Question

Помогите, пожалуйста. 45 баллов. Колба, заполненная воздухом, имеет массу 50,64г, масса той же колбы, заполненной неизвестным газом, при тех же условиях - 50,97г. Найдите молярную массу неизвестного газа, если в этой колбе может находиться максимально 1,66*10^25 молекул воды. Какая молярная масса будет у смеси 5,6л этого газа и 11,2л воздуха? Все расчёты проведите для нормальных условий.

Answer 1

1)      Находим количество вещества воды   1,66 *10 25 /6,02*1023 =0,27*102 =27,6 ммоль  Н2О  меня смущает 10 25   (очень много)

2)      Количество обоих газов по закону Авогадро также 27,6 ммоль

3)      Маса воздуха 27,6ммоль*29г/моль=8,004 г

4)      Маса колб  50,64 – 8,004=42,64 г

5)      Маса газа 50,97 – 42,64 = 8,33 г

6)      Молярная газа    M = m/n=  8,33/0,27=30,18г/моль

7)      М смеси = Объемная.доля возд*29 + Объемная доля газа*30,18

8)      Объемная доля воздуха=11,2/16,8=0,67

9)      Объемная доля газа = 5,6/16,8 = 0,34

10)   М смеси= 0,67 *29 + 0,34*30,18 =29,29 г/моль

Answer 2

Для решения этой задачи, нам нужно использовать закон Дальтона об объемных соотношениях смесей газов и закон Гей-Люссака об объемном расширении газов.

Шаг 1: Найдем молярную массу неизвестного газа. Пусть молярная масса неизвестного газа равна M (в г/моль). Тогда масса колбы, заполненной газом, можно выразить как:

Масса колбы с газом = масса пустой колбы + масса газа 50,97 г = 50,64 г + Масса газа Масса газа = 0,33 г

Теперь, нам нужно вычислить количество молекул воды в этой колбе. Масса воды равна массе колбы с газом минус масса пустой колбы:

Масса воды = Масса колбы с газом - Масса пустой колбы Масса воды = 50,97 г - 50,64 г = 0,33 г

Теперь найдем количество молей воды:

Моли воды = Масса воды / Молярная масса воды Молярная масса воды = 18 г/моль (это уже известное значение) Моли воды = 0,33 г / 18 г/моль ≈ 0,018333 моль

Так как количество молекул воды известно (1,66 * 10^25 молекул), можно найти количество молекул в одном моле газа:

Количество молекул в одном моле = Количество молекул воды / Количество молей воды Количество молекул в одном моле = 1,66 * 10^25 молекул / 0,018333 моль ≈ 9.055 * 10^26 молекул/моль

Теперь найдем массу одного мола неизвестного газа:

Масса одного мола газа = Масса газа / Количество молей газа Масса одного мола газа = 0,33 г / 0,018333 моль ≈ 18 г/моль

Таким образом, молярная масса неизвестного газа составляет приблизительно 18 г/моль.

Шаг 2: Найдем молярную массу смеси газа и воздуха. Смесь содержит 5,6 л неизвестного газа и 11,2 л воздуха. Нам нужно найти общую массу этой смеси.

Масса неизвестного газа = объем * плотность неизвестного газа Масса неизвестного газа = 5,6 л * (18 г/моль) = 100,8 г

Масса воздуха = объем * плотность воздуха Масса воздуха = 11,2 л * (29 г/моль) = 324,8 г

Общая масса смеси = Масса неизвестного газа + Масса воздуха Общая масса смеси = 100,8 г + 324,8 г = 425,6 г

Теперь найдем общее количество молей газов:

Общее количество молей газов = Общая масса смеси / Общая молярная масса Общая молярная масса = (Масса неизвестного газа + Масса воздуха) / (Количество молей газов) Общая молярная масса = 425,6 г / (5,6 л + 11,2 л) = 425,6 г / 16,8 л

Для расчета при нормальных условиях (0°C и 1 атм): Объем газа (V) при нормальных условиях связан с его объемом при стандартных условиях (V₀) и температурой (T) следующим образом: V = V₀ * (T₀ + 273) / (T + 273)

V₀ - исходный объем газа, T₀ - исходная температура газа (предположим, она равна 25°C = 298 K).

Общая молярная масса при нормальных условиях: Общая молярная масса = 425,6 г / (5,6 л + 11,2 л) * (298 K + 273) / (273 K + 273)

Общая молярная масса = 425,6 г / 16,8 л * 571 / 546 ≈ 22,72 г/моль

Таким образом, молярная масса смеси газа и воздуха при нормальных условиях составляет приблизительно 22,72 г/моль.