1 \, \text{атм}) \times (1 \, \text{л})}{(0.0821 \, \text{л} \, \text{атм} \, \text{моль}^{-1} \, \text{к}^{-1})(273 \, \text{к})} \approx 0.041 \, \text{моль} \]

Теперь, чтобы найти массу СО2, мы можем использовать следующую формулу:

\[ \text{Масса} = \text{Молярная масса} \times \text{Количество вещества} \]

\[ \text{Масса} = 44 \, \text{г/моль} \times 0.041 \, \text{моль} \approx 1.8 \, \text{г/л} \]

Таким образом, плотность углекислого газа (СО2) при нормальных условиях составляет около 1.8 г/л.

б) Сернистый газ (SO2):
Молярная масса SO2 равна \( 32 \, \text{г/моль} + 16 \times 2 \, \text{г/моль} = 64 \, \text{г/моль} \) (Molar mass of SO2 = 32 g/mol + 16 × 2 g/mol = 64 g/mol)

Повторяя те же шаги, мы можем вычислить количество вещества SO2 в молях:

\[ n = \frac{PV}{RT} \approx 0.041 \, \text{моль} \]

Теперь найдем массу SO2:

\[ \text{Масса} = 64 \, \text{г/моль} \times 0.041 \, \text{моль} \approx 2.6 \, \text{г/л} \]

Таким образом, плотность сернистого газа (SO2) при нормальных условиях составляет около 2.6 г/л.

в) Аммиак (NH3):
Молярная масса NH3 равна \( 14 \, \text{г/моль} + 3 \times 1 \, \text{г/моль} = 17 \, \text{г/моль} \) (Molar mass of NH3 = 14 g/mol + 3 × 1 g/mol = 17 g/mol)

Вычисляем количество вещества NH3 в молях:

\[ n = \frac{PV}{RT} \approx 0.041 \, \text{моль} \]

Находим массу NH3:

\[ \text{Масса} = 17 \, \text{г/моль} \times 0.041 \, \text{моль} \approx 0.7 \, \text{г/л} \]

Таким образом, плотность аммиака (NH3) при нормальных условиях составляет около 0.7 г/л.

г) Метан (CH4):
Молярная масса CH4 равна \( 12 \, \text{г/моль} + 4 \times 1 \, \text{г/моль} = 16 \, \text{г/моль} \) (Molar mass of CH4 = 12 g/mol + 4 × 1 g/mol = 16 g/mol)

Вычисляем количество вещества CH4 в молях:

\[ n = \frac{PV}{RT} \approx 0.041 \, \text{моль} \]

Находим массу CH4:

\[ \text{Масса} = 16 \, \text{г/моль} \times 0.041 \, \text{моль} \approx 0.7 \, \text{г/л} \]

Таким образом, плотность метана (CH4) при нормальных условиях составляет около 0.7 г/л.

Ответ:
а) Плотность углекислого газа (СО2) при нормальных условиях составляет около 1.8 г/л.
б) Плотность сернистого газа (SO2) при нормальных условиях составляет около 2.6 г/л.
в) Плотность аммиака (NH3) при нормальных условиях составляет около 0.7 г/л.
г) Плотность метана (CH4) при нормальных условиях составляет около 0.7 г/л.