Какое объемное соотношение метана и кислорода в смеси составляет 100:60? Как можно определить состав смеси в массовых долях, среднюю мольную массу и плотность смеси?

Химия 9 класс Газовые смеси и их состав объемное соотношение метана и кислорода состав смеси в массовых долях средняя мольная масса смеси плотность газовой смеси химические расчеты для смеси определение состава газов Новый

Чтобы определить объемное соотношение метана (CH4) и кислорода (O2) в смеси, которое составляет 100:60, мы сначала можем привести его к более простым дробям. Для этого мы можем разделить оба числа на 20:

• 100 / 20 = 5
• 60 / 20 = 3

Таким образом, объемное соотношение метана и кислорода можно записать как 5:3.

Теперь давайте рассмотрим, как можно определить состав смеси в массовых долях, среднюю мольную массу и плотность смеси.

Шаг 1: Определение составов в массовых долях

Сначала найдем молекулярные массы метана и кислорода:

• Молярная масса метана (CH4) = 12 (углерод) + 4 * 1 (водород) = 16 г/моль
• Молярная масса кислорода (O2) = 2 * 16 = 32 г/моль

Теперь найдем массу смеси, если мы возьмем 5 моль метана и 3 моль кислорода:

• Масса метана = 5 моль * 16 г/моль = 80 г
• Масса кислорода = 3 моль * 32 г/моль = 96 г

Теперь найдем общую массу смеси:

• Общая масса = 80 г + 96 г = 176 г

Теперь можно найти массовые доли:

• Массовая доля метана = 80 г / 176 г = 0.4545 (или 45.45%)
• Массовая доля кислорода = 96 г / 176 г = 0.5455 (или 54.55%)

Шаг 2: Определение средней мольной массы смеси

Средняя мольная масса смеси рассчитывается по формуле:

Мсмеш = (масс. доля CH4 * М(CH4)) + (масс. доля O2 * М(O2))

Подставляем значения:

• Мсмеш = (0.4545 * 16) + (0.5455 * 32)
• Мсмеш = 7.272 + 17.636 = 24.908 г/моль

Шаг 3: Определение плотности смеси

Плотность смеси можно найти по формуле:

ρ = m/V

где m - масса смеси, а V - объем смеси. Объем смеси можно найти, используя идеальный газ:

V = n * Vm, где n - общее число моль, а Vm - молярный объем газа (при нормальных условиях 22.4 л/моль).

Общее число моль смеси:

• n = 5 + 3 = 8 моль

Объем смеси:

• V = 8 моль * 22.4 л/моль = 179.2 л

Теперь можем найти плотность:

• ρ = 176 г / 179.2 л = 0.98 г/л

Таким образом, мы нашли:

• Объемное соотношение: 5:3
• Массовые доли: 45.45% метана и 54.55% кислорода
• Средняя мольная масса смеси: 24.908 г/моль
• Плотность смеси: 0.98 г/л