Question

Определить абсолютную (г/ л, н.у.) и относительную плотность газовой смеси, если она получена: - при растворении в избытке соляной кислоты 10 г смеси, состоящей из 20 % карбида кальция и 80% карбида алюминия - при растворении в избытке соляной кислоты смеси равных масс карбоната и сульфита кальция смешиванием 6*10^24 молекул сероводорода и 3*10^23 молекул водорода.

Answer 1

Ответ:

Для решения задачи нам понадобятся следующие данные:

1. Молярная масса CaC2 = 64 г/моль;

2. Молярная масса Al4C3 = 144 г/моль;

3. Молярная масса CaCO3 = 100 г/моль;

4. Молярная масса CaSO3 = 136 г/моль;

5. Количество вещества газов: n(H2) = 3*10^23 / 6.02*10^23 = 0.498 моль, n(H2S) = 6*10^24 / 6.02*10^23 = 9.97 моль.

1. Рассчитаем массу CaC2 и Al4C3 в смеси:

m(CaC2) = 10 г * 0.2 = 2 г;

m(Al4C3) = 10 г * 0.8 = 8 г.

2. Рассчитаем количество выделившегося газа:

CaC2 + 2HCl = CaCl2 + C2H2↑

Al4C3 + 12HCl = 4AlCl3 + 3CH4↑

n(C2H2) = m(CaC2) / M(CaC2) = 2 г / 64 г/моль = 0.03125 моль;

n(CH4) = m(Al4C3) / M(Al4C3) * 3 = 8 г / 144 г/моль * 3 = 0.1667 моль.

Итого, общее количество газов: n(C2H2) + n(CH4) = 0.03125 моль + 0.1667 моль = 0.197 моль.

3. Рассчитаем абсолютную плотность газовой смеси:

d = m / V, г/л.

m = M * n = (26 г/моль * 0.03125 моль) + (16 г/моль * 0.1667 моль) = 2.047 г;

V = n * RT / p = 0.197 моль * 8.31 Дж/(моль*К) * 273 К / 101325 Па = 4.64 л.

d = m / V = 2.047 г / 4.64 л ≈ 0.441 г/л.

4. Рассчитаем относительную плотность газовой смеси:

d/ d0 = (M / M0) * (p0 / p), где d0 = 1.293 г/л - плотность воздуха при нормальных условиях, M0 = 28.96 г/моль - молярная масса воздуха, p0 = 101325 Па - атмосферное давление.

M = (26 г/моль * 0.03125 моль + 16 г/моль * 0.1667 моль) / 0.197 моль = 21.53 г/моль.

d / d0 = (21.53 г/моль / 28.96 г/моль)

Answer 2

Для определения абсолютной (г/л, н.у.) и относительной плотности газовой смеси в обоих случаях, нам сначала нужно вычислить количество вещества в газовой смеси и затем использовать это количество для вычисления плотности. Для этого нам потребуется знать молекулярные массы всех компонентов.

1. Смесь из 20% карбида кальция (CaC2) и 80% карбида алюминия (Al4C3):

   • Масса смеси = 10 г
   • Масса карбида кальция (CaC2) = 0.20 * 10 г = 2 г
   • Масса карбида алюминия (Al4C3) = 0.80 * 10 г = 8 г

   Теперь вычислим количество молекул каждого компонента:

   • Для карбида кальция (CaC2) используем его молекулярную массу: 40.08 г/моль
   • Для карбида алюминия (Al4C3) используем его молекулярную массу: 144.12 г/моль

   Количество молекул карбида кальция: n(CaC2) = (масса / молекулярная масса) = (2 г / 40.08 г/моль) ≈ 0.0499 моль

   Количество молекул карбида алюминия: n(Al4C3) = (масса / молекулярная масса) = (8 г / 144.12 г/моль) ≈ 0.0555 моль

   Общее количество молекул в газовой смеси: n(общее) = n(CaC2) + n(Al4C3) ≈ 0.0499 моль + 0.0555 моль ≈ 0.1054 моль

   Теперь мы можем перейти к вычислению абсолютной и относительной плотности.

   Абсолютная плотность: Абсолютная плотность (г/л, н.у.) = (масса / объем) = (10 г / объем)

   Для вычисления объема нам нужно знать стандартные условия (н.у.) для газов:

   • Температура (T) н.у. = 0°C = 273.15 K
   • Давление (P) н.у. = 1 атмосфера (атм) = 101.3 кПа

   Молекулярный объем одного моля газа при н.у. (по уравнению состояния идеального газа): V(моль) = (22.4 л/моль)

   Объем для 0.1054 моль газа при н.у.: V(общее) = 0.1054 моль * 22.4 л/моль = 2.36 л

   Абсолютная плотность: Абсолютная плотность (г/л, н.у.) = (10 г / 2.36 л) ≈ 4.24 г/л (приближенно)

2. Смесь сероводорода (H2) и водорода (H2):

   • Количество молекул сероводорода (H2) = 6 * 10^24 молекул
   • Количество молекул водорода (H2) = 3 * 10^23 молекул

   Общее количество молекул в газовой смеси: n(общее) = n(H2) + n(H2) = 6 * 10^24 молекул + 3 * 10^23 молекул = 6.3 * 10^24 молекул

   Для вычисления абсолютной плотности используем те же н.у.: V(общее) = n(общее) * 22.4 л/моль

   Абсолютная плотность: Абсолютная плотность (г/л, н.у.) = (масса / объем) = (масса / (n(общее) * 22.4 л/моль))

   Здесь масса не указана, поэтому мы не можем точно вычислить абсолютную плотность без дополнительных данных о массе.