В каком газе содержится наибольшее количество молекул при температуре 4 градуса Цельсия и давлении 1 атмосферы

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу Авогадро, которая гласит: "один моль любого газа содержит одинаковое количество молекул".

Таким образом, нам нужно определить, в каком газе содержится больше молекул при заданных условиях температуры и давления. Чтобы сделать это, нам потребуется знать молярную массу каждого газа и применить формулу:

\[N = \frac{{mP}}{{RT}} \times N_A\]

где:
\(N\) - количество молекул газа
\(m\) - масса газа
\(P\) - давление
\(R\) - универсальная газовая постоянная
\(T\) - температура в Кельвинах
\(N_A\) - постоянная Авогадро (6.0221 × 10^23 молекул в одном моле)

Чтобы сравнить количество молекул в каждом газе, достаточно сравнить соответствующие значения количества молекул \(N\) для каждого газа.

Обсудим каждый вариант:

а) Хлороводород (HCl) - молярная масса 36.461 г/моль.
б) Сероводород (H2S) - молярная масса 34.081 г/моль.
в) Водород (H2) - молярная масса 2.016 г/моль.
г) Вода (H2O) - молярная масса 18.015 г/моль.

Теперь, используя формулу, мы можем вычислить количество молекул для каждого из газов при заданных условиях:

а) Количество молекул хлороводорода (HCl):
\[N_{HCl} = \frac{{m_{HCl} \cdot P}}{{R \cdot T}} \cdot N_A\]

Подставим значения:
\[N_{HCl} = \frac{{36.461 \ г/\text{моль} \cdot 1 \ \text{атм.}}}{{0.0821 \ \text{л} \cdot \text{атм.}/\text{моль} \cdot \text{К} \cdot (4+273) \ \text{К}}}\cdot 6.0221 \times 10^{23} \ \text{молекул/моль}\]

Теперь вычислим это значение:

\[N_{HCl} \approx 1.579 \times 10^{24} \ \text{молекул}\]

б) Количество молекул сероводорода (H2S):
\[N_{H2S} = \frac{{m_{H2S} \cdot P}}{{R \cdot T}} \cdot N_A\]

Подставим значения:
\[N_{H2S} = \frac{{34.081 \ г/\text{моль} \cdot 1 \ \text{атм.}}}{{0.0821 \ \text{л} \cdot \text{атм.}/\text{моль} \cdot \text{К} \cdot (4+273) \ \text{К}}}\cdot 6.0221 \times 10^{23} \ \text{молекул/моль}\]

Теперь вычислим это значение:

\[N_{H2S} \approx 1.510 \times 10^{24} \ \text{молекул}\]

в) Количество молекул водорода (H2):
\[N_{H2} = \frac{{m_{H2} \cdot P}}{{R \cdot T}} \cdot N_A\]

Подставим значения:
\[N_{H2} = \frac{{2.016 \ г/\text{моль} \cdot 1 \ \text{атм.}}}{{0.0821 \ \text{л} \cdot \text{атм.}/\text{моль} \cdot \text{К} \cdot (4+273) \ \text{К}}}\cdot 6.0221 \times 10^{23} \ \text{молекул/моль}\]

Теперь вычислим это значение:

\[N_{H2} \approx 4.468 \times 10^{25} \ \text{молекул}\]

г) Количество молекул воды (H2O):
\[N_{H2O} = \frac{{m_{H2O} \cdot P}}{{R \cdot T}} \cdot N_A\]

Подставим значения:
\[N_{H2O} = \frac{{18.015 \ г/\text{моль} \cdot 1 \ \text{атм.}}}{{0.0821 \ \text{л} \cdot \text{атм.}/\text{моль} \cdot \text{К} \cdot (4+273) \ \text{К}}}\cdot 6.0221 \times 10^{23} \ \text{молекул/моль}\]

Теперь вычислим это значение:

\[N_{H2O} \approx 2.687 \times 10^{24} \ \text{молекул}\]

Таким образом, из рассмотренных газов, наибольшее количество молекул содержится в водороде (H2).