Question

В сосуде объёмом 20 л при 127 °С содержится смесь газов, состоящая из водорода и гелия. Масса водорода 6 г, масса гелия 4 г. а) Для какого газа количество вещества больше? Во сколько раз? б) Парциальное давление какого газа больше? Во сколько раз? в) Чему равно давление смеси газов?

Answer 1

Дано:
V = 20 л (объем сосуда)
m(H2) = 6 г (масса водорода)
m(He) = 4 г (масса гелия)
T = 127 °C = 127 + 273 = 400 K (температура)

Молярная масса H2 = 2 г/моль
Молярная масса He = 4 г/моль

а) Для какого газа количество вещества больше? Во сколько раз?
Найдем количество вещества для каждого газа:
n(H2) = m(H2) / Молярная масса H2 = 6 г / 2 г/моль = 3 моль
n(He) = m(He) / Молярная масса He = 4 г / 4 г/моль = 1 моль
Количество вещества водорода больше в 3 раза.

б) Парциальное давление каждого газа можно найти по формуле:
P(H2) = n(H2) * R * T / V
P(He) = n(He) * R * T / V
Где R - универсальная газовая постоянная, примерно равная 0.0821 л·атм/(моль·K).

Подставляем значения и находим парциальные давления:
P(H2) = 3 * 0.0821 * 400 / 20 ≈ 4.926 атм
P(He) = 1 * 0.0821 * 400 / 20 ≈ 1.644 атм
Парциальное давление водорода больше в ≈ 3 раза.

в) Давление смеси газов равно сумме их парциальных давлений:
P(смесь) = P(H2) + P(He) ≈ 4.926 + 1.644 ≈ 6.57 атм

Ответ:
а) Количество вещества водорода больше в 3 раза.
б) Парциальное давление водорода больше в 3 раза.
в) Давление смеси газов равно приблизительно 6.57 атм.