0℃, 1기압에서 H2, CH4, O2 기체가 각각 1 g씩 따로 존재

0℃, 1기압에서 H2, CH4, O2 기체가 각각 1 g씩 따로 존재

 

 

0℃, 1기압에서 H2, CH4, O2 기체가 각각 1 g씩 따로 존재한다.

각 기체에 대한 다음 물리량의 크기를 비교하시오.

(단, H, C, O의 원자량은 각각 1, 12, 16이다.)

1) 기체의 몰수

2) 원자의 개수

3) 기체의 밀도

 

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각 기체 분자의 몰질량을 계산하면,

H2 = 2 g/mol

CH4 = 16 g/mol

O2 = 32 g/mol

 

 

각 기체 분자 1 g의 몰수를 계산하면,

H2 = 1 g / (2 g/mol) = 0.5 mol

CH4 = 1 g / (16 g/mol) = 0.0625 mol

O2 = 1 g / (32 g/mol) = 0.03125 mol

( 계산 설명 http://ywpop.tistory.com/7738 )

 

 

각 기체 분자 1 g의 원자의 몰수를 계산하면,

H2 = 0.5 mol * 2 = 1 mol

CH4 = 0.0625 mol * 5 = 0.3125 mol

O2 = 0.03125 mol * 2 = 0.0625 mol

 

 

밀도 = 질량 / 부피 이고,

부피 ∝ 몰수 이므로,

각 기체 분자 1 g의 상대밀도를 계산하면,

H2 = 1 g / 0.5 mol = 2

CH4 = 1 g / 0.0625 mol = 16

O2 = 1 g / 0.03125 mol = 32

 

 

1) 기체의 몰수: H2 > CH4 > O2

2) 원자의 개수: H2 > CH4 > O2

3) 기체의 밀도: H2 < CH4 < O2

 

 

[참고] 0℃, 1기압 조건에서, 즉 STP 조건에서,
( 표준상태와 혼동하지 말 것. 설명 http://ywpop.tistory.com/3684 )
기체 1몰의 부피는, 기체 종류에 상관없이, 항상 22.414 L.
즉, 0℃, 1기압에서 기체 종류에 상관없이 “기체 1 mol”의 부피는 항상 같다.
---> 문제에서처럼, 1 mol인 아닌, 1 g인 경우에는, 기체의 부피는 다르다.