Под каким давлением находится газ при температуре 27

Закон Гей-Люссака:
Объемы, занимаемые данной массой газа, при постоянном давлении, относятся как их абсолютные температуры:
V1/V2 = T1/T2

Закон Менделеева-Клапейрона:
pV = nRT,
где n = m/M, количество вещества газа, моль. Тогда,
pV = (m/M)RT

P — давление газа, Т — температура в Кельвинах, V — объем, m — масса газа, М — его молярная масса.
R = 8,314 Дж/моль*К
Внимание: необходимо следить за размерностями величин.

Закон Авогадро:
В одинаковых объемах любого идеального газа при одинаковых давлениях и температуре содержится одно и то же количество молекул.

При н.у. (0 о С, 273 К; 760 мм.рт.ст., 101325 Па) 1 моль любого газа занимает 22,4 л. и содержит NA = 6,023*10 23 молекул.

Имеется 10 л. газа при давлении 2 атм. и температуре 27 о С. Каков его объем при н.у.?

Н.у. — нормальные условия, которые соответствуют 1 атм (101325 Па) и 0 о С (273 K).
27 о С = 273 + 27 = 300 K.

По объединенному закону,
V = 273*10*2/300*1 = 18,2 л.

Определить число молекул газа из задания 14.1.
Определить его массу, если это азот.

Мы нашли объем газа при н.у., он составляет 18,2 л.
По закону Авогадро, это составит n = V/22,4 = 18,2/22,4 = 0,8125 моль.

Определим число молекул: N = n*NA = 0,8125*6,023*10 23 = 4,89*10 23
Определим массу: m = n*M = 0,8125*28 = 22,75 г.
(28 — молярная масса азота).

Под каким давлением находится углекислый газ в огнетушителе объемом 3 дм 3 , если масса огнетушителя до заполнения газом была 4 кг, а после заполнения 6 кг. Температура газа 27 о С.

Масса газа, очевидно, составит m = 6 — 4 = 2 кг = 2000 г.
Температура T = 273 + t = 273 + 27 = 300 K.
M(CO2) = 44 г/моль.
V = 3 дм 3 = 0,003 м 3
Внимание!
Если в формулу Менделеева-Клапейрона поставить объем в дм 3 , то давление получится в килоПаскалях, кПа.
Если же поставить в м 3 , то ответ будет в Паскалях.

pV = (m/M)RT , откуда
p = ((m/M)RT)/V = ((2000/44)*8,31*300)/3 = 37772 кПа. (

3,78*10 7 Па).
1 атм. = 101325 Па = 101,325 кПа.
Тогда, р = 37772/101,325 = 373 атм.

Плотность неона в неоновой лампе 0,06 кг/м 3 при давлении 4*10 3 Па. Определить температуру газа.

Плотность газа дает нам и массу, и объем: m = 0,06 кг (60 г) и V = 1 м 3 .
pV = (m/M)RT , откуда
T = pV/(m/M)R = 6000*1/(40/20)*8,314 = 360 K
t = K — 273 = 360 — 273 = 87 о С.

В газгольдер закачан зимой газ при температуре -30 о С и нормальном атмосферном давлении.
Какое будет давление летом при +30 о С?

Температуру не забываем перевести в К.

Химический кабинет имеет размеры 6х10х3 м.
Определить массу воздуха при 20 о С и нормальном давлении.

Определим объем воздуха.
V = 6*10*3 = 180 м 3 .
Средняя молярная масса воздуха М = 29 г/моль.
Из формулы Менделеева-Клапейрона,

m = pVM/RT = 101,325*180*29/8,31*293 = 215 кг.

В баллоне емкостью 30 л. находится 5,28 кг. газа при температуре 27,7 о С и под давлением 10 МПа. Какой это газ?

10 МПа = 10000 кПа, 5,28 кг = 5280 г.
Можно не переводить килограммы в граммы, но тогда надо будет перевести литры в м 3 .
Из формулы Менделеева-Клапейрона,
M = mRT/pV = 5280*8,31*300,7/10000*30 = 44 г/моль.
Такая молярная масса может соответствовать углекислому газу (СО2) или пропану С3Н8.

При разложении 59,1 г. карбоната двухвалентного металла выделилось
5804 мл. углекислого газа при температуре 30°С и давлении 1,3 атм. Установите
формулу соли.

Определим количество вещества выделившегося газа, моль.
1,3 атм. составят 1,3*101,325 = 131,72 кПа.
5804 мл. = 5,804 л.
n = pV/RT = 131,72*5,804/8,31*303 = 0,304 моль.
Тогда, молярная масса карбоната составит 59,1/0,304 = 194,6 г/моль.
Поскольку металл двухвалентный, формула карбоната MeCO3
Масса карбонат-аниона СО3 2- = 60 г/моль, тогда молярная масса металла составит 194,6 — 60 = 134,6 г/моль.
Такая масса, с учетом погрешности, близка к барию.

Плотность по водороду газовой смеси оксида азота(II) и оксида азота(IV) равна 20. Определите объемные доли газов в указанной смеси.

Определим молярную массу газовой смеси.
M = 20*DH2 = 20*2 = 40 г/моль.
M(NO) = 30, M(NO2) = 46 г/моль.
Пусть доля NO = x, тогда доля NO2 = (1 — x)
30x + 46(1 — x) = 40
Решая, получаем: х = 0,375.
Итого, 37,5% NO, остальное NO2.

Рассчитайте объем, который занимает (при н.у.) порция газа, если в
этой порции содержится 2,2·10 22 молекул этого газа.

Количество вещества газа n = N/NA = 2,2·10 22 /6,023*10 23 = 0,0365 моль.
V = n*VM = 0,0365*22,4 = 0,818 л.
Задание 14.11

10 моль водорода собрали в баллоне объемом 20 л. при 230 о С. Определите давление в баллоне.

p = nRT/V = 10*8,31*503/20 = 2090 кПа (20,6 атм).

Какой объем занимает 200 г. газовой смеси, состоящей из водорода, оксида углерода (II) и оксида углерода (VI) вмолярном соотношении 3:4:5 при температуре 80 o С и давлении 98658 Па (740 мм.рт.ст.)?

Определим молярную массу смеси.
M = (3*2 + 4*28 + 5*44)/(3 + 4 + 5) = 30,73 г/моль.

V = (m/M)RT/p = (200/30,73)8,31*353/98,658 = 193,53 л.

Газовая смесь состоит из 20 л. азота и 10 л. аммиака. Сколько молекул азота приходится на одну молекулу аммиака в этой смеси? Сколько атомов азота приходится на один атом водорода ?

Поскольку при равных условия в равных объемах газов содержится равное число молекул, то при отношении объемов 2:1 и отношение молекул будет 2:1.
То есть, на одну молекулу аммиака две молекулы азота.
1 NH3 : 2 N2

Из этого же отношения легко сосчитать, что в отношении 1 NH3 : 2 N2 содержится 5 атомов азота и 3 атома водорода.
Значит, на 1 атом водорода приходится 3/5 атомов азота.

Источник

➤ Adblock
detector