Имеется смесь пропина и метана. Массы веществ в смеси равны 4 г и 4,8 г соответственно. Определите количество (моль) газов, объемы (н. у.) и объемные доли газов в смеси, массу смеси, молярную массу смеси и относительную плотность смеси по водороду.
от

1 Ответ

дано:  
1. Масса пропина (C3H6), m1 = 4 г.  
2. Масса метана (CH4), m2 = 4,8 г.  

найти:  
1. Количество (моль) газов в смеси.  
2. Объемы газов при нормальных условиях.  
3. Объемные доли газов в смеси.  
4. Массу смеси.  
5. Молярную массу смеси.  
6. Относительную плотность смеси по водороду.

решение:  
1. Определим количество молей газов, используя уравнение: n = m / M, где M - молярная масса вещества.

   - Молярные массы:
     M(C3H6) = 12*3 + 1*6 = 42 г/моль.
     M(CH4) = 12*1 + 1*4 = 16 г/моль.

   - Для пропина:
     n(C3H6) = m1 / M(C3H6) = 4 г / 42 г/моль ≈ 0,095 моль.

   - Для метана:
     n(CH4) = m2 / M(CH4) = 4,8 г / 16 г/моль = 0,300 моль.

2. Рассчитаем объемы газов при нормальных условиях (Vm = 22,4 л/моль).

   - Для пропина:
     V(C3H6) = n(C3H6) * Vm = 0,095 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 2,13 дм3.

   - Для метана:
     V(CH4) = n(CH4) * Vm = 0,300 моль * 22,4 дм3/моль ≈ 6,72 дм3.

3. Рассчитаем объемные доли газов в смеси:

   - Общий объем смеси:
     Vtotal = V(C3H6) + V(CH4) = 2,13 дм3 + 6,72 дм3 = 8,85 дм3.

   - Объемная доля пропина:
     φ(C3H6) = V(C3H6) / Vtotal = 2,13 дм3 / 8,85 дм3 ≈ 0,240.

   - Объемная доля метана:
     φ(CH4) = V(CH4) / Vtotal = 6,72 дм3 / 8,85 дм3 ≈ 0,760.

4. Рассчитаем массу смеси:

   - Общая масса смеси:
     m(total) = m1 + m2 = 4 г + 4,8 г = 8,8 г.

5. Рассчитаем молярную массу смеси:

   - Общее количество молей в смеси:
     n(total) = n(C3H6) + n(CH4) = 0,095 моль + 0,300 моль = 0,395 моль.

   - Молярная масса смеси:
     M(mixture) = m(total) / n(total) = 8,8 г / 0,395 моль ≈ 22,31 г/моль.

6. Рассчитаем относительную плотность смеси по водороду (M(H2) = 2 г/моль):

   - Относительная плотность:
     D = M(mixture) / M(H2) = 22,31 г/моль / 2 г/моль ≈ 11,15.

ответ:  
1. Количество газа в смеси: n(C3H6) ≈ 0,095 моль; n(CH4) = 0,300 моль.  
2. Объемы газов: V(C3H6) ≈ 2,13 дм3; V(CH4) ≈ 6,72 дм3.  
3. Объемные доли: φ(C3H6) ≈ 0,240; φ(CH4) ≈ 0,760.  
4. Масса смеси: 8,8 г.  
5. Молярная масса смеси: ≈ 22,31 г/моль.  
6. Относительная плотность смеси по водороду: ≈ 11,15.
от