ОБЩЕЕ УРАВНЕНИЕ, ОБЪЕДИНЯЮЩЕЕ ЗАКОНЫ
ВЫЧИСЛЕНИЕ ОБЪЁМНЫХ ДОЛЕЙ ГАЗОВ В СМЕСИ
ПРИМЕР №1 В смеси оксида азота(I) и оксида азота (II) число молекул в 2,8 раза меньше числа атомов. Вычислите объёмные доли газов в смеси.
РЕШЕНИЕ: Пусть n(N2O) = x моль n(NO) = y моль Тогда количество вещества всех атомов равно 3х+2у. Поскольку количества веществ атомов и молекул пропорционально числу атомов и молекул, будет справедливо соотношение : 3х +2у \х +у = 2,8 N2O – x моль молекул; 3х моль атомов NO - у моль молекул; 2у моль атомов Сумма: (х + у)моль молекул; (3х + 2у ) моль атомов Преобразуя полученное выражение, получаем х = 4у Вычислим объёмную долю оксида азота (I):
ф(N2O) = n(N2O)/ (n(N2O) + n(NO))
ф (N2O) = 4у\(4у +у) = 4у\5у= 0,8 Таким образом, ф (N2O) =80%; ф (NO) =100 – 80 = 20%
ПРИМЕР №2 33,6 л смеси угарного газа и углекислого газа имеют массу 48 грамм. Рассчитайте объёмные и массовые доли компонентов в смеси.
РЕШЕНИЕ: Обозначим через х моль количество угарного газа и через у моль количество углекислого газа. Тогда, масса СО в смеси составит: m(CO) = n(CO) *M(CO) = 28x А масса СО2 в смеси составит: m(CO2)= n(CO2)*M(CO2) = 44y Объём, занимаемый газами, можно подсчитать:
V = Vm*m/ M Отсюда объёмы газов в смеси равны: V(CO)=22,4x , V(CO2) = 22,4 y В условии задачи даны суммарные масса и объём смеси, следовательно, 28х + 44у = 48 22,4х + 22,4у = 33,6 Получилась система уравнений с двумя неизвестными. Решая её, найдём: х=1,125; у = 0,375 . Далее находим массы компонентов в смеси: m (СО) = 28х = 31,5 г m(СО2) = 44у = 16,5 г Теперь нетрудно рассчитать массовые доли СО и СО2 , учитывая, что 48 г составляют 100 %, тогда w (СО) = 31,5 : 48 = 0,656 или 65,6% w (СО2)=16,5 : 48 = 0,344 или 34,4% Теперь рассчитаем объёмные доли газов в смеси : фсумм. = 1,125 + 0,375 = 1,5 ф(СО) = 1,125 : 1,5 = 0,656 или 65,6% ф(СО2)=0,375 : 1,5 = 0,344 или 34,4% ЗАКОН ОБЪЁМНЫХ ОТНОШЕНИЙ ГЕЙ - ЛЮСАКА. ПРИМЕР № 1 При взаимодействии оксида азота (II) с кислородом из двух объёмов оксида азота (II) и одного объёма кислорода получаются два объёма нового газа. Установите формулу образующегося газа.
РЕШЕНИЕ: Так как в равных объёмах газов при прочих равных условиях содержится одинаковое число молекул, то изданных задачи непосредственно вытекает, что каждые две молекулы оксида азота (II) , взаимодействуя с одной молекулой кислорода, образует две молекулы нового газа. Обозначив состав молекул образующегося газа формулой NxOy , можно выразить происходящую реакцию уравнением:
2NO + O2 = 2NxOy
Подсчет числа атомов азота и кислорода в левой части уравнения показывает, что в состав двух молекул нового газа должны входить два атома азота и четыре атома кислорода, т.е. что молекула его состоит из одного атома азота и двух атомов кислорода. Следовательно, формула газа: NO2 .
ПРИМЕР №2 При горении метана СН4 образуется углекислый газ и водяной пар. Каковы отношения между объёмами участвующих в реакции газов, если они измерены при одинаковых условиях?
РЕШЕНИЕ: При полном сгорании метана на каждую её молекулу расходуются две молекулы кислорода в результате чего образуется одна молекула углекислого газа и две молекулы водяного пара:
СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О
Это значит, что из одного объёма метана и двух объёмов кислорода получаются два объёма водяного пара и один объём углекислого газа, измеренного при тех же условиях. По закону Гей – Люсака при постоянном давлении объём газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре (Т):
V1\ T2 = V2\T2 или V\T = const P = const (изобарический процесс)
ЗАКОН ОБЪЁМНЫХ ОТНОШЕНИЙ ГЕЙ - ЛЮСАКА. ПРИМЕР №3 При 27 ͦС объём газа равен 600 мл. Какой объём займет газ при 57 ͦС, если давление будет оставаться постоянным?
РЕШЕНИЕ: Обозначив искомый объём через V2, а соответствующую ему температуру через Т2. По условию задачи: V1=600 мл Т1=273+27=300 К Т2=273+57=330 К Подставляя эти значения в выражение закона Гей-Люсака, получим:
60\300 = V2\330 , откуда V2 =600*330\300 = 660 мл.
ПРИМЕР №4 Имеются два сосуда, заполненных смесями газов: а) водородом и хлором; б) водородом и кислородом. Как изменится давление в сосудах при пропускании через эти смеси электрической искры? РЕШЕНИЕ: При пропускании искры газы реагируют по следующим уравнениям:
Н2 + Сl2 = 2HCl (1) 2H2 + O2 = 2H2O (2) Из уравнения реакции (1) видно, что 1 моль водорода и 1 моль хлора образуют 2 моль хлороводорода. Следовательно, количество вещества ( в молях) газа после реакции (1) остаётся без изменения, объём газовой смеси также не меняется, поэтому и давление в сосуде не меняется. Количество вещества газа после окончания реакции (2) уменьшается в 1,5 раза, следовательно, изменится и давление. В условии задачи намеренно не оговорено, Приводится ли смесь к нормальным условиям или нет. Для ответа на поставленный вопрос это несущественно: допустим, что смесь останется при высокой температуре, тогда образовавшаяся вода будет находиться в парообразном состоянии и давление после реакции уменьшится для стехиометрической смеси в 1,5 раза, как было показано выше; если же смесь будет приведена к нормальным условиям, давление смеси ещё более уменьшится за счет конденсации паров воды.
ЗАКОН БОЙЛЯ - МАРИОТТА ПРИМЕР № 1 При некоторой температуре давление газа, занимающего объём 3 л , равно 93,3 кПа (700 мм рт.ст.). Каким станет давление, если, не изменяя температуры, уменьшить объём газа до 2,8 л ?
РЕШЕНИЕ: Обозначив искомое давление через Р2, можно записать:
Р2\93,3 = 3\2,8 . Отсюда:
Р2 = 100 кПа (750 мм рт.ст.).
З А К О Н Ш А Р Л Я ПРИМЕР №1 При 15 ͦС в баллоне с кислородом давление равно 90 атмосфер. При какой температуре оно станет равным 100 атм ?
РЕШЕНИЕ: Пусть искомая температура Т1. Тогда Т = 273 + 15 = 288 Р = 90 атм Р1 = 100 атм Подставляем эти значения в уравнение
Р Р1 Р1 * Т ------ = ------- или Т1 = ----------- Т Т1 Р получаем 100 * 288 Т1 = -------------- = 320 К или 320-273 = 47 ͦС ОБЩЕЕ УРАВНЕНИЕ, ОБЪЕДИНЯЮЩЕЕ ЗАКОНЫ
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3074)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |