Question

ДАЮ 40 БАЛЛОВ!!! Три идентичных сосуда (равного объёма и равной массы) содержат газы, находящиеся при одинаковых условиях. Первый сосуд, заполненный водородом, имеет массу 12,4 г. Масса второго сосуда, заполненного кислородом, составляет 18,4 г. Третий сосуд содержит смесь 40 % (по объёму) азота и неизвестного газа и имеет массу 16,64 г. Определите неизвестный газ.

Answer 1

Ответ:

Ne , 20 г/моль

Объяснение:

Дано: m(Н₂) = 12,4 г

m(О₂) = 18,4 г

m(N₂ + Х) = 16,64 г

Найти: Х

Решение

   Так как объемы сосудов одинаковы, то в них содержится одинаковое химическое количество газов. Масса каждого сосуда с газом равна массе сосуда Т + масса газа. А масса газа в сосуде равна произведению молярной массы М и числа молей n;  m = M*n

М(Н₂) =2/моль;  М(О₂) = 32 моль; М(N₂) = 28 г/моль

     Составим и решим систему уравнений:

 _   {Т + 32 * n = 18, 4

      {Т + 2 * n = 12,4          

              30 n = 6,   n = 0,2 моля ---- находится газов в каждом сосуде

Т + 2 * 0,2 = 12,4 (г)

Т = 12,4 - 0,4 = 12 (г) ---- масса каждого сосуда

16,64 - 12 = 4,64 (г) ---- масса газов в третьем сосуде

   Так как для газов объемное соотношение равно мольному,  то соотношение  n(N₂) : n(Х) = 40% : (100% - 40%)

n(N₂) = 40% * n = 40/100 * 0,2 = 0,08 (моля)

n(X) = (100% - 40%) * n = 60/100 * 0,2 = 0,12 (моля)

   Масса азота равна: m(N₂) = n(N₂) * M(N₂) = 0.08 * 28 = 2,24 (г)

   Масса Х равна : m(X) = m(N₂+X) - m(N₂) = 4,64 - 2,24 = 2,4 (г)

   M(Х) = m(X)/n(X) = m(X)/(n(Х) = 2,4 : 0,12 = 20 (г/моль)

   Газ с молярной массой 20 г/моль - это инертный газ неон, Ne. Других не подобрать.

  Ответ: Ne  

Answer 2

Чтобы определить неизвестный газ в третьем сосуде, давайте воспользуемся законами идеальных газов.

Закон Авогадро утверждает, что равные объемы различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержат одинаковое количество молекул. Также у нас есть информация, что три сосуда равного объема содержат газы при одинаковых условиях.

Масса газа в первом сосуде (водород) равна 12,4 г. Масса газа во втором сосуде (кислород) равна 18,4 г.

Давайте найдем массу неизвестного газа в третьем сосуде:

Масса неизвестного газа = Общая масса третьего сосуда - Масса азота в третьем сосуде

Масса азота в третьем сосуде = 40% от общего объема третьего сосуда

Теперь давайте найдем общий объем третьего сосуда, используя массу идеального газа:

Для первого и второго сосудов мы знаем массу газов (водород и кислород) и можем использовать уравнение:

PV = nRT

где: P - давление (условия одинаковы, поэтому P одинаково для всех сосудов) V - объем газа (одинаковый для всех сосудов) n - количество молекул газа (можем обозначить через массу, так как масса пропорциональна количеству молекул) R - универсальная газовая постоянная (константа) T - температура (одинаковая для всех сосудов)

Поскольку условия одинаковые, можно записать:

масса газа 1 / молярная масса газа 1 = масса газа 2 / молярная масса газа 2

Для водорода (газ 1) молярная масса примерно 1 г/моль, для кислорода (газ 2) молярная масса примерно 16 г/моль.

12,4 г (водород) / 1 г/моль = 18,4 г (кислород) / 16 г/моль

Теперь найдем общий объем V для третьего сосуда, используя массу азота (m_азот) и массу неизвестного газа (m_неизвестный):

m_азот / молярная масса азота = m_неизвестный газ / молярная масса неизвестного газа

Молярная масса азота примерно 28 г/моль.

16,64 г (общая масса третьего сосуда) * 0,4 (40% азота) / 28 г/моль = m_неизвестный газ / молярная масса неизвестного газа

Теперь, чтобы найти массу неизвестного газа, нужно умножить объем V на молярную массу неизвестного газа:

масса неизвестного газа = V * молярная масса неизвестного газа

Теперь у нас есть масса неизвестного газа в третьем сосуде, и мы можем определить этот газ, зная его молярную массу.

Пожалуйста, предоставьте значения температуры и давления, чтобы я мог продолжить расчеты и определить неизвестный газ.