Question

Газовая смесь, состоящая из двух компонентов, имеет плотность 1,321 г/л (н.у.). После добавления вдвое меньшего объема газа X к исходной смеси плотность стала равна 1,536 г/л. Предложите хотя бы две возможные формулы газа X. (При расчетах все значения округляйте до одного знака после запятой)​

Answer 1

Ответ:

CO2; C3H8; N2O

Объяснение:

2 литра исходной смеси имеют массу 2*1,3 = 2,6 грамма.

3 литра конечной смеси имеют массу 1,5*3 = 4,5 грамма.

Тогда 3 - 2 = 1 литр газа Х имеет массу 4,5 - 2,6 = 1,9 грамма, а его молярная масса равна 1,9*22,4 = 44 г/моль.

Возможные формулы газа Х: CO2; C3H8; N2O

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, которое позволяет нам определить массовые соотношения компонентов газовой смеси. Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:

$PV = nRT$

где: P - давление газа (в данном случае при нормальных условиях, 1 атмосфера), V - объем газа (литры), n - количество вещества (моли), R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм / моль * К), T - температура (в Кельвинах).

Используя это уравнение, мы можем выразить количество вещества для каждой из смесей и объединить их для поиска формулы газа X.

Для исходной смеси:

$\rho_1 = \frac{m_1}{V_1}$

где $\rho_1$ - плотность исходной смеси (1,321 г/л), $m_1$ - масса вещества в исходной смеси, $V_1$ - исходный объем смеси.

Аналогично, для смеси после добавления газа X:

$\rho_2 = \frac{m_1 + m_X}{V_2}$

где $\rho_2$ - плотность смеси после добавления газа X (1,536 г/л), $m_X$ - масса газа X, $V_2$ - объем смеси после добавления газа X.

Мы также знаем, что объем газа X в два раза меньше объема исходной смеси:

$V_2 = \frac{V_1}{2}$

Теперь мы можем объединить уравнения:

$\rho_1 = \frac{m_1}{V_1}$ $\rho_2 = \frac{m_1 + m_X}{V_2} = \frac{m_1 + m_X}{\frac{V_1}{2}} = 2 \cdot \frac{m_1 + m_X}{V_1}$

Теперь мы можем подставить выражение для $\rho_2$ в уравнение для $\rho_1$:

$1,321 = 2 \cdot \frac{m_1 + m_X}{V_1}$

Теперь мы можем решить это уравнение относительно массы газа X ($m_X$):

$m_X = \frac{1,321 \cdot V_1}{2} - m_1$

Теперь мы знаем массу газа X, который был добавлен к исходной смеси. Мы также знаем молярную массу газа X. Следовательно, мы можем найти количество молей газа X ($n_X$), используя массу и молярную массу:

$n_X = \frac{m_X}{\text{молярная масса X}}$

Теперь, зная количество молей, мы можем попробовать различные молярные массы для газа X и найти его формулу. Ниже приведены два примера:

1. Пусть молярная масса газа X равна 32 г/моль, что соответствует кислороду (O2). Тогда:

$n_X = \frac{m_X}{\text{молярная масса X}} = \frac{m_X}{32 \text{ г/моль}}$

2. Пусть молярная масса газа X равна 28 г/моль, что соответствует азоту (N2). Тогда:

$n_X = \frac{m_X}{\text{молярная масса X}} = \frac{m_X}{28 \text{ г/моль}}$

Теперь вы можете вычислить массу газа X ($m_X$) и количество молей ($n_X$) для обоих вариантов и проверить, какой из них соответствует вашей задаче.