Консультация № 65355
03.12.2006, 13:55
0.00 руб.
0 5 1
Здраствуйте.
Помогите решить задачу. Поясните пожадуйста решение.
Спасибо.

Приложение:
Смесь водорода и кислорода, имеющую при 50 С и 100 кПа плотность 0,913 г/л, поместили в закрытый сосуд и взорвали. Вычислите плотность полученной смеси при нормальном давлении и 120С

Обсуждение

давно
Академик
8
1137
03.12.2006, 15:15
общий
Вы уверены, что это плотность смеси, а не плотность по одному из газов? Мне кажется, что не хватает данных. Должно быть что-то еще: или стехиометричность смеси, или плотность по одному из газов...
Неизвестный
05.12.2006, 14:55
общий
Не, это их плотность, не по газу. В задаче написано так , больше ничего.
давно
Академик
8
1137
05.12.2006, 22:26
общий
это ответ
Здравствуйте, Перл-Харбор!

Схема решения: по плотности d начальной смеси, применяя газовые законы, находим ее среднюю молекулярную массу u, затем по u находим соотношение водорода и кислорода в смеси, выясняем, какой из газов взят в избытке с учетом уравнения реакции. Затем определяем состав смеси в молях после взрыва (вода и газ, взятый в избытке), определяем среднюю молекулярную массу смеси u‘ и вычисляем конечную плотность d‘.

Уравнение Клапейрона-Менделеева для начальной смеси используем, чтобы определить u смеси: PV=m/u*RT
u=m/v*R*T/P=d*R*T/P=0.913 кг/м3 * 8.31441 Дж/моль/К * 323.15 К / 10^5 Па=0.02453 кг/моль = 24.53 г/моль

Зная среднюю молекулярную массу смеси u, найдем соотношение числа молей водорода n1 и кислорода n2 в исходной смеси, для чего просуммируем количества обеих веществ: n1*u1+n2*u2=(n1+n2)*u, где u1 и u2 - молекулярные массы водорода и кислорода (2 и 32 г/моль).
Поделим уравнение на n1 и получим: u1+u2*n2/n1=(1+n2/n1)*u=u+n2/n1*u
n2/n1=(u-u1)/(u2-u)=(24.53-2)/(32-24.53)=22.53/7.47=3.016

Таким образом, число молей кислорода перед взрывом было примерно втрое больше числа молей водорода, а при реакции на каждый моль кислорода потребляется два моля водорода, поскольку уравнение реакции: 2H2+O2=2H2O.
Следовательно, кислород взят в большом избытке, и после реакции в сосуде останется водяной пар и кислород.
Воды образуется столько же молей, сколько вначале было молей водорода, убыль кислорода будет равна половине начального числа молей водорода.

Состав смеси до реакции: n1 молей водорода и 3.016*n1 молей кислорода
Состав смеси после реакции: 3.016*n1-0.5*n1 молей кислорода и 0.5*n1 молей водяного пара.

Найдем среднюю молекулярную массу смеси u‘ после реакции, для чего просуммируем количества веществ (кислорода и воды).
Масса кислорода в граммах: (3.016*n1-0.5*n1)*32
Масса водяного пара в граммах: (0.5*n1)*18
Общая масса: (3.016*n1-0.5*n1)*32+(0.5*n1)*18
С другой стороны, общая масса равна произведению u‘ на общее число молей, т.е.: u‘*(3.016*n1-0.5*n1+0.5*n1)=(3.016*n1-0.5*n1)*32+(0.5*n1)*18
n1 сокращается и средняя молекулярная масса смеси u‘=[(3.016-0.5)*32+0.5*18]/3.016=29.679 г/моль

Плотность смеси после реакции d‘ находим по уравнению Клапейрона-Менделеева: P‘V‘=m‘/u‘*R*T‘
d‘=m‘/V‘=u‘*P‘/R/T‘=0.029679 кг/моль*101325 Па/(8.31441 Дж/моль/К)/273.15 К=1.324 кг/м3=1.324 г/л

Удачи Вам!
давно
Академик
8
1137
05.12.2006, 22:31
общий
Да, действительно, больше ничего и не надо. Только это скорее не химия, а физика :))
Неизвестный
06.12.2006, 15:25
общий
Спасибо, но задача в сборнике по химии :)
Форма ответа