Question

Составить условия и решение 5 задач с использованием газов.

Answer 1

Задача 1:

В 1 литре клапанной колбы находится 2 грамма углерода при 27 градусах Цельсия и давлении 1 атмосферы. Какое количество газа находится в флаконе при температуре 16 градусов Цельсия и давлении 0.5 атмосферы?

Решение:

Согласно уравнению состояния идеального газа, PV = nRT, мы можем использовать следующую формулу:

n1 = (PV1/RT1) = (1 atm * 1 L) / (0.082 L*atm/mol * 300 K) = 0.0408 моль

Теперь мы можем использовать эту же формулу для определения количества газа в новых условиях:

n2 = (PV2/RT2) = (0.5 atm * 1 L) / (0.082 L*atm/mol * 289 K) = 0.0208 моль

Затем мы можем использовать это значение, чтобы вычислить массу газа:

m = n * M = 0.0208 моль * 12.01 г/моль = 0.249 г

Ответ: 0.249 г углерода находится в флаконе при температуре 16 градусов Цельсия и давлении 0.5 атмосферы.

Задача 2:

Какое количество кислорода газа, необходимо для сгорания 5 граммов метана?

Решение:

Согласно реакции восстановления, молекулярный коэффициент метана равен 1, а молекулярный коэффициент кислорода равен 2:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Из этого уравнения мы можем видеть, что для сгорания 1 моль метана необходимо 2 моля кислорода.

Таким образом, мы можем использовать этот коэффициент для определения, сколько моля кислорода нам нужно для сгорания 5 г метана:

5 г метана / 16.04 г/моль = 0.311 моль метана

Моль кислорода = 2 x моль метана

Моль кислорода = 2 x 0.311 моль = 0.622 моль кислорода

Тогда мы можем вычислить массу кислорода, которая нам нужна:

m = n * M = 0.622 моль * 32 г/моль = 19.9 г

Ответ: Нам нужно 19.9 г кислорода для сгорания 5 г метана.

Задача 3:

Сколько литров водорода (Н2) необходимо сжать до давления 150 атмосфер и температуры 25 градусов Цельсия, чтобы получить 0,5 грамма водорода?

Решение:

Сначала мы определим количество молей водорода, которое нам нужно:

m = n * M

n = m / M = 0.5 г / 2.02 г/моль = 0.247 моль

Затем мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы определить объем водорода:

PV = nRT

V = nRT / P

V = 0.247 моль * 0.082 L*атм/моль*К * (25 + 273) K / 150 атм = 0.0031 литра

Ответ: Нам нужно сжать 0.0031