题目
容器中储有氧气，其压强为p=0.1MPa（即1atm）温度为27℃，求：（1）单位体积中的分子数n；（2）氧分子的质量m；（3）气体密度ρ。
容器中储有氧气，其压强为p=0.1MPa（即1atm）温度为27℃，求：
（1）单位体积中的分子数n；
（2）氧分子的质量m；
（3）气体密度ρ。
（1）单位体积中的分子数n；
（2）氧分子的质量m；
（3）气体密度ρ。
题目解答
答案
解：在标准状态下，1mol气体的体积为22.4L，分子数n0=6.02×1023个
在1atm压强下，让气体做等压变化，则初态：V1=V，T1=（273+27）K=300K
末态：V2=22.4L，T2=273K
根据盖-吕萨克定律可知：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$，解得V1=24.62L
故单位体积中的分子数n=$\frac{{n}_{0}}{{V}_{1}}=2.45×1{0}^{22}$个
（2）1摩尔氧气的质量为m0=32g，故氧分子的质量为$m=\frac{{m}_{0}}{{n}_{0}}$=5.32×10-23g
（3）气体密度ρ=$\frac{{m}_{0}}{{V}_{1}}=\frac{32}{24.62×1{0}^{-3}}kg/{m}^{3}=1.30×1{0}^{-3}kg/{m}^{3}$
答：（1）单位体积中的分子数n为2.45×1022个；
（2）氧分子的质量m为5.32×10-23g；
（3）气体密度ρ为1.30×10-3kg/m3。
在1atm压强下，让气体做等压变化，则初态：V1=V，T1=（273+27）K=300K
末态：V2=22.4L，T2=273K
根据盖-吕萨克定律可知：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$，解得V1=24.62L
故单位体积中的分子数n=$\frac{{n}_{0}}{{V}_{1}}=2.45×1{0}^{22}$个
（2）1摩尔氧气的质量为m0=32g，故氧分子的质量为$m=\frac{{m}_{0}}{{n}_{0}}$=5.32×10-23g
（3）气体密度ρ=$\frac{{m}_{0}}{{V}_{1}}=\frac{32}{24.62×1{0}^{-3}}kg/{m}^{3}=1.30×1{0}^{-3}kg/{m}^{3}$
答：（1）单位体积中的分子数n为2.45×1022个；
（2）氧分子的质量m为5.32×10-23g；
（3）气体密度ρ为1.30×10-3kg/m3。
解析
步骤 1：计算单位体积中的分子数n
在标准状态下，1mol气体的体积为22.4L，分子数n_0=6.02×10^{23}个。在1atm压强下，让气体做等压变化，则初态：V_1=V，T_1=（273+27）K=300K；末态：V_2=22.4L，T_2=273K。根据盖-吕萨克定律可知：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$，解得V_1=24.62L。故单位体积中的分子数n=$\frac{{n}_{0}}{{V}_{1}}=2.45×1{0}^{22}$个。
步骤 2：计算氧分子的质量m
1摩尔氧气的质量为m_0=32g，故氧分子的质量为$m=\frac{{m}_{0}}{{n}_{0}}$=5.32×10^{-23}g。
步骤 3：计算气体密度ρ
气体密度ρ=$\frac{{m}_{0}}{{V}_{1}}=\frac{32}{24.62×1{0}^{-3}}kg/{m}^{3}=1.30×1{0}^{-3}kg/{m}^{3}$。
在标准状态下，1mol气体的体积为22.4L，分子数n_0=6.02×10^{23}个。在1atm压强下，让气体做等压变化，则初态：V_1=V，T_1=（273+27）K=300K；末态：V_2=22.4L，T_2=273K。根据盖-吕萨克定律可知：$\frac{{V}_{1}}{{T}_{1}}=\frac{{V}_{2}}{{T}_{2}}$，解得V_1=24.62L。故单位体积中的分子数n=$\frac{{n}_{0}}{{V}_{1}}=2.45×1{0}^{22}$个。
步骤 2：计算氧分子的质量m
1摩尔氧气的质量为m_0=32g，故氧分子的质量为$m=\frac{{m}_{0}}{{n}_{0}}$=5.32×10^{-23}g。
步骤 3：计算气体密度ρ
气体密度ρ=$\frac{{m}_{0}}{{V}_{1}}=\frac{32}{24.62×1{0}^{-3}}kg/{m}^{3}=1.30×1{0}^{-3}kg/{m}^{3}$。