Question

.Какое уравнение связывает давление, объем и массу газообразного вещества? Какова размерность указанных параметров? Как называется данное уравнение? Рассчитайте объем водорода (н.у.), выделившегося при взаимодействии 108 г алюминия с разбавленным раствором, содержащим 196 г серной кислоты.

Answer 1

Відповідь:

Уравнение состояния идеального газа связывает давление, объем и массу газа: PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

Размерности параметров: давление - Па (паскаль), объем - м³ (кубические метры), масса - кг (килограммы).

Уравнение называется уравнением состояния идеального газа.

Для решения задачи необходимо рассчитать количество выделенного водорода. Сначала найдем количество серной кислоты, используя ее молярную массу:

n(H2SO4) = m/M(H2SO4) = 196 г / 98 г/моль = 2 моль

Затем определим количество водорода, соответствующее данному количеству серной кислоты (учитывая, что в 1 моле серной кислоты содержится 2 моля водорода):

n(H2) = 2 моль × 2 = 4 моль

Объем газа можно рассчитать, зная его количество, используя уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

V = nRT/P

Температуру и давление не указаны, поэтому для расчета объема можно принять стандартные условия (температура 0°C, давление 101,325 кПа). В этом случае:

V = (4 моль × 8,314 Дж/(моль·К) × 273,15 К) / (101325 Па) = 0,096 м³

Ответ: объем водорода (н.у.), выделившегося при взаимодействии 108 г алюминия с разбавленным раствором, содержащим 196 г серной кислоты, составляет 0,096 м³.

Пояснення:

Answer 2

Уравнение, которое связывает давление (P), объем (V) и количество вещества (n) газообразного вещества, называется уравнением состояния идеального газа и выглядит следующим образом:

PV = nRT

где: P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества (измеряемое в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура газа (измеряемая в Кельвинах).

Размерности указанных параметров:

• Давление (P) измеряется в паскалях (Па) или атмосферах (атм).
• Объем (V) измеряется в кубических метрах (м³) или литрах (L).
• Количество вещества (n) измеряется в молях (моль).
• Универсальная газовая постоянная (R) имеет разные единицы измерения, но часто используется в Л/(моль·К) (литры·атмосферы/(моль·К)).
• Температура (T) измеряется в Кельвинах (K).

Для решения задачи нам нужно найти количество водорода (n), выделившегося при реакции алюминия с серной кислотой. Для этого сначала найдем количество молей серной кислоты (H2SO4) и алюминия (Al), затем используем уравнение состояния идеального газа для вычисления объема водорода (H2).

1. Найдем количество молей серной кислоты (H2SO4) и алюминия (Al):

Масса серной кислоты (H2SO4) = 196 г Масса алюминия (Al) = 108 г

Для H2SO4 молярная масса равна: H2 - 2 г/моль S - 32 г/моль O4 - 4 * 16 г/моль = 64 г/моль

Молярная масса H2SO4 = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль

Количество молей H2SO4: n(H2SO4) = Масса / Молярная масса = 196 г / 98 г/моль = 2 моль

Количество молей Al: n(Al) = Масса / Молярная масса = 108 г / 27 г/моль = 4 моль

2. Рассчитаем количество молей водорода (H2), выделившегося при реакции. Из уравнения реакции можно увидеть, что каждый моль H2SO4 дает 1 моль H2:

n(H2) = n(H2SO4) = 2 моль

3. Теперь мы можем рассчитать объем водорода (H2) при нормальных условиях (н.у.), где T = 273 К и P = 1 атм. Используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где R = 0.0821 л·атм/(моль·К).

P = 1 атм T = 273 K n = 2 моль R = 0.0821 л·атм/(моль·К)

V = (nRT) / P V = (2 моль * 0.0821 л·атм/(моль·К) * 273 K) / 1 атм

V = 44.826 л

Объем водорода (H2) при нормальных условиях (н.у.) составляет приблизительно 44.826 л.