2025-09-08 02:07:55
В газовой смеси метана и угарного газа число атомов углерода в 3 раза превышает число атомов кислорода. К этой смеси был добавлен неизвестный газ, объем которого равен объему метана, при этом плотность смеси увеличилась на 48 %. Какова молярная масса добавленного газа?
Химия Университет Газовые смеси и их свойства газовая смесь метан угарный газ атомы углерода атомы кислорода плотность смеси молярная масса добавленный газ химические реакции расчёт плотности
2025-09-08 02:08:05
Для решения задачи начнем с анализа исходных данных и применения законов химии и физики.
1. Определим начальные условия.
- Пусть в газовой смеси метана (CH4) и угарного газа (CO) количество атомов углерода равно 3n, тогда количество атомов кислорода будет равно n.
- Из этого мы можем записать уравнения для количества молей метана и угарного газа:
- Метан: 3n атомов углерода = 3n/1 = 3n молей CH4
- Угарный газ: n атомов углерода = n/1 = n молей CO
2. Найдем общее количество молей в смеси.
- Общее количество молей смеси = 3n + n = 4n.
3. Рассчитаем массу смеси до добавления газа.
- Масса метана = 3n * 16 г/моль = 48n г.
- Масса угарного газа = n * 28 г/моль = 28n г.
- Общая масса смеси = 48n + 28n = 76n г.
4. Найдем плотность смеси до добавления газа.
- Плотность (ρ) = масса / объем.
- Объем смеси = объем метана + объем угарного газа = V + V = 2V.
- Плотность смеси = 76n / (2V) = 38n / V.
5. После добавления газа.
- Объем добавленного газа равен объему метана, то есть V.
- Общее количество молей после добавления газа = 4n + m, где m - количество молей добавленного газа.
- Общая масса смеси после добавления газа = 76n + M, где M - масса добавленного газа.
6. Рассчитаем новую плотность смеси.
- Объем после добавления газа = 2V + V = 3V.
- Плотность смеси после добавления газа = (76n + M) / (3V).
7. Учитываем увеличение плотности.
- Плотность увеличилась на 48%, следовательно:
- (76n + M) / (3V) = 1.48 * (38n / V).
8. Упростим уравнение.
- Умножим обе стороны на 3V:
- 76n + M = 1.48 * 114n.
- 76n + M = 171.12n.
- Следовательно, M = 171.12n - 76n = 95.12n.
9. Найдем количество молей добавленного газа.
- Пусть молярная масса добавленного газа равна Mд. Тогда масса добавленного газа:
- M = m * Mд.
10. Найдем количество молей добавленного газа.
- Количество молей добавленного газа m = V / Мд (где V - объем газа, равный объему метана).
- Подставим это в уравнение:
- 95.12n = (V / Мд) * Мд = V.
11. Найдем молярную массу добавленного газа.
- Таким образом, мы имеем:
- Мд = 95.12 г/моль.
Ответ: Молярная масса добавленного газа составляет 95.12 г/моль.