Какова средняя молярная масса (g/mol) смеси газов, состоящей из 22,4 л этана и 6,72 л метана при нормальных условиях?

Химия 11 класс Средняя молярная масса газов средняя молярная масса смесь газов этан метан нормальные условия химия 11 класс Новый

Чтобы найти среднюю молярную массу смеси газов, состоящей из этана и метана, нам нужно выполнить несколько шагов.

1. Определим количество вещества каждого газа. При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Поэтому количество вещества (в молях) можно найти по формуле: n = V / V_m, где V - объем газа, V_m - молярный объем (22,4 л).
   • Для этана (C2H6):
     • Объем: 22,4 л
     • Количество вещества: n_этан = 22,4 л / 22,4 л/моль = 1 моль
   • Для метана (CH4):
     • Объем: 6,72 л
     • Количество вещества: n_метан = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль
2. Найдём молярные массы каждого газа.
   • Молярная масса этана (C2H6):
     • Углерод (C): 12 г/моль × 2 = 24 г/моль
     • Водород (H): 1 г/моль × 6 = 6 г/моль
     • Итого: 24 + 6 = 30 г/моль
   • Молярная масса метана (CH4):
     • Углерод (C): 12 г/моль × 1 = 12 г/моль
     • Водород (H): 1 г/моль × 4 = 4 г/моль
     • Итого: 12 + 4 = 16 г/моль
3. Теперь найдем общую массу смеси.
   • Масса этана: m_этан = n_этан × M_этан = 1 моль × 30 г/моль = 30 г
   • Масса метана: m_метан = n_метан × M_метан = 0,3 моль × 16 г/моль = 4,8 г
   Общая масса смеси: m_общая = m_этан + m_метан = 30 г + 4,8 г = 34,8 г
4. Теперь найдем среднюю молярную массу смеси.
   • Общее количество вещества: n_общая = n_этан + n_метан = 1 моль + 0,3 моль = 1,3 моль
   • Средняя молярная масса: M_{средняя} = m_общая / n_общая = 34,8 г / 1,3 моль ≈ 26,77 г/моль

Таким образом, средняя молярная масса смеси газов составляет примерно 26,77 г/моль.