Какова масса данной смеси, если массовая доля водорода и углекислого газа в ней составляет 10%, а объем при 400 К и 6,0 атм равен 1,094 дм³?

Химия 11 класс Газовые законы и уравнение состояния идеального газа масса смеси массовая доля водорода углекислый газ объем смеси 400 К 6,0 атм расчет массы химия 11 класс Новый

Для решения задачи необходимо использовать уравнение состояния идеального газа, а также учитывать массовую долю компонентов смеси. Давайте разберем все шаги подробно.

Шаг 1: Определение количества вещества в смеси

Сначала мы воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

PV = nRT

• P - давление (в атмосферах),
• V - объем (в кубических метрах),
• n - количество вещества (в молях),
• R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)),
• T - температура (в Кельвинах).

Подставим известные значения:

• P = 6,0 атм,
• V = 1,094 дм³ = 1,094 л = 1,094 × 10^-3 м³,
• T = 400 К.

Теперь подставим значения в уравнение:

n = PV / RT

n = (6,0 атм) * (1,094 л) / (0,0821 л·атм/(моль·К) * 400 К)

Теперь вычислим n:

n ≈ (6,0 * 1,094) / (0,0821 * 400) ≈ 0,204 моль.

Шаг 2: Определение общей массы смеси

Массовая доля водорода и углекислого газа составляет 10%. Это означает, что 10% от общей массы смеси составляют водород и углекислый газ. Обозначим общую массу смеси как m.

Тогда масса водорода и углекислого газа будет равна:

m_{H2 + CO2} = 0,10 * m.

Следовательно, масса остальных компонентов смеси составит:

m_{остальные} = 0,90 * m.

Шаг 3: Определение молекулярных масс компонентов

• Молекулярная масса водорода (H2) = 2 г/моль,
• Молекулярная масса углекислого газа (CO2) = 44 г/моль.

Теперь можем вычислить среднюю молекулярную массу смеси:

Средняя молекулярная масса смеси = (0,10 * 2 + 0,10 * 44) / 0,10 = 4,6 г/моль.

Шаг 4: Определение массы смеси

Теперь мы можем рассчитать массу смеси, используя количество вещества и среднюю молекулярную массу:

m = n * M

где M - средняя молекулярная масса смеси.

Подставим значения:

m = 0,204 моль * 4,6 г/моль ≈ 0,937 г.

Ответ:

Таким образом, масса данной смеси составляет примерно 0,937 г.