Имеется смесь ацетилена и водорода. Объемы (н. у.) газов равны 4,48 дм3 и 3,36 дм3 соответственно. Определите количество (моль) газов в смеси, их объемные доли, массу смеси, молярную массу смеси и относительную плотность смеси по гелию.
от

1 Ответ

дано:  
1. Объем ацетилена (C2H2), V1 = 4,48 дм3.  
2. Объем водорода (H2), V2 = 3,36 дм3.  

найти:  
1. Количество (моль) газов в смеси.  
2. Объемные доли газов в смеси.  
3. Массу смеси.  
4. Молярную массу смеси.  
5. Относительную плотность смеси по гелию.

решение:  
1. Определим количество молей газов в смеси, используя уравнение: n = V / Vm, где Vm = 22,4 л/моль при н.у.

   - Для ацетилена:
     n(C2H2) = V1 / Vm = 4,48 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,200 моль.

   - Для водорода:
     n(H2) = V2 / Vm = 3,36 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 0,150 моль.

2. Рассчитаем объемные доли газов:

   - Общий объем смеси:
     Vtotal = V1 + V2 = 4,48 дм3 + 3,36 дм3 = 7,84 дм3.

   - Объемная доля ацетилена:
     φ(C2H2) = V1 / Vtotal = 4,48 дм3 / 7,84 дм3 ≈ 0,571.

   - Объемная доля водорода:
     φ(H2) = V2 / Vtotal = 3,36 дм3 / 7,84 дм3 ≈ 0,429.

3. Рассчитаем массу смеси:

   - Молярные массы:
     M(C2H2) = 12*2 + 1*2 = 26 г/моль.  
     M(H2) = 1*2 = 2 г/моль.

   - Масса ацетилена:
     m(C2H2) = n(C2H2) * M(C2H2) = 0,200 моль * 26 г/моль = 5,2 г.

   - Масса водорода:
     m(H2) = n(H2) * M(H2) = 0,150 моль * 2 г/моль = 0,3 г.

   - Общая масса смеси:
     m(total) = m(C2H2) + m(H2) = 5,2 г + 0,3 г = 5,5 г.

4. Рассчитаем молярную массу смеси:

   - Общая количество молей в смеси:
     n(total) = n(C2H2) + n(H2) = 0,200 моль + 0,150 моль = 0,350 моль.

   - Молярная масса смеси:
     M(mixture) = m(total) / n(total) = 5,5 г / 0,350 моль ≈ 15,71 г/моль.

5. Рассчитаем относительную плотность смеси по гелию (M(He) = 4 г/моль):

   - Относительная плотность:
     D = M(mixture) / M(He) = 15,71 г/моль / 4 г/моль ≈ 3,93.

ответ:  
1. Количество газа в смеси: n(C2H2) ≈ 0,200 моль; n(H2) ≈ 0,150 моль.  
2. Объемные доли: φ(C2H2) ≈ 0,571; φ(H2) ≈ 0,429.  
3. Масса смеси: 5,5 г.  
4. Молярная масса смеси: ≈ 15,71 г/моль.  
5. Относительная плотность смеси по гелию: ≈ 3,93.
от