Условие задачи

Укажите, что тяжелее:а) 5 л сернистого газа (SO2) или 5 л углекислого газа (CO2); б) 2 л углекислого газа (CO2) или 3 л угарного газа (CO).

Решение

Дисциплина: Химия (свойства газов, расчёт массы вещества по объёму при одинаковых условиях).

Решение:

В условиях, когда газы находятся при одинаковых температуре и давлении, объем газа пропорционален числу молей газа согласно уравнению состояния идеального газа. Это означает, что при одинаковом объёме количество молей газа одинаково, а масса определяется только молярной массой.

Обозначим через M молярную массу. Тогда масса газа вычисляется по формуле:

масса = число молей × M.

Так как число молей пропорционально объёму, можно утверждать, что при одинаковых условиях масса газа пропорциональна произведению объёма и молярной массы.

Найдем молярные массы:

• Для SO₂:
M(SO₂) = M(S) + 2 × M(O)
= 32 + 2×16 = 32 + 32 = 64 г/моль.

• Для CO₂:
M(CO₂) = M(C) + 2 × M(O)
= 12 + 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль.

• Для CO:
M(CO) = M(C) + M(O)
= 12 + 16 = 28 г/моль.

а) Сравним 5 л SO₂ и 5 л CO₂.
При одинаковом объёме число молей одинаково, поэтому масса пропорциональна молярной массе.
M(SO₂) = 64 г/моль больше, чем M(CO₂) = 44 г/моль.
Таким образом, 5 л SO₂ тяжелее, чем 5 л CO₂.

б) Сравним 2 л CO₂ и 3 л CO.
Опять же, масса газа будет равна произведению объёма и молярной массы (с постоянными температурой и давлением).
Для 2 л CO₂ масса пропорциональна 2 × 44 = 88 (условных единиц).
Для 3 л CO масса пропорциональна 3 × 28 = 84 (условных единиц).
Так как 88 > 84, 2 л CO₂ весят больше, чем 3 л CO.

Ответ:
а) 5 л SO₂ тяжелее, чем 5 л CO₂;
б) 2 л CO₂ тяжелее, чем 3 л CO.