дано:
- количество молекул метана (CH4) n1 = 3,01 * 10^25 молекул
- количество молекул этана (C2H6) n2 = 12,04 * 10^24 молекул
- число Авогадро N_A = 6,022 * 10^23 молекул/моль
найти:
- объем газовой смеси при нормальных условиях (н. у.)
- молярную массу газовой смеси
решение:
1. Сначала найдем количество моль для каждого газа:
n(CH4) = n1 / N_A = (3,01 * 10^25) / (6,022 * 10^23) = 49,91 моль
n(C2H6) = n2 / N_A = (12,04 * 10^24) / (6,022 * 10^23) = 20,00 моль
2. Теперь найдем общее количество моль в смеси:
n(total) = n(CH4) + n(C2H6) = 49,91 + 20,00 = 69,91 моль
3. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 м3. Найдем объем газовой смеси:
V = n(total) * 22,4 м3/mol = 69,91 * 22,4 = 1564,62 м3
4. Теперь найдем молярную массу газовой смеси:
Молярная масса метана (CH4) = 12,01 г/моль (углерод) + 4 * 1,008 г/моль (водород) = 16,04 г/моль
Молярная масса этана (C2H6) = 2 * 12,01 г/моль (углерод) + 6 * 1,008 г/моль (водород) = 30,07 г/моль
Теперь найдем среднюю молярную массу газовой смеси:
M(mixture) = (n(CH4) * M(CH4) + n(C2H6) * M(C2H6)) / n(total)
M(mixture) = (49,91 * 16,04 + 20,00 * 30,07) / 69,91
= (799,48 + 601,40) / 69,91 = 1400,88 / 69,91 = 20,04 г/моль
ответ:
объем газовой смеси при н. у. составляет 1564,62 м3; молярная масса газовой смеси равна 20,04 г/моль.