Какой объем занимает 14 г газа, молярная масса которого в 2 раза больше молярной массы азота

Для того чтобы рассчитать объем газа, можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа, которое выглядит так:

$PV=nRT$

где:

• $P$ — давление газа,
• $V$ — объем газа,
• $n$ — количество вещества газа (в молях),
• $R$ — универсальная газовая постоянная ($8.31\text{Дж}/\text{моль}\cdot \text{К}$),
• $T$ — температура газа в Кельвинах.

Однако в данном случае мы можем использовать более упрощенную форму для определения объема, если газ находится при стандартных условиях (STP), то есть при температуре 273,15 K и давлении 1 атмосфера. Для идеального газа при этих условиях объем одного моля газа равен 22.4 литра.

Шаги решения задачи:

1. Молярная масса газа: нам известно, что молярная масса газа в два раза больше молярной массы азота. Молярная масса азота (N₂) составляет примерно 28 г/моль. Следовательно, молярная масса газа будет:

$M=2\times 28=56\text{г/моль}$

2. Количество вещества: масса газа составляет 14 г. Чтобы найти количество вещества в молях, нужно массу разделить на молярную массу газа:

n=mM=14 г56 г/моль=0.25 мольn = \frac{m}{M} = \frac{14 \, \text{г}}{56 \, \text{г/моль}} = 0.25 \, \text{моль}n=Mm​=56г/моль14г​=0.25моль

3. Объем газа: при стандартных условиях объем одного моля идеального газа равен 22.4 литра. Тогда объем 0.25 моля газа будет:

$$V=n\times 22.4\text{л}=0.25\text{моль}\times 22.4\text{л/моль}=5.6\text{л}$$

Таким образом, объем газа массой 14 г и молярной массой 56 г/моль при стандартных условиях составляет 5.6 литра.