Вопрос школьника
При сжигании 112мл газа было получено 448мл углекислого газа и 0,45 воды. Относительная плотность газа по водороду составляет 29(н.у.). Найти молекулярную массу газа.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон Дальтона, который гласит, что суммарное давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого газа в смеси. Также необходимо знать, что отношение объема газа к его массе называется плотностью газа.
Для начала найдем количество вещества газа, который сгорел при реакции. Для этого воспользуемся уравнением реакции сгорания газа:
CnHm + (n + m/4)O2 → nCO2 + m/2H2O
В данном случае мы не знаем формулу газа, поэтому обозначим ее буквой X. Тогда уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:
X + O2 → CO2 + H2O
Из условия задачи известно, что объем газа X составляет 112 мл. При этом объем углекислого газа составляет 448 мл, а объем воды – 0,45 мл. Таким образом, объем кислорода, необходимого для сгорания газа X, можно найти по разности объемов:
V(O2) = V(CO2) + V(H2O) — V(X) = 448 мл + 0,45 мл — 112 мл = 336,45 мл
Теперь можно найти количество вещества газа X, используя закон Дальтона:
p(X) = p(общ) — p(CO2) — p(H2O) = 1 — 0,04 — 0,018 = 0,942
n(X) = V(X) * p(X) / V(н.у.) = 112 мл * 0,942 / 22,4 л/моль = 4,72 ммоль
Для расчета молекулярной массы газа X необходимо знать его относительную плотность по водороду. Из условия задачи известно, что она составляет 29(н.у.). Это означает, что масса молекулы газа X в 29 раз больше массы молекулы водорода.
m(X) = n(X) * M(X)
M(X) = m(X) / n(X) = 2 * m(H) * 29 = 58 моль/кг
Таким образом, молекулярная масса газа X составляет 58 моль/кг.
