Question

1) Сколько литров кислорода (при н.у.) необходимо для полного сгорания 20 литров синтез-газа (водяного газа)? При том, что молярная масса водяного газа больше 8, но меньше 14. 2) Сколько гелия (в %) содержится в газовой смеси, состоящей из гелия и кислорода, молярная масса которой равна 18 г/моль?

Answer 1

В смеси 1/2 моля, м=10/2=5г.

Answer 2

1. Для полного сгорания синтез-газа (водяного газа) (H2 + CO) по уравнению реакции:

H2 + CO + 1/2 O2 → H2O + CO2

нужно, чтобы между H2 и O2 соотношение было 2:1. Это значит, что 1 моль CO будет соответствовать 2 молям H2, и для полного сгорания 1 моль CO понадобится 1/2 моль O2.

Теперь рассчитаем, сколько моль CO содержится в 20 литрах синтез-газа при н.у. Для этого нужно узнать молярную массу водяного газа (CO). Вы указали, что молярная масса CO больше 8, но меньше 14 г/моль.

Поскольку молярная масса водяного газа больше 8, примем значение 12 г/моль (ближайшее к среднему из указанных значений).

Теперь рассчитаем количество вещества CO в 20 литрах (при н.у.):

Объем молекулы газа при н.у. составляет примерно 22,4 литра для большинства газов (молярный объем).

Количество молей CO в 20 литрах = объем / молярный объем = 20 л / 22,4 л/моль ≈ 0,893 моль.

Теперь рассчитаем количество молей O2, которое необходимо для полного сгорания 0,893 моль CO:

Количество молей O2 = количество молей CO * (1/2) = 0,893 моль * (1/2) ≈ 0,447 моль.

Наконец, рассчитаем объем O2 при н.у., которое необходимо для сгорания этого количества:

Объем O2 = количество молей * молярный объем = 0,447 моль * 22,4 л/моль ≈ 10 литров.

Таким образом, для полного сгорания 20 литров синтез-газа (водяного газа) потребуется около 10 литров кислорода при н.у.

2. Для определения процентного содержания гелия в газовой смеси, нужно знать мольные доли обоих компонентов в этой смеси.

Пусть х - мольная доля гелия, а (1 - х) - мольная доля кислорода (поскольку это двухкомпонентная смесь).

Молярная масса газовой смеси = 18 г/моль (дано).

Тогда можно записать уравнение для мольных долей:

х * молярная масса гелия + (1 - х) * молярная масса кислорода = молярная масса газовой смеси.

Подставим известные значения:

х * молярная масса гелия + (1 - х) * 32 г/моль = 18 г/моль.

Теперь найдем х:

х * молярная масса гелия = 18 г/моль - 32 г/моль.

х * молярная масса гелия = -14 г/моль.

х = (-14 г/моль) / молярная масса гелия.

Так как молярная масса гелия равна примерно 4 г/моль, подставим ее:

х = (-14 г/моль) / 4 г/моль ≈ -3.5.

Очевидно, что мольная доля не может быть отрицательной. Возможно, была допущена ошибка в условии или расчетах.

Пожалуйста, уточните данные или проверьте расчеты, чтобы я мог помочь вам точнее.