Сколько молекул содержат 44,8 л (н.у.) углекислого газа? Решите задачу двумя способами.

Для решения задачи о том, сколько молекул углекислого газа содержится в 44,8 литра газа при нормальных условиях (н.у.), можно использовать два подхода: через молекулярную массу и через объем молекул газа при нормальных условиях.

Способ 1. Использование объема газа при нормальных условиях.

При нормальных условиях (н.у.) принято, что один моль любого идеального газа занимает объем 22,4 литра. Углекислый газ — это идеальный газ, и его поведение можно описать с использованием этой величины.

1. Находим количество молей углекислого газа, зная его объем:

   $$n = \frac{V}{V_{\text{моль}}} = \frac{44,8 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 2 \, \text{моля}$$

2. Теперь, зная, что один моль вещества содержит число Авогадро молекул (6,022 × 10²³ молекул), можем вычислить количество молекул:

   $$N = n \cdot N_A = 2 \, \text{моля} \cdot 6,022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль}$$ $$N = 1,2044 \times 10^{24} \, \text{молекул}$$

Ответ: в 44,8 литра углекислого газа при нормальных условиях содержится $1,2044 \times 10^{24}$ молекул.

Способ 2. Использование молекулярной массы углекислого газа.

Для углекислого газа молекулярная масса CO₂ составляет примерно 44 г/моль. Мы можем использовать этот факт для нахождения количества молекул.

1. Рассчитаем количество вещества (молей) углекислого газа в 44,8 литра. Для этого нам нужно знать массу газа. Для этого воспользуемся тем, что при нормальных условиях 22,4 литра газа весит 44 грамма (один моль углекислого газа).

2. Если 44,8 литра газа — это чуть больше, чем 22,4 литра, то масса этого объема составит:

   $$\text{Масса} = 44 \, \text{г} \times 2 = 88 \, \text{г}$$

3. Количество вещества углекислого газа в молях из массы:

   $$n = \frac{m}{M} = \frac{88 \, \text{г}}{44 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моля}$$

4. Как и в первом способе, количество молекул можно найти, умножив количество вещества на число Авогадро:

   $$N = n \cdot N_A = 2 \cdot 6,022 \times 10^{23} = 1,2044 \times 10^{24} \, \text{молекул}$$

Ответ: в 44,8 литра углекислого газа при нормальных условиях содержится $1,2044 \times 10^{24}$ молекул.

Таким образом, оба способа дают одинаковый результат: в 44,8 литра углекислого газа при нормальных условиях содержится $1,2044 \times 10^{24}$ молекул.