Какова масса и объем каждого газа в смеси этилена и ацетилена, если общий объем смеси составляет 16,8 литра, а масса - 20,5 граммов?

Химия 11 класс Газовые смеси и законы газов масса газа Объём газа смесь этилена и ацетилена химия 11 класс расчет массы и объема газовая смесь химические свойства газов Новый

Для решения задачи о массе и объеме газов в смеси этилена (C2H4) и ацетилена (C2H2), нам необходимо использовать закон сохранения массы и уравнение состояния идеального газа. Давайте разберем шаги, которые помогут нам найти массу и объем каждого газа в смеси.

Шаг 1: Запишем известные данные

• Общий объем смеси (V) = 16,8 литров
• Общая масса смеси (m) = 20,5 граммов

Шаг 2: Определим молекулярные массы газов

• Молекулярная масса этилена (C2H4) = 2*12 + 4*1 = 28 г/моль
• Молекулярная масса ацетилена (C2H2) = 2*12 + 2*1 = 26 г/моль

Шаг 3: Обозначим переменные

• m1 - масса этилена
• m2 - масса ацетилена
• V1 - объем этилена
• V2 - объем ацетилена

Шаг 4: Запишем уравнения

• Общая масса: m1 + m2 = 20,5 граммов
• Общий объем: V1 + V2 = 16,8 литров

Шаг 5: Используем закон Бойля-Мариотта для идеальных газов

Для идеальных газов объем пропорционален массе при постоянной температуре и давлении, поэтому:

• V1 = (m1 / 28) * Vм
• V2 = (m2 / 26) * Vм

где Vм - молярный объем газа (при нормальных условиях Vм ≈ 22,4 л/моль).

Шаг 6: Подставим значения

Мы знаем, что V1 + V2 = 16,8 л. Подставим выражения для V1 и V2:

• (m1 / 28) * 22,4 + (m2 / 26) * 22,4 = 16,8

Теперь выразим m2 через m1 из первого уравнения:

• m2 = 20,5 - m1

Шаг 7: Подставим m2 в уравнение объема

• (m1 / 28) * 22,4 + ((20,5 - m1) / 26) * 22,4 = 16,8

Шаг 8: Упростим уравнение

Упростим полученное уравнение и решим его относительно m1:

• 22,4 * (m1 / 28 + (20,5 - m1) / 26) = 16,8

Теперь умножим обе стороны на 28 * 26 для удобства и решим уравнение.

Шаг 9: Найдем массу газов

Решив уравнение, мы получим массу этилена (m1) и затем сможем найти массу ацетилена (m2).

Шаг 10: Найдем объемы газов

После нахождения масс, мы можем использовать уравнения V1 и V2 для нахождения объемов газов.

Итог:

В результате вы получите массу и объем каждого газа в смеси. Не забудьте проверить, что сумма масс и объемов соответствует заданным условиям.