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!