2025-08-31 20:09:20
Какое количество вещества газов в исходной смеси, если смесь угарного и углекислого газов при 101,3 кПа и 68°C занимает объем 14,0 л, а после охлаждения до 12°C и выдерживания над оксидом кальция объем газа составляет 4,68 л при том же давлении?
Химия Колледж Газовые законы и уравнение состояния идеального газа количество вещества газов смесь угарного газа углекислый газ давление 101,3 кПа температура 68°C объем 14,0 л охлаждение до 12°C оксид кальция объем газа 4,68 л
2025-08-31 20:09:30
Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Бойля-Мариотта и уравнение состояния идеального газа. Давайте разберем шаги, которые помогут нам найти количество вещества газов в исходной смеси.
Шаг 1: Определение начальных условий- Давление (P) = 101,3 кПа
- Температура (T1) = 68°C = 68 + 273 = 341 K
- Объем (V1) = 14,0 л
Мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где:
- P - давление в атмосферах (1 кПа = 0,00987 атм; 101,3 кПа = 1,013 атм)
- V - объем в литрах
- n - количество вещества в молях
- R - универсальная газовая постоянная (R = 0,0821 л·атм/(моль·К))
- T - температура в Кельвинах
Подставим известные значения в уравнение:
n = PV / RT
n1 = (1,013 атм * 14,0 л) / (0,0821 л·атм/(моль·К) * 341 K)
Шаг 3: Подсчитаем количество веществаТеперь подставим значения и проведем вычисления:
n1 = (1,013 * 14,0) / (0,0821 * 341) ≈ (14,182) / (28,0341) ≈ 0,505 моль
Шаг 4: Определение условий после охлаждения- Температура (T2) = 12°C = 12 + 273 = 285 K
- Объем (V2) = 4,68 л
Используем то же уравнение состояния идеального газа:
n2 = PV2 / RT2
n2 = (1,013 атм * 4,68 л) / (0,0821 л·атм/(моль·К) * 285 K)
Шаг 6: Подсчитаем количество вещества после охлажденияПодставим значения:
n2 = (1,013 * 4,68) / (0,0821 * 285) ≈ (4,73724) / (23,38985) ≈ 0,202 моль
Шаг 7: Определим количество вещества газа, который прореагировалКоличество вещества, которое прореагировало, можно найти, вычитая количество вещества после охлаждения из количества вещества в исходной смеси:
n реагировавшего = n1 - n2 = 0,505 моль - 0,202 моль = 0,303 моль
Таким образом, количество вещества газов в исходной смеси составляет примерно 0,505 моль, а количество вещества, которое прореагировало, составляет 0,303 моль.