Question

Газовая смесь состоит из азота массой 120 г и кислорода массой 149 г. Рассчитать объем этой газовой смеси при н.у.

Answer 1

Дано:

m(N₂)=120г.

m(O)₂=48г.

Vm=22,4л./моль

--------------------------

V(N₂) + V(O₂)-?

1. Определим количество вещества в 120г. азота и в 49г. кислорода:

n(N₂)=120г.÷28г./моль=4,3моль

n(O₂)=49г.÷32г./моль=1,5моль

2. Определим объем азота количеством вещества 4,3моль:

V(N₂)= n(N₂)xVm=4,3мольx22,4л./моль=96,32л.

3. Определим объем кислорода количеством вещества 1,5моль:

V(O₂) =n(O₂)xVm=1,5мольx22,4л./моль=33,6л.

4. Сумма смеси объемов азота и кислорода:

V(N₂) + V(O₂)=V(N₂)+V(O₂) =92,32л.+33,6л.=125,92л.

5. Ответ: объем смеси азота и кислорода 125,92л.

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем воспользоваться законом Дальтона, который утверждает, что сумма давлений отдельных газов в смеси равна общему давлению смеси, если они находятся в одинаковых условиях температуры и объема. В данном случае, условия температуры и давления соответствуют нормальным условиям (н.у.), при которых температура составляет 273 К (0°C), а давление 1 атмосфера (101.3 кПа).

Для расчета объема газовой смеси при нормальных условиях, мы можем воспользоваться следующими шагами:

1. Рассчитаем количество молей каждого газа, используя их массы и молярные массы:

• Молярная масса азота (N2) = 28 г/моль.
• Молярная масса кислорода (O2) = 32 г/моль.

Количество молей азота: n(N2) = масса(N2) / молярная масса(N2) = 120 г / 28 г/моль = 4.2857 моль

Количество молей кислорода: n(O2) = масса(O2) / молярная масса(O2) = 149 г / 32 г/моль = 4.6563 моль

2. Теперь мы можем рассчитать общее количество молей в газовой смеси: n(смесь) = n(N2) + n(O2) = 4.2857 моль + 4.6563 моль = 8.942 моль

3. Используя уравнение состояния идеального газа, можно рассчитать объем газовой смеси при нормальных условиях:

PV = nRT

где: P - давление (в данном случае, 1 атмосфера или 101.3 кПа) V - объем n - количество молей (уже рассчитано) R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)) T - температура в Кельвинах (нормальные условия, 273 К)

Теперь мы можем рассчитать объем газовой смеси:

V = (n * R * T) / P V = (8.942 моль * 8.314 Дж/(моль·К) * 273 К) / (101.3 кПа * 1000 Па/кПа)

V = (19640.14 Дж) / (101300 Па) = 0.1936 м³

Ответ: Объем этой газовой смеси при нормальных условиях составляет приблизительно 0.1936 м³.