Có ba quả bóng bay giống nhau về kích thước và khối lượng. Lần lượt bơm cùng thể tích mỗi khí H2, CO2, O2 vào từng quả bóng bay trên. Điều gì sẽ xảy ra khi thả ba quả bóng bay đó trong không khí?
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Để so sánh khí A nặng hay nhẹ hơn khí B, người ta so sánh khối lượng của cùng một thể tích khí A và khí B trong dùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
\(V_{N_2}=V_{H_2}\\ \Rightarrow n_{N_2}=n_{H_2}=a\left(mol\right)\left(a>0\right)\\ m_{N_2}=28a\left(g\right);m_{H_2}=2a\left(g\right)\\ Ta.có:\dfrac{m_{N_2}}{m_{H_2}}=\dfrac{28a}{2a}=14\)
Vậy không dùng cân, bằng các CT tính toán ta thấy được 24,79 lít khí N2 sẽ nặng gấp 14 lần 24,79 lít khí H2 ở cùng đk nhiệt độ, áp suất
Chất | M(g/mol) | n(mol) | m(g) | V(lít) (đkc) |
CO2 | \(M_{CO_2}=M_C+2.M_O=12+2.16=44\left(\dfrac{g}{mol}\right)\) | \(n_{CO_2}=\dfrac{m_{CO_2}}{M_{CO_2}}=\dfrac{17,6}{44}=0,4\left(mol\right)\) | 17,6 (g) | \(V_{CO_2\left(đkc\right)}=n_{CO_2}.24,79=0,4.24,79=9,916\left(l\right)\) |
N2 | \(M_{N_2}=2M_N=2.14=28\left(\dfrac{g}{mol}\right)\) | \(n_{N_2}=\dfrac{V_{N_2\left(đkc\right)}}{24,79}=\dfrac{4,958}{24,79}=0,2\left(mol\right)\) | \(m_{N_2}=M_{N_2}.n_{N_2}=28.0,2=5,6\left(g\right)\) | 4,958 (l) |
H2 | \(M_{H_2}=2M_H=2.1=2\left(\dfrac{g}{mol}\right)\) | 0,5 (mol) | \(m_{H_2}=M_{H_2}.n_{H_2}=2.0,5=1\left(g\right)\) | \(V_{H_2\left(đkc\right)}=n_{H_2}.24,79=0,5.24,79=12,395\left(l\right)\) |
\(k_1=\dfrac{V_1}{n_1}=\dfrac{4,958}{0,2}=24,790\\ k_2=\dfrac{V_2}{n_2}=\dfrac{12,395}{0,5}=24,790\\ k_3=\dfrac{V_3}{n_3}=\dfrac{24,790}{1}=24,790\\ k_4=\dfrac{V_4}{n_4}=\dfrac{49,580}{2}=24,790\\ Vậy:k_1=k_2=k_3=k_4=24,79\\ \Rightarrow n=\dfrac{V_{\left(đkc\right)}}{24,79}\)
Ở điều kiện chuẩn (áp suất 1 bar và nhiệt độ 25oC), thể tích 1 mol khí là 24,79 lít.
1 mol khí ở đkc (1bar, 25oC) có thể tích 24,79 lít
Chất | Số mol (n) (mol) | Khối lượng mol (M) (g/mol) | Khối lượng (m) (gam) | Cách tính |
Nhôm | 0,2 | 27 | 5,4 | \(m_{Al}=0,2.27=5,4\left(gam\right)\) |
Nước | 2 | 18 | 36 | \(m_{H_2O}=2.18=36\left(gam\right)\) |
Khí oxygen | 2 | 32 | 16 | \(n_{O_2}=\dfrac{32}{16}=2\left(mol\right)\) |
Khí nito | 1 | 28 | 28 | \(n_{N_2}=\dfrac{28}{28}=1\left(mol\right)\) |
Sodium chloride | 0,4 | 58,5 | 23,4 | \(m_{NaCl}=0,4.58,5=23,4\left(gam\right)\) |
Magnesium | 2 | 24 | 12 | \(n_{Mg}=\dfrac{24}{12}=2\left(mol\right)\) |
Chất | Các đại lượng (đơn vị) | |||
M (g/mol) | n (mol) | m (g) | V (l) (đkc) | |
CO2 | 44 | 0,4 | 17,6 | 9,916 |
N2 | 28 | 0,2 | 5,6 | 4,958 |
H2 | 2 | 0,5 | 1 | 12,395 |
Ta có: 1 amu = 1,6605 × 10-24 gam.
Với một nguyên tử/ phân tử có khối lượng là M (amu), ta có khối lượng mol nguyên tử/ phân tử đó là: M × 1,6605 × 10-24 × 6,022 × 1023 ≈ M (gam/ mol).
Vậy ta có điều cần chứng minh.
Khối lượng mol phân tử khí oxygen là: 16 × 2 = 32 (gam/ mol).
Khối lượng mol phân tử của khí carbon dioxide là: 12 + 16 x 2 = 44 (gam/mol)
Dựa vào bảng tuần hoàn:
- Khối lượng mol nguyên tử hydrogen là: 1,008 gam/ mol.
- Khối lượng mol nguyên tử nitơ (nitrogen) là: 14,01 gam/ mol.
- Khối lượng mol nguyên tử magnesium là: 24,31 gam/ mol.
\(M_H=1\left(\dfrac{g}{mol}\right);M_N=14\left(\dfrac{g}{mol}\right);M_{Mg}=24\left(\dfrac{g}{mol}\right)\)
Khi thả ba quả bóng bay vào không khí chỉ có quả bóng bay chứa khí H2 là bay được lên, còn quả bóng chứa khí O2 và quả bóng chứa khí CO2 đều rơi xuống mặt đất. Do khí H2 nhẹ hơn không khí còn khí O2 và khí CO2 đều nặng hơn không khí.
Quả bóng bay lên được => Bơm khí H2 (khí hidro nhẹ hơn không khí)
2 quả bóng không bay lên được => Bơm khí O2 hoặc CO2 (do khí oxi, cacbonic nặng hơn không khí)