Question

10．因环境污染，有人设想用瓶装纯净空气推向市场．设瓶装纯净空气的容积为500mL，所装空气的压强为2atm，空气的摩尔质量M=29×10^-5kg/mol，N_A=6.0×10²³mol^-1，标准状况下气体的摩尔体积为22.4L/mol．现按标准状况计算：（结果均保留1位有效数字）
（1）瓶中空气在标况下的体积；
（2）瓶中空气的质量；
（3）瓶中空气的分子数．

Answer 1

分析 （1）根据理想气体的状态方程即可求出瓶中空气在标况下的体积．
（2）根据瓶子的体积求出瓶中气体的摩尔数，结合摩尔质量求出一瓶纯净空气的质量．
（3）然后根据瓶中气体的物质的量结合阿伏伽德罗常数求出分子数．

解答 解：（1）标准状况下：P=P₀=2atm，V=？
瓶中气体：P′=2atm，V′=500mL=0.5L
由于温度相等，所以得：PV=P′V′
代入数据得：V=1L
（2）一瓶纯净空气的物质的量为：n=$\frac{1}{22.4}$mol．
则瓶中气体的质量为：m=nM=$\frac{1}{22.4}×29×1{0}^{-3}$kg=1×10^-3 kg．
（3）分子数为：N=nN_A=$\frac{{V}_{瓶}}{{V}_{m}}$•N_A=$\frac{6×1{0}^{23}}{22.4}$个=3×10²²个．
答：（1）瓶中空气在标况下的体积是1L；
（2）瓶中空气的质量是1×10^-3 kg；
（3）瓶中空气的分子数是3×10²²个．

点评 解决本题的关键知道摩尔质量、质量、摩尔数之间的关系，知道分子数等于质量与分子质量的比值．分子数也可以通过摩尔量与阿伏伽德罗常数的乘积求解．